第七章-信号显示的探讨

第七章第七章 信号显示的探讨 信号显示的探讨 一 现行信号显示制度的不足一 现行信号显示制度的不足 现行信号显示制度的显示意义不丰富 不能确切地指示列车运行的速度 不能充分发挥 预告作用 尤其是列车运行速度提高后 矛盾更为突出 主要存在问题如下 1 预告信号机的显示意义不明确 不能区分正线通过 正线停车 侧线停车等 使司 机思想紧张 影响列车速度或造成臆测行车的危险 2 出站及发车进路信号机不能指示通过本信号机的允许速度 3 当次一架信号机开通经道岔侧向进路时 本架信号机只能显示一个黄灯 不能发挥 预告作用 4 对于要求停车的信号不能给予明确的预告和指示 不能让司机引起充分的警惕 例 如 进站信号机显示一个黄灯 表示准许列车进入正线准备停车 准备停车的概念含糊 对 安全不利 5 经道岔侧向运行时 信号显示不能确切地指示限速要求 发挥不了大号码道岔的作 用 6 经道岔侧向通过时 信号显示不能预告次一架信号机开放状态 影响列车运行速度 7 同样的显示在各种不同用途的信号机上有不同的显示意义 8 由于基本的显示意义较少 在很多场合产生了许多特殊信号显示 因缺乏统一的原 则 无系统性 造成信号显示制度的混乱 9 自动闭塞有发展多显示的需求 10 进路表示器有增加显示距离和显示内容的要求 11 由于地面信号机显示意义较少 机车信号刚刚从与地面信号 显示相符 改成 显 示含义相符 的原则 具体显示规定尚未理顺 且机车信号又未成为主体信号 影响了机车 信号发挥信息量较大的作用 二 增加显示数目的研究二 增加显示数目的研究 一一 增加显示数目的途径增加显示数目的途径 现行信号显示制度的基本显示数目原有 5 个 绿 绿黄 黄 双黄 红 第 9 版 技规 又增加了黄闪黄 当然还有月白 蓝等 要增加显示意义必须要有手段 那就是要增加显示 数目 经国内外学者研究 易于辨别可作为远距离信号的颜色只有红 黄 绿三色比较合适 绝大多数国家均以此三色作为主体信号的颜色 因此靠增加色光种类来增加显示数目是不可 行的 采用灯列式方式将使信号机机构复杂化 我国在进站复示信号机和进路表示器采用了灯 列方式 适当采用组合方式是可行的 例如 绿黄 双黄 黄闪黄就是一种组合 采用在信号机机构下增加绿 黄色光条 光带 的方式可行 在信号机机构下增加矩阵式 灯箱的方式也可行 现在技术用发光二极管组成矩阵式灯箱 可以表示字母 数字等 完全 可以代替现有的进路表示器 采用闪光信号最为简便 闪光信号具有易于辨认 易于区别 又有省电 省器材的优点 最可贵的在于可以保持原有信号机形式和机构不变 经济合理 有利于新旧信号显示制度的 过渡 二二 关于闪光信号的研究关于闪光信号的研究 鉴于信号显示的重要性 许多国家铁路在行车信号中采用闪光信号一直是很慎重的 但 经多方面研究和比较 确认了闪光信号的可用性和优越性 从 20 世纪 50 年代初许多国家铁 路先后在行车信号中采用了闪光信号 荷兰 原苏联 法国 英国等均采用了闪光信号 国际铁路合作组织 早在 20 世纪 60 年代初就制定了 铁路合作组织参加路统一的铁路信号显示方式 这是比较完全的全速 差制信号显示制度 采用了黄 绿色灯光的慢闪和快闪 共 4 种闪光参与组合布列信号显示 中国铁路在道口信号 驼峰信号 平面调车溜放信号以及行车信号中的黄闪黄均采用了 闪光信号 作为 六五 国家重大技术开发项目的 铁路信号显示制式的研究 由铁道部科学研 究院 通信信号总公司 杭州大学 上海铁路局组成的专题组于 1981 年至 1986 年做了大量 工作 完成了研究报告 1985 年至 1986 年专题组进行了多学科 信号光学 信号技术 工 程心理学 人类工效学等 的综合研究 研制了室内信号显示辨认模拟试验装置 在杭州选 择了大量的被试对象 包括必要数量的司机在内 进行了辨认试验 取得了数以万计人次的观 察数据 并进行数理统计和心理统计处理 研究的一些结论意见摘录如下 三三 闪光频率的选择闪光频率的选择 可以选择两种闪光频率 快闪频率 120 160 次 min 亮黑比 2 1 慢闪频率 60 80 次 min 亮黑比 1 1 试验中发现人们对慢闪的反应时间较长 对稳光的反应时间次之 对快闪的反应时间较 短 四四 信号的编码方案信号的编码方案 一方案 曾有心理学家对闪光信号的语义干扰进行了研究 提出了编码方案 