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[科普中国]-自动闭塞

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简介

“自动闭塞系统”是保障铁路行车安全的重要信号控制系统。同济大学铁道与城市轨道交通学院副院长罗雁云介绍,自动闭塞系统装置能为铁路行车提供一个最低的防护。“当列车在某一区间因停电、熄火等原因,主动或被动停车,其轨道区间就会向后续列车发出信号,后续列车就会及时降速停下来。”

火车运行调度系统包括三个部分,分别是负责执行全部调度方案的TDCS(列车调度指挥系统),各车站内的负责执行管内所有信号机的信号控制、道岔的定位与反位的计算机连锁设备,以及区间轨道电路自动闭塞系统。

自动闭塞系统的作用原理是将轨道信息通过钢轨传送到动车组的车载系统,通过信号机红、黄、绿三种显示方式,预告列车运行前方两个闭塞分区的空闲状态。红灯表示分区正被占用,要求列车停车,暂时不得越过(2分钟后可低速度运行);黄灯表示前方有一个闭塞分区空闲,要求列车注意运行;绿灯表示前方至少有两个分区空闲,指示列车可按规定的最高速度运行。

自动闭塞系统是中国列车控制系统(CTCS)下的一种模式。早在2007年中国铁路第六次大提速时,铁道部总工程师何华武就曾宣称:“经过3年多的反复研究和无数次实验,我国最终自主研发出一整套先进的列车控制系统。这项技术不但彻底解决了动车组应用于我国线路上的安全难题,在世界领域也是遥遥领先。”对CTCS2列车控制系统是否会防止列车发生追尾,何华武更是胸有成竹,“前行列车的限速停车信息会反馈给后行车的车载计算机,后行列车就会进行制动或者是减速,并保持一定的安全距离,不会发生尾追。”

中国已自主研发世界领先的“动车防追尾系统”,也就是自动闭塞系统,可将高速运行的两列动车组的间隔时间控制在5分钟,“就是控制同一条铁路上多列动车组安全间隔时间,信息通过钢轨传送到动车组的车载系统,防止列车追尾事故的发生。”

定义自动闭塞是将站间区间划分为若干闭塞分区,以闭塞分区作为列车追踪运行空间间隔,根据列车运行及有关闭塞分区状态,自动变换信号显示和发送列车移动授权信息,列车凭地面信号或车载信号行车的闭塞方法。

固定闭塞是根据列车运行和有关闭塞分区状态自动变换信号显示,而司机凭信号行车的闭塞方法。

固定闭塞把一个站间划分为若干个闭塞分区,运行列车间空间间隔分为几个闭塞分区,其数量依划分速度级别而定。一般情况下,闭塞分区是用轨道电路或着计轴装置来划分的,其具有列车定位和轨道占用检查的功能。

固定闭塞条件中,每一个闭塞分区自动检测轨道情况,根据列车运行前方闭塞分区状态,自动发送和接受具有速差意义的信号码,信号机自动的变换信号显示,给出行车凭证,信号机显示具有速差意义,司机凭地面信号行车。

准移动闭塞是在装备车载防护设备前提下才用的一种闭塞方法。准移动闭塞仍采用闭塞分区,闭塞分区可以采用轨道电路或着计轴装置来划分,它具有列车定位和轨道占用检查的功能。准移动闭塞条件中,后续列车的追踪目标是前行列车所占用闭塞分区的始端,须留有一定安全距离,目标点也是相对固定。

准移动闭塞采用的是一次制动方式,根据目标距离、目标速度和列车本身的性能确定列车制动曲线。因为目标点固定,在同一闭塞分区里不因前行列车走形而变化,因此当前行列车出闭塞分区时,此时曲线会发生跳变。

自动闭塞的优点1.由于划分成闭塞分区,可用最小运行间隔时间开行追踪列车,从而大大提高区间通过能力;

2.整个区间装设了连续的轨道电路,可以自动检查轨道的完整性,提高了行车安全的程度;

