我國(guó)機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化工作

1、我國(guó)機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化工作      關(guān)鍵詞：機(jī)車信號(hào)；信息定義；標(biāo)準(zhǔn)化；原則； 我國(guó)鐵路大量運(yùn)用的機(jī)車信號(hào)是建立在地面軌道電路基礎(chǔ)上的連續(xù)式或接近連續(xù)式機(jī)車信號(hào)。歷史上不同的自動(dòng)閉塞制式產(chǎn)生過(guò)各種制式的機(jī)車信號(hào)，例如交流計(jì)數(shù)電碼機(jī)車信號(hào)、極頻機(jī)車信號(hào)和移頻機(jī)車信號(hào)。機(jī)車信號(hào)的車載信號(hào)機(jī)由于信息量不同曾經(jīng)采取過(guò)5燈位、6燈位以及現(xiàn)在廣泛運(yùn)用的8燈位信號(hào)機(jī)。雖然我國(guó)鐵路的機(jī)車信號(hào)達(dá)到了基本普及的水平，在安全與效率方面發(fā)揮了重要作用，但在機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化方面卻一直沒(méi)有全路統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)去地面信息量少，運(yùn)用中矛盾不太突出?，F(xiàn)在地面信息已增

2、加到8個(gè)和18個(gè)，機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化工作就提到了非常緊迫的議事日程。 1 機(jī)車信號(hào)運(yùn)用的主要問(wèn)題 11 機(jī)車信號(hào)跨制式通用問(wèn)題 由于歷史原因，我國(guó)鐵路在不同線路的區(qū)段內(nèi)建有各種制式的自動(dòng)閉塞，特別是在樞紐地區(qū)，周邊相連的幾條線路大都有2種以上的自動(dòng)閉塞制式。當(dāng)時(shí)的機(jī)車信號(hào)與各種自動(dòng)閉塞制式相配套，互相之間不能兼容通用，甚至在同一制式的電氣化與非電氣化區(qū)段也不能兼容。由于機(jī)車信號(hào)不能跨制式兼容，使僅安裝一套機(jī)車信號(hào)設(shè)備的列車在樞紐內(nèi)不能連續(xù)地工作。 12 地面信息不統(tǒng)一問(wèn)題 早期的機(jī)車信號(hào)和地面信息最多只有4個(gè)，在運(yùn)用中機(jī)車信號(hào)和地面顯示相符即可。隨著UM71的引進(jìn)和8信息移頻、18信息移頻的研

3、制成功，對(duì)18個(gè)信息的定義和使用要制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。1998年在“JTl型通用機(jī)車信號(hào)設(shè)備”的標(biāo)準(zhǔn)制訂中，曾對(duì)移頻信息作了初步定義，但UM71是多種定義。移頻信息定義尚存在一些問(wèn)題，如反向行車信息中，8信息移頻采用30Hz信息，而18信息移頻采用 7Hz信息。當(dāng)機(jī)車交路擴(kuò)大以后，機(jī)車信號(hào)與地面信息不統(tǒng)一、不標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題更加突出。 13 提速與跨交路問(wèn)題 我國(guó)鐵路經(jīng)過(guò)4次大規(guī)模提速，提速里程達(dá)到13000km。雖然速度提高到140，160kmh，但某些區(qū)段的自動(dòng)閉塞仍按120kmh設(shè)計(jì)，并沒(méi)有根據(jù)提速要求進(jìn)行相應(yīng)改造。在四顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段，按160kmh設(shè)計(jì)時(shí)，其綠黃顯示表示按規(guī)定速度注意運(yùn)行，含義

4、是預(yù)告注意；而按120kmh設(shè)計(jì)時(shí)，提速后其綠黃顯示含義是一級(jí)減速信息。特別是提速以后，在半自動(dòng)閉塞和三顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段，列車進(jìn)站前機(jī)車信號(hào)預(yù)告信息不足，使列車速度控制距離不夠，存在一定安全隱患，要通過(guò)特殊規(guī)定來(lái)彌補(bǔ)這一不足。 14 不適應(yīng)新技規(guī)的“黃閃黃”問(wèn)題 新技規(guī)針對(duì)18號(hào)道岔，在第317條明確規(guī)定了1個(gè)黃色閃光和1個(gè)黃色燈光的顯示意義，而機(jī)車信號(hào)卻沒(méi)有與之相對(duì)應(yīng)的規(guī)定。當(dāng)?shù)孛嫘盘?hào)機(jī)是“黃閃黃”或雙黃顯示時(shí)，機(jī)車信號(hào)信息與顯示均不能區(qū)分，造成列車只能按雙黃顯示控制速度，沒(méi)有發(fā)揮“黃閃黃”能提高通過(guò)能力的作用，因此，要急需補(bǔ)充“黃閃黃”的信息定義。 2 機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化的主要原則 機(jī)車信