即 从高 速到低速分别为绿快闪 绿慢闪 绿稳 黄快闪 黄慢闪 黄稳 他们认为 闪光的快慢和 所代表的速度有一致的关系 符合人的思维习惯 二方案 综合研究后 专题组推荐了该方案 即 采用一种闪频 从高速到低速分别为 绿稳 绿闪 黄闪 黄稳 红稳 其规律是 绿色高于黄色 稳光预告规定速度和零速度等 常见情况 闪光预告经道岔侧向注意减速的情况 其理由是 闪光容易引人注意 特殊情况 非常用状态 时采用闪光是一条很好的规律 在现有表示系统中常如此使用 职业经验会影 响人的思维习惯 在心理试验中 有一半的司机被试对象认为闪光容易引人注意 应在需要 特别注意时使用 此时列车应减速 保留了最常用的绿稳 黄稳 红稳及双黄稳的显示意义 有利于新旧显示制式的过渡 这种编码方案与 国际铁路合作组织 的推荐方案是一致的 五五 数目特征的赋义数目特征的赋义 除了采用颜色特征和闪光特征外 还要采用数目特征 数目特征的赋义确定如下原则 信号机显示一个允许灯光时 准许按规定速度通过本架信号机 其灯光颜色及亮灯方式 闪 光或稳光 系预告次一架信号机的允许速度 信号机同时显示两个允许灯光时 上部灯光颜 色及亮灯方式系预告次一架信号机的允许速度 下部灯光为黄色稳光 与上部灯光同时构成 指示列车限速通过本信号机的显示 六六 关于故障一安全关于故障一安全 在故障情况下不允许闪光变稳光的安全电路是可以构成的 即应闪光而不闪光时使其灭 灯 闪频的漂移可能控制在一定的范围内 对闪光特征仅仅用于预告的含义 信号机显示闪 光或稳光并不影响对始速的辨认 从根本上保证了安全 三 俄罗斯信规的启示三 俄罗斯信规的启示 俄罗斯联邦铁路技术管理规程 1993 年版 表明 俄罗斯对当今我们关心的几个问 题已做了适当的发展 中国现行信号显示制式与俄罗斯相近 俄罗斯信号显示的改进对中国 有较大的可参考性 俄罗斯的 技规 只适用于 140km h 以下 而中国的第 9 版 技规 已修改成适用于 160km h 以下 现将 俄罗斯铁路信号规则 中有关的几点摘录下来 供 参考 1 增加了闪光信号 丰富了信号显示意义 例如 一个黄色闪光灯光 准许按规定速度运行 前方信号机开放要求减速通过 两个黄色灯光 上闪下不闪 准许减速通过信号机 经道岔侧向运行 前方信号机开 放 2 增加绿色光带 来解决大号码道岔侧向限速问题 例如 一个绿闪及一个黄灯和一条绿色光带 准许不超过 80km h 道岔侧向 前方信号机开 放且要求不超过 80km h 速度通过 黄闪及黄灯和一条绿色光带 准许不超过 80km h 经道岔侧向 前方信号机开放且要 求减速通过 两个黄灯和一条绿色光带 准许不超过 60km h 经道岔侧向 前方信号机关闭 3 正线出站信号机采用接车信号机型式 使其具有一定的速度含义 例如 黄闪及黄灯 准许减速出发 列车经道岔侧向运行 次一架信号机开放 两个黄灯 准许减速出发 列车经道岔侧向 次一架信号机关闭 绿闪及黄灯和一条绿光带 准许不超过 80km h 出发 列车经道岔侧向运行 次一架 信号机开放 4 双线双方向 正向按自动闭塞 反向按机车信号显示行车时 反向发车加点一个月 白色灯 以示区分 例如 一个黄闪和一个月白灯 准许减速出发 按机车信号显示反向线路运行 5 四显示自动闭塞的通过信号机增加黄灯和绿灯的显示 以与站内绿灯和黄灯的显示 有所区别 6 自动闭塞区段 进站的预告信号机除一般的通过信号机显示外 还特别增加了显示 使其能表达更丰富的显示意义 例如 一个黄闪灯 准许按规定速度运行 进站信号机开放要求减速通过 列车进站内侧线 一个绿闪灯 准许按规定速度运行 进站信号机开放要求不超过 80km h 速度通过 列车进人站内侧线 7 引导信号用一个月白色闪光显示 准许双线自动闭塞的出站信号机用引导信号发车 四 改革趋势的探讨四 改革趋势的探讨 一一 应有一个较完整规划应有一个较完整规划 1 信号显示制式的改革涉及面大 因而难度也大 目前机车信号的普及率已达到 100 机车信号要成为主体信号的目标已提到工作日程 地面信号的相对简单化和机车信 号显示的速度化可能成为发展的主流 全国主要干线提速到 120km h 以上 采用四显示自动 闭塞 需要强化信号显示的速度意义 且四显示自动闭塞是更改工程 很有可能对信号显示 做一些较大的改革 可惜因事先没有统一的思想 没有技术准备 而错过了一次机遇 