金松岳

（1.北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070；2.北京市高速鐵路運行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070）

1 概述

計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是鐵路信號系統(tǒng)中，用于保證行車安全的重要的基礎(chǔ)信號系統(tǒng)。在計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中，有多種手段保證行車安全，側(cè)防便是其中非常重要的一種。

隨著現(xiàn)代高速鐵路發(fā)展，人們對鐵路運輸?shù)男室笤絹碓礁?。二級?cè)防是在保障安全前提下，提高站場使用效率的一種有效手段。以塞爾維亞聯(lián)鎖為例介紹側(cè)防、二級側(cè)防在計算機聯(lián)鎖中的應(yīng)用。

側(cè)防，即側(cè)面防護，是利用進路外的道岔或信號機，防止其他線路的列車沖入本進路、造成與本進路列車沖撞的一種方法。塞爾維亞聯(lián)鎖對于側(cè)防、二級側(cè)防有幾個基本要求。

1） 不同線路之間優(yōu)先使用物理隔離方式實現(xiàn)側(cè)防；

2） 當信號機為進路提供側(cè)防時，調(diào)車信號不能為列車進路提供側(cè)防，但列車信號可以為調(diào)車進路提供側(cè)防；

3） 理論上，存在多級側(cè)防設(shè)備可以為進路提供防護，但聯(lián)鎖只處理到第二級。

2 側(cè)防應(yīng)用場景

2.1 場景分析

首先介紹只有一級防護設(shè)備為進路提供防護的場景。如圖1 所示，塞爾維亞聯(lián)鎖要求，對于經(jīng)過S1 道岔定位的調(diào)車進路，進路辦理信號開放必須檢查D1 信號機為禁止信號。將D1 稱為進路的側(cè)防信號，當D1 滅燈或開放允許信號時認為側(cè)防失效。而對于經(jīng)過S1 道岔定位的列車進路，由于調(diào)車信號機D1 不能為列車進路提供側(cè)防，因此列車進路的側(cè)防信號機是X1，進路辦理信號開放必須檢查X1 信號機為禁止信號。此場景下，不管列車進路還是調(diào)車進路，都只有D1/X1 一個信號設(shè)備為進路提供側(cè)防。塞爾維亞聯(lián)鎖中把此類必須檢查禁止信號的信號機稱為一級側(cè)防信號。

圖1 只有一級側(cè)防防護場景Fig.1 Scenario only including level-one flank protection

二級側(cè)防：表示有優(yōu)先級關(guān)系的、兩級防護設(shè)備為進路提供防護，是相對只有一級側(cè)防而言。為保證行車安全，塞爾維亞聯(lián)鎖要求將不同線路優(yōu)先使用物理隔離方式進行防護。物理隔離的意思就是要求用道岔將不同線路隔開，類似國鐵聯(lián)鎖的防護道岔，但國鐵防護道岔只在安全線等部分線路設(shè)置，而不是所有線路都要進行物理隔離。如果只使用物理隔離一種手段，則又會影響運營效率，為兼顧兩者，提出二級側(cè)防的概念。二級側(cè)防要求，不同線路之間，優(yōu)先使用物理隔絕方式進行防護，如果做不到物理隔絕，則使用其他防護手段保證安全。如圖2（a）中，對于經(jīng)過S1、S3 道岔反位的調(diào)車進路，優(yōu)先要求將S5 道岔轉(zhuǎn)換到反位將兩條線路隔絕開，但如果S5 道岔因故障無法轉(zhuǎn)換到反位，那么D1 信號機為禁止信號，也認為側(cè)防條件滿足。

圖2 典型二級側(cè)防與信號機防護場景對比Fig.2 Comparison between typical level-two flank protection scenario and signal protection scenario

從上面這個例子可以看出，優(yōu)先使用的側(cè)防條件為S5 道岔反位，在該條件無法滿足時退而求其次，使用D1 禁止信號作為次一級側(cè)防條件。當存在兩個不同優(yōu)先級的側(cè)防時，把優(yōu)先使用的側(cè)防稱為第一級側(cè)防，第一級側(cè)防不滿足時，檢查的其他側(cè)防條件稱為第二級側(cè)防。

