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摘 要：本文介绍了铁路自动闭塞区间信号机的布置及检验模型，建立了计算机实施系统，该系统可以通过模拟手工或计算机自动布置的方式实现区间信号机的布置，并通过追踪列车间隔时间检验、列车起停车检验、闭塞分区最大长度检验以确定信号机布置的合理性，同时可以对信号机布置的初步方案进行手工调整，以确定最终的分布方案。
关键词：信号机布置；追踪列车间隔；闭塞分区；运行计算；计算机仿真
在固定闭塞线路上，信号机的布置对整个铁路列车运营具有十分重要的意义。信号机布置是一个影响因素复杂的多目标问题，很多因素甚至是难以定量描述的经验因素。在这种情况下，建立一种具有良好人机对话功能的辅助决策系统具有十分重要的现实意义。本系统所建立的正是以辅助决策为目的的信号布置系统。
一、信号系统布置的影响因素
影响信号系统布置的因素主要包括以下几方面：
（1）列车制动距离。这是保证列车运行安全的重要因素。
（2）信号显示制式。它影响着列车间的闭塞分区数量。
（3）轨道电路长度。布置信号机的位置点应是轨道电路的分界点。因此闭塞区间的长度尽量避免超过轨道电路的最大长度。
（4）列车种类。信号机布置要兼顾不同种类列车运行速度的要求。
（5）线路条件。固定闭塞是依靠地面信号的列车运行闭塞模式，许多地点并不适合设置信号机，如弯道处视距较近的地点附近，大桥与隧道内等。
二、信号系统布置的目标主要有以下三方面
（1）安全。保证列车运行安全是信号系统最重要的目标，列车运行安全也是旅客和货物运输安全的基础。
（2）效率。这是信号系统设计的另一方面，一般情况下，要保证列车在系统中具有较高的运行效率，就不能浪费不必要的安全裕量。
（3）经济。这是系统建设的一个重要标准，设备是需要投资的，因此在信号设备数量的考虑方面需要有经济分析。因此，得到一个比较满意的方案需要详细、全面的分析。
三、信号机布置方式
本系统可以采用两种方式进行信号机的布置，即模拟手工方式布置信号机和根据给定的条件利用计算机自动布置信号机，同时可以对信号机布置的初步方案进行手工调整。
3.1 手工布置信号机其布置过程如下：
（1）输入闭塞分区允许的长度范围，程序通过计算该区间出站信号机与其前方站的进站信号机之间的距离，再按等距离长度平均布置区间信号机，其中闭塞分区的长度限制在输入范围内。
（2）在程序初步生成信号机位置的基础上，由操作者考虑追踪列车间隔时间和制动距离以及曲线、桥梁、隧道等限制因素，对信号机位置进行调整。
（3）由程序对手工调整的信号机位置进行追踪列车间隔检验、制动距离检验以及起车检验，对检验结果中不符合限制条件的信号机位置通过对话框的形式由操作者进行修改，直到全部信号机位置符合要求。
（4）最终检验结果以表格形式输出，操作者根据检验结果仍可进行部分优化。
3.2 自动布置信號机本系统包括三种自动布置信号机的方式，即按给定的追
踪列车间隔时分布置、按最小追踪列车间隔时分布置和按信号机架数最少布置。同时，在利用自动方式生成信号机位置的基础上，保留人机交互接口，考虑在特殊情况对信号机位置进行调整。
（1）按最小追踪列车间隔时分布置
该方法给出闭塞分区允许的长度范围，通过速度分级和不同列车分级制动距离的限制，由程序自动确定信号机位置，目标是追踪列车间隔时分最小。其布置过程为：首先取给定的闭塞分区长度最小值作为布置信号机的闭塞分区长度，在区间内平均分布信号机。
（2）按信号机架数最少布置
该方法为尽量减少信号设备的投资而设计，目标是在不超过追踪列车间隔时分的条件下，布置的信号机架数最少，即尽可能增加相邻信号机之间的闭塞分区长度。其布置过程为：首先选用闭塞分区长度的最大允许值作为布置信号机的闭塞分区长度，在区间内平均分布信号机。然后进行列车的起停车检验，如不满足检验则需要考虑降低列车的运行速度或提高列车的制动能力。