5、號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化工作主要包括機(jī)車信號(hào)信息定義、分配以及典型使用示意圖3大部分。其主要原則如下。 (1)要覆蓋我國(guó)鐵路所有閉塞區(qū)段。機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化定義及分配是面向全路的通用標(biāo)準(zhǔn)，因此，必須要適應(yīng)我國(guó)所有閉塞區(qū)段，包括半自動(dòng)閉塞、三顯示自動(dòng)閉塞、四顯示自動(dòng)閉塞以及特殊區(qū)段。所謂特殊區(qū)段包括5種，即列車運(yùn)行速度小于或等于160kmh的半自動(dòng)閉塞區(qū)段、列車運(yùn)行速度小于或等于200kmh的自動(dòng)閉塞區(qū)段、列車從制動(dòng)到停車需要3個(gè)閉塞分區(qū)的自動(dòng)閉塞區(qū)段、采用雙紅燈防護(hù)的自動(dòng)閉塞區(qū)段，以及上述幾種區(qū)段的組合等。 上述5種特殊區(qū)段又分為普速區(qū)段、提速區(qū)段和準(zhǔn)高速區(qū)段。由于變頻點(diǎn)式、極頻、交流計(jì)數(shù)電碼和4信息移頻

6、等制式不是今后發(fā)展的方向，并且信息數(shù)量少于4個(gè)，若維持原信息使用定義和分配，與新標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)發(fā)生矛盾，所以新標(biāo)準(zhǔn)未包含其內(nèi)容。 (2)信息定義及分配要充分向下兼容。新標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)當(dāng)前機(jī)車信號(hào)信息使用中，矛盾較為突出的多信息 (包含18信息)移頻和UM71制式，在滿足提速需要的同時(shí)盡可能地發(fā)揮現(xiàn)有信息的作用，并充分向下兼容。在通用機(jī)車信號(hào)設(shè)備的基礎(chǔ)上，以進(jìn)路預(yù)告式向下兼容，做到信息統(tǒng)一定義及分配，即在不同速度區(qū)段使用的信息不會(huì)出現(xiàn)多種定義和不同的解釋，可以保證機(jī)車在跨交路運(yùn)行時(shí)，按新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的機(jī)車信號(hào)設(shè)備均可正常接收和顯示。新標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，將加速非通用機(jī)車信號(hào)的更新?lián)Q代。 新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)四顯示自動(dòng)閉塞區(qū)

7、段定義了9個(gè)信息，在8信息移頻制式的區(qū)段，要對(duì)進(jìn)站點(diǎn)和帶有允許信號(hào)的通過(guò)信號(hào)點(diǎn)進(jìn)行低頻信息增加，并調(diào)整所有8信息發(fā)送的低頻信息。因此，今后要按新標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)移頻產(chǎn)品。 (3)堅(jiān)持機(jī)車信號(hào)適應(yīng)160kmh以下范圍。在機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，存在2種觀點(diǎn)：一是認(rèn)為應(yīng)明確規(guī)定與半自動(dòng)、三顯示和四顯示自動(dòng)閉塞相應(yīng)的機(jī)車信號(hào)所適應(yīng)的列車速度范圍。如半自動(dòng)閉塞和三顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段應(yīng)明確規(guī)定適用于120kmh及以下；二是認(rèn)為機(jī)車信號(hào)屬進(jìn)路式預(yù)告顯示，不是超防設(shè)備，同一顯示就有不同的速度含義。如11Hz在120kmh區(qū)段代表 120kmh以下，在140kmh區(qū)段代表140kmh以下，在160kmh區(qū)段代表

