铁路区间闭塞

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• 1 铁路区间闭塞
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沿革 　19世纪中叶以前，行车采用时间间隔法，即先行列车和后续列车间相隔一定时间运行的方法。这种方法在先行列车未能按预定时间到达下一站或中途停车时，后续列车就有可能追撞先行列车。1842年，英国人W.F.库克提出空间间隔法，即先行列车和后续列车间隔开一定空间间隔运行的方法。这种空间间隔行车方法形成铁路区间闭塞，于1858年开始在英国推行使用。由于区间闭塞能较好的保证行车安全，因而被世界各国铁路所采用。1866年，美国首先采用自动闭塞，其控制用的电磁铁电路由通过列车车轮动作的轨道设备或踏板来接通。轨道电路发明后，自动闭塞的电路改用轨道电路控制。1878年，英国人E.泰尔研制成功单线区间用的电气路牌闭塞机。目前应用的区间闭塞有人工闭塞和自动闭塞两大类。
　　人工闭塞 　这种闭塞是把线路划分为若干区间，在区间的入口和出口处装设闭塞设备，行车人员利用这些闭塞设备相互联系,在确认区间线路空闲的条件下,签发路票、路签或路牌,作为列车进入这一区间的凭证,或用装设于闭塞区间入口的信号机的开放显示作为列车进入这一区间的凭证。人工闭塞有电报闭塞和电话闭塞、电气路签闭塞和电气路牌闭塞、半自动闭塞。
　　电报闭塞和电话闭塞 　在两站间用电报或电话联络办理行车手续，是铁路初期使用过的闭塞方式，以后只在电气路签闭塞、半自动闭塞、自动闭塞等闭塞设备发生故障时，才使用电报闭塞和电话闭塞作为应急手段。
　　电气路签闭塞和电气路牌闭塞 　是以路签或路牌作为列车占用区间凭证的闭塞方式。这种方式只用在单线上，闭塞区间的两端车站各装设一台电气路签或路牌闭塞机。这两台电气路签或路牌闭塞机间具有电气锁闭关系，由两端车站人员相互协同操作。当从任一方车站的路签或路牌闭塞机内取出一枚属于这一区间的路签或路牌并交给列车做为占用这一区间的凭证后，若这一列车不把路签或路牌放回双方任一个路签或路牌闭塞机内，则就不能再从路签或路牌闭塞机内取出路签或路牌。这就限制了其他列车驶往这一区间。这种闭塞方式的缺点是授受路签或路牌和办理闭塞时间较长，限制了通过能力。此外，在上、下行列车次数不等时，路签或路牌会向一方车站的闭塞机内聚集，常常需要倒签或倒牌，以调整各路签机或路牌机内路签或路牌存放的数目。另外，从电气路签或路牌闭塞取出的证明区间开通的路签或路牌与出站信号机之间没有任何联锁关系，所以一旦错误办理，仍会造成行车事故。
　　半自动闭塞 　以装设于闭塞区间入口的信号机的开放显示为凭证的闭塞方式。在闭塞区间的两端车站设置半自动闭塞机，使它们相互间具有电气锁闭关系，并用轨道电路（或轨道接触器和计轴装置等）对列车占用闭塞区间和列车到达车站的情况进行检测。闭塞区间两端车站的半自动闭塞机由两端车站协同操作，只有在办好区间闭塞的条件下，出站信号机才能显示进行信号，作为列车占用闭塞区间的凭证。列车一旦占用设在闭塞区间入口处的短轨道电路，出站信号机便自动地关闭，显示停车信号。列车通过短轨道电路后直至列车到达下一个车站，半自动闭塞机使出站信号机保持显示停车信号不能再次开放的状态。这样，出站信号机与闭塞设备间具有一定的联锁关系。半自动闭塞适用于单线和复线区段。
　　为了防止列车在区间内由于分离留有车辆而造成行车事故，半自动闭塞方式须由接车站值班员对列车的完整性进行检查。此外，还可设置检查列车尾部通过的设备，或设置区间连续轨道电路，对列车是否完全到达进行检查。
　　半自动闭塞的优点：①不会有路签磨损和丢失的情况，也不需要倒签或倒牌。②列车不需要为交接路签或路牌而减低速度。③改善了行车人员的劳动条件，简化了办理闭塞手续。
　　自动闭塞 　把站间区间划分为若干个闭塞分区，每个闭塞分区都装设连续的轨道电路，当一个闭塞分区被列车占用，这一闭塞分区的轨道电路就使闭塞分区入口的信号机自动关闭，使其他列车不能进入。采用自动闭塞，可以最大限度地缩短闭塞区间长度，而且不需办理闭塞手续。这样可以增大列车密度，提高线路通过能力。
　　自动闭塞按使用场所可分为复线自动闭塞和单线自动闭塞。复线自动闭塞区间的通过能力可按下式计算：

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式中1440为每日的分钟数；N为通过能力,单位为列;T为列车追踪时隔，单位为分。单线自动闭塞区段的通过能力，要根据运行周期、追踪列车数和追踪系数确定。
　　自动闭塞按信号显示数目分有二显示自动闭塞、三显示自动闭塞和四显示自动闭塞。二显示自动闭塞的通过信号机只有两个显示，即闭塞分区内有车占用时显示停车信号；闭塞分区空闲时显示进行信号。三显示自动闭塞的通过信号机有3个显示,即闭塞分区内有车占用时显示停车信号；前方只有一个闭塞分区空闲时显示注意信号；前方有两个以上闭塞分区空闲时显示进行信号。四显示自动闭塞则有 4个显示，即可显示出停车、注意、减速、进行等4个信号。
　　二显示自动闭塞在列车通过进行信号后，前方可能突然遇到停车信号，这使列车司机不能从容地驾驶列车，特别是在了望条件不良时，为了保证行车安全，司机不得不降低列车行驶速度。因此，二显示自动闭塞实际上没有应用。三显示自动闭塞在列车通过进行信号后，通过注意信号才会遇到停车信号，这就使司机能够从容地驾驶列车。因此三显示自动闭塞应用广泛。四显示自动闭塞在比较繁忙的区段，以及在列车运行速度同列车制动距离的差别很大的区段装设。四显示自动闭塞增加一个减速信号，这对于速度高的列车或重载列车，可利用两个闭塞分区的长度来满足其制动的距离要求。对于轻载列车或低速列车，“减速信号”只作为进行信号使用，这样可以保证各种列车以一定速度通过黄灯的注意信号，以便在停车信号前停车。
　　复线自动闭塞 　在复线铁路上，每一线路上运行的列车是同方向的。因此不必考虑对向列车，只要对后续列车给出闭塞信号，就能保证行车安全。
　　单线自动闭塞 　为了保证对向列车的安全，必须在邻站间设有改变运行方向的设施，通过两站的协同操作，以规定列车运行方向。运行方向一经确定，站间区间又没有列车时，则规定方向上的各通过信号机均显示进行信号。列车按照出站信号显示进入区间后，可按通过信号机的显示以规定间隔运行。这时，反方向的通过信号机灭灯或显示停车信号，反方向的出站信号机显示停车信号，即对反方向列车表示站间区间闭塞。
　　发展趋势 　人工闭塞方式和自动闭塞方式都是以固定的闭塞区间来保障列车运行的安全。但为列车安全所需要的闭塞区间并非必须固定，若根据列车相互的位置和速度，设置移动的闭塞区间，以保持列车间有恰当的空间间隔，就会更大地提高行车密度，并能保证行车安全。这样的闭塞方式，叫做移动闭塞方式，或称间隔控制方式，目前正在研究中。