國內鐵路信號技術發展及趨勢

2023年12月7日發(作者：合數列)

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國內鐵路信號技術發展及趨勢

鐵路運輸與其他各種現代化運輸方式相比較，具有受自然條件影響小、運輸能力大，能夠負擔大量客貨運輸的顯著特點。迫于運輸市場愈演愈烈的競爭，各國鐵路部門都在積極采取鐵路新科技來提升鐵路的運輸能力。而在實現高速、重載運輸的同時，要保證列車的行車的安全，就不能不提到鐵路信號。鐵路信號設備是保證列車行車安全的重要基礎設備，其技術水平發展直接影響到了行車安全水平和鐵路運輸效率。

1.鐵路信號的定義

鐵路信號是用特定的物體（包括燈）的顏色、形狀、位置，或用儀表和音響設備等向鐵路行車人員傳達有關機車車輛運行條件、行車設備狀態以及行車的指示和命令等信息。鐵路信號是鐵路運輸系統中，保證鐵路行車安全、提高區間和車站通過能力以及編解能力的手動控制及遠程控制的技術和設備的總稱；是在行車、調車工作中，用于向行車人員指示行車條件而規定的符號；是顯示、聯鎖、閉塞設備的總稱。

2.鐵路信號作用及發展歷程

鐵路信號的最主要的功能就是保證鐵路行車安全。

隨著列車運行速度的不斷提升，從最初的人持信號旗、騎馬前行、引導列車前進；到逐漸發展的球形固定信號裝置、電報信號、連鎖機、軌道接觸器、自動停車裝置；到后來出現的車內信號、調度集中控制、行車指揮自動化等設備。

每一次鐵路速度的提升就會要求一種新型鐵路信號的出現；每次鐵路信號的革新，就會給鐵路運輸帶來一次質的飛躍。隨著鐵路信號技術的發展和鐵路信號的廣泛應用，鐵路信號的發展也成為提高鐵路區間和車站通過能力、增加鐵路運輸經濟效益的一種現代化技術手段。

3.鐵路信號的組成 3.1信號控制設備

信號控制設備是指信號聯鎖系統，是保障鐵路運輸安全的核心，是鐵路信號中最重要的組成部分。信號控制設備通過信號傳輸設備接收和發送不同的信息，經由聯鎖關系來控制信號設備及各種信號的顯示。

3.2信號顯示設備

信號顯示設備指接收來自于信號控制設備的信息，通過信號機，機車信號，控制臺、顯示器，音響等設備，采用聲、光等信息，來實時反應列車和相關信號設備狀態的鐵路信號設備。

3.3信號傳輸設備

指服務于信號控制系統與信號顯示系統之間，進行各種信息互通的傳輸設備及媒介。

3.4信號防干擾措施及設備

指為防止信號被其他因素干擾而產生錯誤的信號顯示而設立的防干擾設備及措施。

4.國內鐵路信號技術及發展趨勢

4.1信號控制設備的技術發展

信號控制設備中的核心是聯鎖系統。

國內聯鎖系統發展主要歷經了早期的繼電器聯鎖，90年代時期的計算機聯鎖加安全型繼電器執行形式的控制系統，以及目前在廣泛推廣的計算機聯鎖系統。

計算機聯鎖除了自身的聯鎖系統管理之外，還可以向旅客服務系統、列車運行監督系統以及列車指揮系統等提供信息，加快鐵路運輸管理的一體化的實現。隨著計算機技術的迅速發展，尤其是對于可靠性技術和容錯技術的深入研究，計算機聯鎖技術日趨成熟，我國的計算機聯鎖也逐步開始由計算機聯鎖加安全型繼電器控制型向全電子計算機聯鎖轉變。

全電子計算聯鎖系統是基于未來鐵路及城市軌道交通聯鎖設備集成度高、安裝速度快、維護方便的使用需求而研制；具有模塊化程度高、維護量小、安全性高、總體造價低，占用資源少等特點。全電子計算機聯鎖系統完全克服了繼電器聯鎖和既有計算機聯鎖的缺點，具有能夠充分發揮鐵路信號工程、工程設計單位、專業施工單位、電務維修單位的作用，在保證其基本安全條件的基礎上，讓多級單位廣泛參與，可全面推動鐵路運輸的飛速發展，為鐵路信號控制提供無限可能。