2 无论如何 当前地面信号仍然是为主的 大部分铁路地面信号为主的局面会延续很 长时期 所以适当的改进与完善总是必要的 第 9 版 技规 增加了有关四显示自动闭塞的 信号显示和黄闪黄的信号显示 就是一种改进与完善 但是 改进与完善必须建筑在有一个较完整规划的基础上 也就是要有一个总体方案 可以分步实施 不然 会缺乏系统性和规律性 就像城市建设需要一个规划一样 试举几例 第 9 版 技规 增加的黄闪黄显示完全因事而定 并未考虑系统性和规律性以及发展 第 9 版 技规 规定的机车信号 U 显示 其一 用 U U2 两个灯位好还是用黄闪好 可以研究 其二 两种用法上 含义有矛盾 缺乏规律性 第一个用法是预告次一架信号机 显示双黄灯 速度含义上较 U 灯高一级 第二个用法是在双红灯区段是预告在次一架信号机 前停车 速度含义上又较 U 灯低一级 用于区分双线自动闭塞反方向发车的进路表示器 正方向发车时有的表示器点灯 有 的表示器不点灯 甚至发生在一个机车交路因是两个单位设计而造成显示的不一致 出站信号机显示双绿灯时 规定机车信号显示黄灯 其实出站信号机显示双绿灯时进 路不一定经道岔侧向 反之 经道岔侧向而出站信号机显示一个绿灯加进路表示器时 机车 信号却显示绿灯 显示含义很不一致 3 即使机车信号成为主体信号 那么也急需对机车信号的显示有一个规划 包括 机 车信号显示原则和方式 速度显示的原则和方式 机车信号与地面信号对应的原则和方式 机车信号与信号频率对应的原则和方式等 二二 当前急需改进的几点当前急需改进的几点 信号显示制式的改革涉及面大 因而难度也大 这是事物的一个方面 事物的另一个方 面是 信号显示制式的改革可以做到花费少 而换得较大的运输效率与安全效果 从而产生 显著的经济效益和社会效益 当前急需改进的而且可行的有 1 增加预告显示的数目 预告信号机的显示意义不明确 不能区分正线通过 正线停车 侧线停车等 使司机思 想紧张 影响列车速度或造成臆测行车的危险 目前非四显示自动闭塞区段 当进站信号机 含接车或接发车进路 显示绿 绿黄 黄 双黄时 其预告信号机 或前一架信号机 均显示绿灯 假若原计划正线通过 万一临时改变 计划进侧线 只能人为通知司机减速 不然现有的一个塞分区长度满足不了制动距离的要求 目前四显示自动闭塞区段 当进站信号机 含接车或接发车进路 显示双黄时 其预告信 号机已降级显示一个黄灯了 表 7 1 改进方案 改进方案一 改进方案二 进站信号机 预告信号机 进站信号机 预告信号机 绿或绿黄 绿 绿或绿黄或黄 绿 黄 绿闪 黄黄 黄闪 黄黄 黄闪 红 黄 红 黄 改进方案 见表 7 1 亦适用于接车或接发车进路佰号机及前一架信号机的显示联系 机 车信号也作相应的改动 2 正线出站信号机采用双机构加封闭的引导机构 站内正线上的进路信号机已要求采用双机构加引导机构型式 若正线出站信号机也采用 双机构加封闭的引导机构 就使正线上所有的信号机均能指示经道岔侧向还是直向 强化了 信号显示的速度意义 这一点对安全会有极大的好处 改进方案为 经道岔直向发车时信号显示同原先一样 经道岔侧向发车时显示两个黄灯 或黄闪黄 两个黄灯或黄闪黄分别表示一个或两个闭塞分区空闲 3 采用发光二极管构成的光条或灯箱 进路表示器的小白灯显示距离不足 200m 是较原始的灯具 采用发光二极管构成的绿 或黄色光条或灯箱 显示距离可达 1000m 以上 坏几个发光二极管都不会影响使用 其用处 可以有 代替进路表示器 可用箭头或数字或字母指示发车方向 可用数字或字母指示接车股道或车场 可用光条的颜色或数字或字母指示道岔侧向限速 其安全性可像双黄灯一样进行检查 可指示双线自动闭塞反向发车 加一个 F 字就可 4 机车信号显示可作相应的变动 技规 第 9 版 第 91 条规定 机车信号的显示 应与线路上列车接近的地面信号机 的显示含义相符 这里较第 8 版 技规 增添了两个非常重要的字 即 含义 第 8 版 技规 规定 显示相符 那就是说 机车信号要复示地面信号机的显示 颜色 数目等 第 9 版 技规 规定 显示含义相符 机车信号只要与地面信号机的显示含义相 符 不一定要求显示方式相符 这个改动是非常正确的 显示相符 的原则实际上是做不 到的 例如 正线出站信号机经道岔侧向发车显示一个绿灯加一个进路表示器 现在机车信号 显示按 显示相符