站場圖形的細微變化可能導(dǎo)致側(cè)防條件的變化。圖2（a）和圖2（b）的區(qū)別是圖2（b）多了一個無岔區(qū)段S1/S5WG，其他設(shè)備均無變化。同樣對于經(jīng)過S1、S3 反位的進路，無論S5 道岔在什么位置，都沒有辦法阻擋S1/S5WG 上的列車闖入進路，必須是D1 信號機禁止信號才滿足側(cè)防條件，因此該場景就不是二級側(cè)防，D1 是經(jīng)過S1、S3 反位的進路一級側(cè)防信號。

此外，為提高效率，塞爾維亞聯(lián)鎖把所有道岔都設(shè)置為獨立的單動道岔。如圖2（a）中，對于經(jīng)過S1 定位的道岔，如果S1 和S3 設(shè)置為雙動道岔，那么任意一個道岔故障都會導(dǎo)致經(jīng)過另一個道岔定位的進路無法辦理。但S1 和S3 設(shè)置為兩個獨立的單動道岔后，對于經(jīng)過S1 定位的進路，優(yōu)先要求將S3 轉(zhuǎn)換到定位，但假如S3 無法轉(zhuǎn)換到定位，那么檢查D3 禁止信號且S3DG 空閑后，也認為側(cè)防條件滿足，可以辦理經(jīng)過S1 定位的進路。此場景下，第一級側(cè)防為S3 道岔定位，第二級側(cè)防為D3 禁止信號。

以上場景中，第二級側(cè)防都只有一個信號機，是比較簡單的二級側(cè)防場景。一個復(fù)雜二級場景如圖3 所示，對于經(jīng)過S5 定位的調(diào)車進路，第一級側(cè)防是S7 道岔反位，第二級側(cè)防是D1 禁止信號，和之前場景沒有區(qū)別；但是對于經(jīng)過S5 定位的列車進路，由于調(diào)車信號機不能為列車進路提供側(cè)防，即不管D1 還是D3 都不能為經(jīng)過S5 定位的列車進路提供側(cè)防，因此第一級側(cè)防雖然還是S7 道岔反位，但第二級側(cè)防就不是一個信號機那么簡單：當S7 不能轉(zhuǎn)換到反位時，除了X2 信號機可以直接通向當前進路外，S3 道岔反位也可以通向進路，此場景下，第二級側(cè)防除了X2 禁止信號，還包括S3 道岔定位。當然，如果S3 無法轉(zhuǎn)換到定位時，X1 信號機禁止信號也能為進路提供側(cè)防，但X1 明顯屬于第三級防護。此外，不管第一級側(cè)防設(shè)備S7 是否在反位，道岔S7 與進路之間的區(qū)段S11DG 必須空閑（不包括S7DG）。

圖3 復(fù)雜二級側(cè)防場景Fig.3 Scenario including complex level-two flank protection

2.2 小結(jié)

根據(jù)以上幾類場景分析，得出以下結(jié)論。

1） 二級側(cè)防中，第一級側(cè)防是道岔，而且是離進路最近、岔后開向進路的道岔；

2） 第一級側(cè)防道岔與進路之間的區(qū)域，稱為一級防護區(qū)域（不包含第一級側(cè)防道岔所在區(qū)段），無論哪級側(cè)防為進路提供防護，一級防護區(qū)域必須全部空閑；

3） 二級側(cè)防中，第二級側(cè)防設(shè)備可以有多個，而且必須是多個設(shè)備條件同時滿足，才認為是第二級側(cè)防條件滿足；

4） 第一級側(cè)防和第二級側(cè)防設(shè)備之間的區(qū)域，稱為二級防護區(qū)域（包含第一級側(cè)防道岔所在區(qū)段，不包含第二級側(cè)防道岔所在區(qū)段），當?shù)诙墏?cè)防為進路提供防護時，二級防護區(qū)域也必須全部空閑；

5） 由于調(diào)車信號不能為列車進路提供側(cè)防，因此對于經(jīng)過相同道岔相同位置的列車進路和調(diào)車進路，側(cè)防要求可能不一樣。

3 計算機聯(lián)鎖對二級側(cè)防的處理

根據(jù)以上二級側(cè)防要求，計算機聯(lián)鎖需在保障安全前提下盡可能提高站場的使用效率。計算機聯(lián)鎖在處理二級側(cè)防時應(yīng)遵循以下原則。