8、160kmh以下。 對(duì)于線路上規(guī)定的具體速度，列車只能依靠機(jī)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置或司機(jī)根據(jù)各線路不同速度的規(guī)定進(jìn)行控制。因此，機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化定義及顯示不直接與具體速度掛鉤，只宏觀上按技規(guī)第92條規(guī)定，限定適用于運(yùn)行速度在160kmh及以下的列車。 (4)要維持8燈位人機(jī)界面。目前通用機(jī)車信號(hào)是建立在8燈位人機(jī)界面的基礎(chǔ)上，即綠(L)、綠黃 (LU)、黃(U)、黃黃(U2)、黃黃(UU)、紅黃(HU)、紅(H)、白 (B)。在研究討論中，一些專家認(rèn)為，應(yīng)借機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化定義的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)行車速度指令數(shù)字化顯示，以彌補(bǔ)8燈位信息的不足。但具體研究發(fā)現(xiàn)，即使是18個(gè)信息用足也滿足不了速度等級(jí)劃分

9、的需求。此外，在樞紐地區(qū)，綠燈顯示的允許速度等級(jí)非常雜亂，要實(shí)現(xiàn)速度指令數(shù)字化顯示，需要更大的信息量，現(xiàn)階段速度數(shù)字化顯示基本是不可行的。因此，這次機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化定義仍然維持8個(gè)燈位的人機(jī)界面。 新增加的信息與機(jī)車信號(hào)8燈位機(jī)構(gòu)顯示的對(duì)應(yīng)關(guān)系上，采用了兩種辦法：一是增加閃光顯示，如黃閃黃信息是通過(guò)雙半黃燈的閃光來(lái)顯示。紅白(HB)信息是通過(guò)紅黃(HU)燈位的閃光來(lái)實(shí)現(xiàn)。二是本著列車速度控制含義相同的原則共用燈位，如綠燈位有3個(gè)信息，綠3信息、綠2信息以及綠信息；黃燈位有3個(gè)信息，黃信息、黃3信息以及綠黃2信息。這樣既解決了信息增加后的顯示數(shù)量，又不必對(duì)車載信號(hào)機(jī)做大規(guī)模的改動(dòng)。 (5)機(jī)車

10、信號(hào)顯示要與地面顯示含義相符。這次標(biāo)準(zhǔn)化定義工作，基本以現(xiàn)行技規(guī)為依據(jù)，做到機(jī)車信號(hào)顯示與列車接近的地面信號(hào)機(jī)顯示含義相符，并增強(qiáng)了速差含義。一是保留原來(lái)的基本含義，易于人們接收；二是給司機(jī)提供更多、更明確的信息量，特別是速差含義更加明確。不要求與地面信號(hào)機(jī)顯示一致對(duì)應(yīng)，但速度意義必須相符。如在京廣線鄭武段，其四顯示自動(dòng)閉塞區(qū)間是按 120kmh設(shè)計(jì)，當(dāng)列車速度達(dá)到120kmh時(shí)由2個(gè)閉塞分區(qū)保證全制動(dòng)距離。當(dāng)列車速度提高到160kmh時(shí)，需要3個(gè)閉塞分區(qū)保證全制動(dòng)距離。此時(shí)地面的綠黃燈顯示和其他四顯示區(qū)段的綠黃燈顯示意義完全不同，在其他區(qū)段是預(yù)告注意信息，而在鄭武段卻是一級(jí)減速信息。在機(jī)車信

11、號(hào)顯示上，為體現(xiàn)減速含義，用一個(gè)黃燈顯示，這出現(xiàn)子與地面顯示不同的情況，但速度含義相符，增強(qiáng)了速差含義。 3 新標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn) 31 增強(qiáng)了速差信號(hào)的含義 目前鐵路信號(hào)主要有進(jìn)路制和速差制信號(hào)2種顯示方式。進(jìn)路制信號(hào)以指示列車進(jìn)入不同進(jìn)路為原則的信號(hào)顯示制度。速差制信號(hào)是每一種信號(hào)顯示均表示不同行車速度的信號(hào)顯示制度。我國(guó)鐵路既有的信號(hào)顯示基本屬于進(jìn)路式簡(jiǎn)易速差信號(hào)顯示方式，其速差速度含義主要體現(xiàn)在進(jìn)站信號(hào)機(jī)(含接車進(jìn)路信號(hào)機(jī))的顯示上。世界各國(guó)鐵路的信號(hào)顯示方式隨著列車運(yùn)行速度的提高正在向速差制信號(hào)顯示方式轉(zhuǎn)變，隨著我國(guó)鐵路提速，四顯示自動(dòng)閉塞正在逐步推廣，其信號(hào)顯示方式中的速差含義也止在逐