四、仿真系统的算法流程
其过程为：由列车运行计算系统得到列车的速度时分等运行数据，同时得到用于布置信号机的列车编组情况、列车的牵引及制动性能、信号显示数目、列车速度等级、追踪列车间隔时间、闭塞分区的长度范围等属性数据。利用以上数据通过人工或计算机自动布置等方式，得到信号机的初步布置方案，然后检验所布置的信号机是否满足列车起停车检验、追踪列车间隔时分检验等，如不满足要求则需要对相应的信号机位置进行调整并重新进行检验，直到所有的信号机位置都满足要求，从而确定最终的信号机布置方案。
五、信号机布置检验
5.1 闭塞分区最大长度检验
闭塞分区长度不能超过轨道电路的极限长度，因此，需要根据实际情况，尽可能调整信号机的位置，以满足轨道电路长度的要求。如果某些闭塞分区的长度超过了轨道电路的极限长度，就需要具体分析闭塞分区过长的原因，如可以通过适当降低列车运行速度或者提高列车制动能力的方式以减小闭塞分区的长度。
5.2 列车起车检验
列车在信号机的前方停车后是否能够重新起动需要进行检验，尤其是设置在上坡道的通过信号机，应进行起动验算。其检验过程为：将列车置于要检验的信号机前方，利用列车起动算法计算列车的牵引力是否满足需要。
结论
本文在已有列车运行计算系统的基础上，根据铁路自动闭塞区间信号机布置的基本理论，同时结合设计人员的具体需求，建立了铁路信号机布置计算机仿真系统。该系统可以模拟手工或者利用计算机自动布置信号机，同时设置了人机接口，可以对信号机布置的初步方案进行手工调整。该系统为铁路线路及信号设计人员进行信号机布置提供了一种经济、有效的方式，同时也可以为科研人员提供相应的辅助研究手段。当然，由于实际布置信号机时需要考虑的因素较多，本系统还需要在实际的信号机布置设计过程中不断完善。
参考文献
[1]丁正庭.区间信号自动控制[M].北京：中国铁道出版社，2017.
[2]高继祥.铁路信号运营基础[M].北京：中国铁道出版社，2017.
[3]朱玲.带超速防护多信息移频自动闭塞信号机分布的研究[J].铁道标准设计，2017，2：41-43.
关键词：信号机布置；追踪列车间隔；闭塞分区；运行计算；计算机仿真
在固定闭塞线路上，信号机的布置对整个铁路列车运营具有十分重要的意义。信号机布置是一个影响因素复杂的多目标问题，很多因素甚至是难以定量描述的经验因素。在这种情况下，建立一种具有良好人机对话功能的辅助决策系统具有十分重要的现实意义。本系统所建立的正是以辅助决策为目的的信号布置系统。
一、信号系统布置的影响因素
影响信号系统布置的因素主要包括以下几方面：
（1）列车制动距离。这是保证列车运行安全的重要因素。
（2）信号显示制式。它影响着列车间的闭塞分区数量。
（3）轨道电路长度。布置信号机的位置点应是轨道电路的分界点。因此闭塞区间的长度尽量避免超过轨道电路的最大长度。
（4）列车种类。信号机布置要兼顾不同种类列车运行速度的要求。
（5）线路条件。固定闭塞是依靠地面信号的列车运行闭塞模式，许多地点并不适合设置信号机，如弯道处视距较近的地点附近，大桥与隧道内等。
二、信号系统布置的目标主要有以下三方面
（1）安全。保证列车运行安全是信号系统最重要的目标，列车运行安全也是旅客和货物运输安全的基础。
（2）效率。这是信号系统设计的另一方面，一般情况下，要保证列车在系统中具有较高的运行效率，就不能浪费不必要的安全裕量。
（3）经济。这是系统建设的一个重要标准，设备是需要投资的，因此在信号设备数量的考虑方面需要有经济分析。因此，得到一个比较满意的方案需要详细、全面的分析。
三、信号机布置方式
本系统可以采用两种方式进行信号机的布置，即模拟手工方式布置信号机和根据给定的条件利用计算机自动布置信号机，同时可以对信号机布置的初步方案进行手工调整。