3.1 進路選岔處理

值班員下達辦理進路選岔命令后，聯(lián)鎖應(yīng)同時對不在進路要求位置上的進路內(nèi)道岔、二級側(cè)防第一級側(cè)防道岔、二級側(cè)防第二級側(cè)防道岔（如果存在）下達轉(zhuǎn)岔命令。

3.2 進路鎖閉處理

聯(lián)鎖在選岔等待過程中，二級側(cè)防在以下3 種場景應(yīng)鎖閉進路。

1） 第一級側(cè)防道岔滿足進路要求位置時應(yīng)立刻鎖閉進路；

2） 如果選岔等待時間結(jié)束時第一級側(cè)防道岔還無法轉(zhuǎn)換到位，檢查第二級側(cè)防條件都滿足后也應(yīng)鎖閉進路；

3） 在選岔等待過程中，判斷第一級側(cè)防道岔確定無法轉(zhuǎn)換到位（如道岔處于單鎖狀態(tài)），那么檢查第二級側(cè)防條件都滿足后應(yīng)提前鎖閉進路。

在選岔等待時間內(nèi)，如果第一級側(cè)防道岔沒有轉(zhuǎn)到位，但沒有辦法判斷該道岔不允許轉(zhuǎn)動時，應(yīng)持續(xù)等待，直到出現(xiàn)以上3 種場景中的任意一種。

3.3 信號開放檢查

進路鎖閉后，只要第一級側(cè)防或者第二級側(cè)防任一個滿足條件，即可認為側(cè)防條件滿足，允許開放信號。信號開放后，第一級側(cè)防和第二級側(cè)防條件都不滿足時應(yīng)立刻關(guān)閉信號。

3.4 側(cè)防道岔鎖閉原則

1） 第一級側(cè)防道岔鎖閉要求

進路鎖閉后，第一級側(cè)防道岔滿足進路要求位置后應(yīng)立刻鎖閉，不允許再轉(zhuǎn)動該道岔；不滿足進路要求時不應(yīng)鎖閉。

2） 第二級側(cè)防道岔鎖閉要求（如果存在第二級側(cè)防道岔）

a.當?shù)谝患墏?cè)防道岔不在進路要求位置，且第二級側(cè)防道岔在進路要求位置時應(yīng)鎖閉第二級側(cè)防道岔，防止第二級側(cè)防道岔轉(zhuǎn)動導(dǎo)致兩級側(cè)防條件都不滿足信號關(guān)閉；

b.第一級側(cè)防道岔在進路要求位置上鎖閉后，第二級側(cè)防道岔不應(yīng)鎖閉，如果鎖閉第二級側(cè)防道岔會導(dǎo)致部分平行進路無法辦理。在圖3 中，對于經(jīng)過S5 定位進路，第一級側(cè)防道岔S7 鎖閉在反位，如果把第二級側(cè)防道岔S3 鎖閉在定位，會導(dǎo)致經(jīng)S1、S3、S7、S9 反位的進路無法辦理，但該進路與經(jīng)過S5 定位的進路為平行進路，平行進路應(yīng)允許同時作業(yè)。

4 結(jié)束語

塞爾維亞聯(lián)鎖使用的側(cè)防、二級側(cè)防雖然在保證安全的同時能提高效率，但在一些場景下，防護要求過于嚴格。

1） 二級側(cè)防強調(diào)將線路之間用道岔物理隔離，但未考慮線路之間的距離，即不管兩條線路距離多遠，都要求優(yōu)先物理隔開；

2） 采用信號機禁止信號顯示提供防護時，未考慮信號機外方是否有列車接近，只要信號機不是禁止信號就認為側(cè)防條件不滿足，因此會導(dǎo)致信號機故障情況下，即使該信號機外方?jīng)]有列車也會導(dǎo)致相關(guān)進路無法辦理。

以上兩點導(dǎo)致一些場景下，在一定程度上會影響使用效率。國鐵聯(lián)鎖也有類似手段，如防護道岔、敵對信號、超限區(qū)段等為進路提供防護。另外，國鐵還有一套完善的行車管理制度能保障安全、提高效率。