12、步增強(qiáng)。機(jī)車信號(hào)顯示方式也正向著速差方式轉(zhuǎn)變，在復(fù)示地面信號(hào)顯示的同時(shí)，速差含義日益十富、在這次新標(biāo)準(zhǔn)制定中得到了充分體現(xiàn)。如屬于限速運(yùn)行的信息有雙半黃色燈光顯示(限速45kmh)、雙半黃色燈閃光顯示(限速80kmh)以及紅黃燈閃光顯示(限速20kmh)。屬于速差信號(hào)信息的有四顯示及特殊區(qū)段的黃燈、黃2、黃2閃、黃3、綠黃2等信息。它們都明確提出要減速到規(guī)定的速度等級(jí)，通過(guò)接近的地面信號(hào)機(jī)。屬于預(yù)告要減速的信息有三顯示的黃燈、四顯示的綠黃燈信息。所以說(shuō)，新標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)了速差信號(hào)的含義。 32 采用了碼序的概念在以往的四顯示區(qū)段，當(dāng)綠黃燈顯示時(shí)，預(yù)告司機(jī)前方可能是黃燈要減速，要注意駕駛，但前方到底是

13、不是黃燈并沒(méi)有碼序的約定。這次新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)進(jìn)站信號(hào)兩個(gè)黃燈顯示上，明確采用了碼序的概念。如收到黃2閃光信息時(shí)，越過(guò)前方信號(hào)機(jī)后，下一個(gè)信號(hào)肯定是雙半黃閃光信息。收到黃2燈光信息時(shí)，越過(guò)前方信號(hào)機(jī)后，下一個(gè)信號(hào)肯定是雙半黃燈光信息。這樣司機(jī)可以提前兩個(gè)閉塞分區(qū)就知道進(jìn)站信號(hào)機(jī)給出了進(jìn)側(cè)線命令。這種碼序方式明顯增強(qiáng)了預(yù)告性。碼序的概念將隨著主體化機(jī)車信號(hào)和超速防護(hù)系統(tǒng)的推廣而口益普及。 33 增加了信息定義及顯示方式 這次機(jī)車信號(hào)信息標(biāo)準(zhǔn)化工作，新定義了“黃閃黃”信息和顯示方式。 2000年版技規(guī)為提高列車側(cè)線通過(guò)速度充分發(fā)揮18號(hào)道岔的運(yùn)輸能力，在第317條增加了進(jìn)站信號(hào)機(jī)“一個(gè)黃色閃光和一個(gè)黃色燈

14、光”的顯示。地面信號(hào)顯示增加了，但機(jī)車信號(hào)并沒(méi)有規(guī)定這一信息及相應(yīng)的顯示，致使機(jī)車信號(hào)一律按照雙半黃色燈行車，限制了通過(guò)速度。又由于我國(guó)鐵路提速和達(dá)速后，列車制動(dòng)距離加大，三顯示自動(dòng)閉塞在進(jìn)站口的地面信號(hào)顯示明顯不足，存在一定的安全隱患。 要解決上述問(wèn)題，司機(jī)必須在預(yù)告處就應(yīng)明確知道該列車是通過(guò)、正線停車、側(cè)線停車還是機(jī)外停車等。新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)進(jìn)站雙黃顯示作了較大變化，當(dāng)進(jìn)站信號(hào)是雙黃顯示時(shí)，在三顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段采取四顯示的處理方式；在提速半自動(dòng)閉塞區(qū)段上，機(jī)車信號(hào)除采用了四顯示的處理方法外，還增加了地面發(fā)碼區(qū)段。在縱列式站場(chǎng)及樞紐內(nèi)，地面進(jìn)站或進(jìn)路信號(hào)機(jī)顯示綠黃信息時(shí)，機(jī)車信號(hào)過(guò)去是降級(jí)為黃信息，

