浅谈客运专线地面信号机的作用

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【摘要】本文阐述了客运专线铁路地面信号机设置的必要性和实用性。
【关键词】客运专线；地面信号机
铁路信号是指示列车运行和调车作业的命令。铁路信号机是指挥行车和调车作业，确保铁路运输安全及提高运输效率的重要设备之一。
随着列车运行控制系统和列车运行调度系统的推广运用，中国铁路信号制式逐渐从传统地面信号转向机车信号，特别是近几年，随着多条客运专线的陆续建成，机车信号已得到广泛的应用和推广，在160km/h的线路上基本已经实现主体化机车信号，地面信号越来越显得是多余的设备，增加工程投资和维护工作量。但它真的没有其本身的价值和意义了吗？下面从信号技术范畴探讨一下设置区间地面信号的必要性。
时速200km/h速度以上的客运专线基本都按照中国列车运行控制系统（即CTCS2级）技术标准设计，并兼顾跨线列车车载列控系统设备的使用要求。目前对CTCS2级标准的构成大致可以理解为：ZPW—2000轨道电路+车站列控中心+点式设备+车载列控设备组成，其工作运行图如图1。
具体组织流程为：ZPW—2000轨道电路提供轨道区段的占用检查；无源和有源点式设备提供线路参数、临时限速等信息；车站列控中心根据调度中心、联锁系统、点式设备等命令和信息，给列车发送行车许可凭证；车载列控设备接收列控中心发出的行车信息，根据车载显示设备，指挥列车运行。
在整个行车指挥系统中，对列车速度的影响中，已经没有了地面信号原有的含义。对于正常运行的列车，地面信号不再作为行车的凭证，显示也不具备速度含义，唯一用途可能只起区间分界点的停车标的作用。因此，在目前推出的一些暂行规范或讨论稿中，建议把区间地面信号去掉，也是有其道理和依据的。
但在信号设计中，不光要考虑到列车正常运行时的行车组织，还要顾及特殊情况下，列车仍能最大限度满足运营的要求。在既有提速线中已经明确规定如果机车信号失效，则列车降低运行速度，以地面信号显示作为行车凭证运行。在CTCS3级标准中也提到了：“CTCS3级是在CTCS2级的标准上增加无线信息传输系统，CTCS2级仍作为CTCS3级的后备模式，当列车与RBC无线闭塞中心通信中断，列车降低速度，按CTCS2级行车规范运行。”但在CTCS2级标准中却没有提及任何有关后备模式的概念。下面先来探讨一下CTCS2级标准的后备模式状况。
在客运专线中，区间已经没有了自动闭塞的含义。主要是因为区间和站内的轨道电路移频发码不再有原来自动闭塞制式中的那种逻辑发码概念。所有移频轨道电路都由列控中心统一编码控制。这种编码控制的好处就是可以把线路参数和临时限速信息等包含到编码控制当中去，列控系统可以控制每一段轨道电路的编码，能够最大限度防止列车超速运行。当联锁系统和列控系统合二为一以后，就形成了列控联锁一体化设备，整个线路中的区间和站内的设备统一受联锁列控一体化系统控制。但如果列控系统与区间轨道移频发送盒通信中断或者列控系统本身瘫痪，此时移频发送盒可根据需要发预先设定的信息码位，因此轨道电路并不会显示红光带故障。区间运行中的列车不能够正常接收到列控中心发出的移频编码，机车信号无显示或显示固定的通信中断编码，列车无法获得正常的行车凭证，此时列车该怎么运行呢？因为区间取消了地面信号机，而在CTCS2级标准中也强调了，区间除特殊区段需设置有源应答器外，其余位置均不设置有源应答器。因此，列车也得不到有源应答器设备信息的支持，在没有任何有效的行车凭证的条件下，除了停车，别无选择。这种结果造成的损失和后果都将是无法估计和想象的。当然，也可以按照ETCS1级标准，在区间的每个闭塞分区的入口处分别设置无源应答器和有源应答器，但其工程造价将远远大于区间设置信号机的费用。
地面信号点灯原则是根据前方轨道电路占用、出清情况分别显示不同颜色的灯光，与列控系统没有必然联系，列控系统失效或者列控系统与移频发送盒通信中断，均不会影响区间信号机的正常显示。因此，建议按CTCS2级标准设计的客运专线仍保留区间地面信号机，地面信号机的设置原则可与既有提速线上的自动闭塞四显示设置原则保持一致，每一个闭塞分区的入口处均设置三灯位的地面通过信号机。列车按CTCS2级标准正常运行时，地面信号显示没有任何速度含义，地面信号的亮与灭都不影响列车的正常运行。同时，区间地面信号机还可以作为列车正常运行停车时的停车标用，无需再设置区间停车标。一旦当列车接收到一个约定的编码（列控与移频编码发送盒通信中断，移频编码发送盒自动发送一个特定的码位通知列车）或者机车信号完全中断时，列车触发降级运行模式，以行车细则制定的规定速度按照地面信号的显示继续行车。这样，最大限度地保证了线路的运输效率，缓解了列控系统设备安全保障的压力。
在《新建时速200㎞客货共线铁路设计暂行规定》中写到的“区间不设地面通过信号机，闭塞分区分界处应设分界标志牌”只能说是这个暂行规定的一个漏洞或误区，因为如果是客货共线铁路，既有货车必定上道运行，而现行的货车运输中，大多数还是以地面信号显示为行车依据。因此，客货混跑的铁路，区间中的地面信号机至少目前还没有取消掉的可能。
因此，区间地面信号不光可以作为既有提速线的一种运行后备模式，同时也可以作为客运专线中CTCS2级标准下的停车标和列车运行模式中的一种后备模式。
作者简介：袁正东（1982—），男，甘肃靖远人，大学本科，主要从事铁路信号工程施工、技术工作。