3.通过信号机根据列车运行情况而自动显示,省去了办理闭塞手续所需的时间,不但提高了车站的通过能力。而且也减轻了车站值班员的劳动强度。1

自动闭塞的分类根据行车组织方法分(1)双线单向自动闭塞。

在双线区段上采用单方向列车运行,即一条线路只允许上行列车运行,而另一条线路只允许下行列车运行。为此对于每一条线路仅在一侧装设通过色灯信号机,只能对一个运行方向指示运行条件、进行防护的自动闭塞。这种自动闭塞叫做双线单向自动闭塞。

(2)单线双向自动闭塞。

在单线区段,既要运行上行列车又要运行下行列车。为了调整双方向列车的运行,在线路两侧都要装设通过信号机,这种自动闭塞称为单线双向自动闭塞。根据某一时刻列车运行的需要,经两端车站值班员的操作,使某一方向的自动闭塞开通,而另一方向关闭。反之若需改变运行方向时,亦经两端车站值班员的操作,可使相反方向的自动闭塞开通,另一方向关闭。

(3)双线双向自动闭塞。

为了充分发挥轨道线路的运输能力,在双线区段的每条线路上都能双方向运行列车,这样的自动闭塞称为双线双向自动闭塞。其地面通过信号机的设置同双线单向自动闭塞。有两种方式:一种是反方向按自动闭塞行车;另一种是反方向按站间闭塞行车。这两种方式的反方向均不设通过信号机(按自动闭塞行车时设停车标志),反方向运行的列车是按机车信号显示作为行车命令,即此时以机车信号作为主体信号。

双线单向自动闭塞只防护列车的尾部,而单线和双线双向自动闭塞必须对列车的尾部和头部两个方向进行防护。为了防止两方向的列车正面冲突,平时规定正方向通过信号机亮灯,反方向通过信号机灭灯或双线反方向的机车信号没有信息。只要在需要改变运行方向,而且在区间空闲的条件下,由车站值班员办理一定的手续后才能允许反方向的列车运行。所以单线自动闭塞和双线双向自动闭塞必须设改变运行方向电路。

按通过信号机的显示制度分自动闭塞可分为二显示、三显示和四显示自动闭塞。二显示自动闭塞,通过信号机具有2种显示,能预告列车前方一个闭塞分区状态的自动闭塞。三显示自动闭塞,通过信号机具有3种显示,能预告列车前方两个闭塞分区状态的自动闭塞。四显示自动闭塞具有4种显示,能预告列车前方三个闭塞分区状态的自动闭塞。

列车的第一个轮对进入该信号机所防护的闭塞分区时,通过信号机的显示变换为禁止显示,当最后的轮对出清闭塞分区时,通过色灯信号机的显示则变换为允许显示。根据信号显示制度,前方信号机也变换其显示。如果区间通过色灯信号机或进站色灯信号机的红灯灯丝断丝,该信号机应显示禁止信号,而其前方的色灯信号机也应转换为相应的灯光显示。1

自动闭塞设备的使用特点(1)四显示自动闭塞区段的车站控制台上有邻近区问的三个闭塞分区占用情况表示,即第一、第二、第三接近及第一、第二、第三离去。当列车进入第一接近、第二接近或第三接近区段时,电铃发出短时间音响信号,接近表示灯亮灯,以提醒车站值班员注意,准备接车。出站信号机的开放受第一离去及第二离去分区占用的限制。

(2)双线自动闭塞区段的车站发车时,车站值班员不需办理闭塞手续,发车前,检查确认进路道岔位置正确,影响进路的调车作业已经停止后方可开放出站信号机,交付行车凭证,即可发车。为便于接车站做好接车准备,应向接车站通报列车车次、出发时刻及有关注意事项。

(3)单线自动闭塞区段上的发车方向一经确定,发车站得到列车调度员准许后,按下发车按钮,发车站就可以连续发出列车。为保证列车运行秩序或不影响某些重要列车的运行,车站值班员在转换发车方向之前,除确认站间区间空闲外,须得到列车调度员的同意,方可办理转换手续。

(4)在自动闭塞区段,车站的进站和出站信号机的开放,仍需要车站值班员在控制台上来操纵。

装有自动按钮的车站,若连续运行通过列车时,可以将进路开通正线并开放出站信号机和进站信号机后,再把控制台上的自动按钮按下,则进站、出站信号机均纳入自动闭塞系统,其显示同区间通过信号机。2