3.1 手工布置信号机其布置过程如下：
（1）输入闭塞分区允许的长度范围，程序通过计算该区间出站信号机与其前方站的进站信号机之间的距离，再按等距离长度平均布置区间信号机，其中闭塞分区的长度限制在输入范围内。
（2）在程序初步生成信号机位置的基础上，由操作者考虑追踪列车间隔时间和制动距离以及曲线、桥梁、隧道等限制因素，对信号机位置进行调整。
（3）由程序对手工调整的信号机位置进行追踪列车间隔检验、制动距离检验以及起车检验，对检验结果中不符合限制条件的信号机位置通过对话框的形式由操作者进行修改，直到全部信号机位置符合要求。
（4）最终检验结果以表格形式输出，操作者根据检验结果仍可进行部分优化。
3.2 自动布置信號机本系统包括三种自动布置信号机的方式，即按给定的追
踪列车间隔时分布置、按最小追踪列车间隔时分布置和按信号机架数最少布置。同时，在利用自动方式生成信号机位置的基础上，保留人机交互接口，考虑在特殊情况对信号机位置进行调整。
（1）按最小追踪列车间隔时分布置
该方法给出闭塞分区允许的长度范围，通过速度分级和不同列车分级制动距离的限制，由程序自动确定信号机位置，目标是追踪列车间隔时分最小。其布置过程为：首先取给定的闭塞分区长度最小值作为布置信号机的闭塞分区长度，在区间内平均分布信号机。
（2）按信号机架数最少布置
该方法为尽量减少信号设备的投资而设计，目标是在不超过追踪列车间隔时分的条件下，布置的信号机架数最少，即尽可能增加相邻信号机之间的闭塞分区长度。其布置过程为：首先选用闭塞分区长度的最大允许值作为布置信号机的闭塞分区长度，在区间内平均分布信号机。然后进行列车的起停车检验，如不满足检验则需要考虑降低列车的运行速度或提高列车的制动能力。
四、仿真系统的算法流程
其过程为：由列车运行计算系统得到列车的速度时分等运行数据，同时得到用于布置信号机的列车编组情况、列车的牵引及制动性能、信号显示数目、列车速度等级、追踪列车间隔时间、闭塞分区的长度范围等属性数据。利用以上数据通过人工或计算机自动布置等方式，得到信号机的初步布置方案，然后检验所布置的信号机是否满足列车起停车检验、追踪列车间隔时分检验等，如不满足要求则需要对相应的信号机位置进行调整并重新进行检验，直到所有的信号机位置都满足要求，从而确定最终的信号机布置方案。
五、信号机布置检验
5.1 闭塞分区最大长度检验
闭塞分区长度不能超过轨道电路的极限长度，因此，需要根据实际情况，尽可能调整信号机的位置，以满足轨道电路长度的要求。如果某些闭塞分区的长度超过了轨道电路的极限长度，就需要具体分析闭塞分区过长的原因，如可以通过适当降低列车运行速度或者提高列车制动能力的方式以减小闭塞分区的长度。
5.2 列车起车检验
列车在信号机的前方停车后是否能够重新起动需要进行检验，尤其是设置在上坡道的通过信号机，应进行起动验算。其检验过程为：将列车置于要检验的信号机前方，利用列车起动算法计算列车的牵引力是否满足需要。
结论
本文在已有列车运行计算系统的基础上，根据铁路自动闭塞区间信号机布置的基本理论，同时结合设计人员的具体需求，建立了铁路信号机布置计算机仿真系统。该系统可以模拟手工或者利用计算机自动布置信号机，同时设置了人机接口，可以对信号机布置的初步方案进行手工调整。该系统为铁路线路及信号设计人员进行信号机布置提供了一种经济、有效的方式，同时也可以为科研人员提供相应的辅助研究手段。当然，由于实际布置信号机时需要考虑的因素较多，本系统还需要在实际的信号机布置设计过程中不断完善。
参考文献
[1]丁正庭.区间信号自动控制[M].北京：中国铁道出版社，2017.
[2]高继祥.铁路信号运营基础[M].北京：中国铁道出版社，2017.
[3]朱玲.带超速防护多信息移频自动闭塞信号机分布的研究[J].铁道标准设计，2017，2：41-43.