15、這使司機(jī)要提前減速度，影響了通過(guò)能力。這次增加的綠黃信息，表示前方信號(hào)機(jī)開(kāi)放，距停車地點(diǎn)至少有2個(gè)空閑區(qū)段，要注意運(yùn)行，這可提高通過(guò)能力。 34 兼顧了200kmh區(qū)段運(yùn)行160 kmh列車的需求 目前，我國(guó)鐵路最高運(yùn)行速度達(dá)到200kmh的區(qū)段，尚未采用數(shù)字軌道電路(新建的秦沈客運(yùn)專線例外)，仍使用18信息自動(dòng)閉塞及分級(jí)速度控制超防系統(tǒng)。在這些區(qū)段以160kmh及以下速度運(yùn)行的列車，大都安裝通用式機(jī)車信號(hào)加機(jī)務(wù)監(jiān)控裝置。對(duì)此，鐵道部明確要求，新標(biāo)準(zhǔn)要涵蓋這一情況，保證通用機(jī)車信號(hào)設(shè)備在200kmh區(qū)段能正常工作。這要求機(jī)車信號(hào)設(shè)備在信息接收方面要向上兼容。 為此，本標(biāo)準(zhǔn)將其歸入特殊區(qū)段機(jī)車信

16、號(hào)信息定義中，并增加了綠3、綠2信息。機(jī)車信號(hào)的綠3、綠2信息和普通綠信息在速度限制上沒(méi)有區(qū)別，表示準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度運(yùn)行，且速度在160kmh以下。對(duì)于200kmh列車的超速防護(hù)設(shè)備，以上3種信息有明確的含義，綠信息表示前方最少空閑3個(gè)閉塞分區(qū)，綠2信息表示最少空閑4個(gè)閉塞分區(qū)，綠3信息表示最少空閑5個(gè)閉塞分區(qū)。速度等級(jí)由超速防護(hù)系統(tǒng)作具體規(guī)定，這樣可使超速防護(hù)系統(tǒng)與機(jī)車信號(hào)在信息使用上兼容和統(tǒng)一。 35 以3個(gè)閉塞分區(qū)滿足列車制動(dòng)距離的規(guī)定 在四顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段，當(dāng)列車運(yùn)行速度在160kmh及以下時(shí)，通常用2個(gè)閉塞分區(qū)保證列車從最高速度達(dá)到停車。目前有些四顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段用3個(gè)閉塞分區(qū)來(lái)保

17、證全制動(dòng)距離，此時(shí)山現(xiàn)了多個(gè)速度等級(jí)。在這次機(jī)車信號(hào)信息分配及定義中，用3個(gè)閉塞分區(qū)保證全制動(dòng)距離的情況歸人特殊區(qū)段信息分配及定義，增加了綠黃2信息。這時(shí)機(jī)車信號(hào)與地面信號(hào)顯示不一致，但含義相符。當(dāng)?shù)孛骘@示綠黃燈時(shí)，要發(fā)綠黃2碼。地面綠黃信號(hào)已不是一般四顯示區(qū)段的預(yù)告注意含義，而是一級(jí)速差減速命令。綠黃燈前的綠燈顯示要求發(fā)綠黃碼，此時(shí)地面綠燈相當(dāng)于一般四顯示自動(dòng)閉塞的綠黃燈含義，表示準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度注意運(yùn)行，預(yù)告前方可能要減速。 上述機(jī)車信號(hào)顯示與地面信號(hào)機(jī)顯示不同，但速度含義相符，提高了列車運(yùn)行的安全性。這是本次信息標(biāo)準(zhǔn)化定義的一個(gè)重大變化。 36 “雙紅燈區(qū)段”的規(guī)定 目前，我國(guó)帶有防護(hù)區(qū)段的自動(dòng)閉塞通過(guò)科學(xué)地計(jì)算和合理地布點(diǎn)，其通過(guò)間隔可達(dá)到6min，并且自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的安全性大大提高。帶防護(hù)區(qū)段的自動(dòng)閉塞，在區(qū)間用雙紅燈防護(hù)，在進(jìn)站口用雙黃燈防護(hù)，這時(shí)的黃燈表示低于一般黃燈的速度等級(jí)，出現(xiàn)了多個(gè)速差等級(jí)。為此專門定義了一個(gè)黃3信息，以示區(qū)別。在人機(jī)界面采用8燈位車載信號(hào)機(jī)的原則下，規(guī)定收到該信息的