我國第一套具有完全自主知識產權的全電子計算機聯鎖系統——LDJL-Ⅳ全電子計算機聯鎖系統通過了英國勞氏鐵路有限公司的安全認證，取得了安全等級最高的SIL4認證證書，進一步加強了推廣全電子計算機聯鎖系統的進程。全電子化計算機聯鎖必將成為國內聯鎖系統的未來發展方向。

4.2信號顯示設備的技術發展

鐵路信號顯示技術的發展，隨著計算機聯鎖及新科技、新技術的出現，我國信號顯示設備的發展也經歷了一個飛躍式的發展。

隨著計算機技術的不斷發展及計算機聯鎖的不斷推廣，液晶顯示器控制臺的出現代替了老舊的單元控制臺，在保留了原有控制臺技術的優點的同時，更具有顯示清晰、故障率小、易于操作、便于維護等特點。

壽命高達數萬小時的半導體LED發光二級管照明技術的出現，結束了傳統信號機以白熾燈、金屬鹵素燈作為信號機燈光光源的歷史。

集供電、燈絲轉換、斷絲報警于一體的點燈單元，取代了信號點燈變壓器及燈絲轉換繼電器。

這些不斷出現的新型信號顯示技術雖然不能大幅的提高鐵路運輸能力，但是在不斷強調節能環保的今天，其具有的節能、環保、低維護成本等特點，順應了鐵路信號設備的整體發展趨勢。

4.3信號的傳輸設備的技術發展

信號的傳輸技術的革新，更多意義上取決于新傳輸媒介的出現。當使用數字信號作為新的傳輸媒介時，出現了基于無線通信的列車運行控制系統（CBTC Communication Bad Train Control）。CBTC的特點是用無線通信媒體來實現列車和地面設備的雙向通信，用以代替軌道電路作為媒體來實現列車運行控制。我國北京地鐵亦莊線的順利開通標志著中國成為世界上第四個成功掌握CBTC核心技術并順利開通應用實際工程的國家。

雖然目前國內CBTC大多只運用于城市軌道交通，但是在技術不斷發展成熟的將來，CBTC系統的發展將會越來越重要。而基于數字信號傳輸技術的的發展也將帶給鐵路信號發展的一個新的方向，隨著科技的不斷進步將不斷會有新的傳輸媒介被發現，而這也必將給鐵路運輸業帶來巨大的飛躍。

4.4信號防干擾措施及設備的技術發展

相對于其他信號技術的發展，信號防干擾措施及設備的技術革新可以說是一個薄弱環節。只有伴隨著新的傳輸媒介的出現時才會有新的防干擾措施和設備出現；而在這之前，對既有信號設備的防干擾措施技術的研究發展卻令人堪憂。

5.鐵路信號未來技術發展及猜想

現代信號系統不再是調度、聯鎖、閉塞、信號機等設備的一個簡單組合。鐵路信號在元部件制造方面正向著小型化、高安全性、高可靠性發展，在設計方面向著故障自動檢測、自動診斷、集成化、與計算機或微處理機相結合的方面發展；在安裝施工方面正向著模塊化和工廠施工化的方向發展；在使用方面正向著無維修或者少維修、智能化的方向發展；整體上向節能化、環保化、低成本化、網絡化信息化發展。鐵路信號控制、顯示、傳輸設備的界限將逐漸模糊，一體化、網絡式管理的發展方向將會取代現有的鐵路信號組成模式。

也許在不久的將來，會出現新的技術。鐵路系統的研發將能實現平臺化，在研究新的聯鎖系統和其他鐵路設備研發時能夠讓更多的部門參與進來，實現技術創新與突破。通信—信號一體化的技術不僅能控制列車運行，也能夠實現在信號機，道岔，軌道電路及其他信號設備的控制。新的聯鎖系統將與更多的鐵路系統相聯，形成網絡化、信息化的新型鐵路信息中心。采用新科技的供電設備能夠替代現在的電纜傳輸，更加節能、更加節約成本。新的信號防干擾技術的出現，能夠使得鐵路信號具有更高的安全性和可靠性。 甚至可能出現新的信號傳輸技術使得鐵路運輸整體都會發生質的變化。

6.結束語

隨著生活和時代的不斷進步，人們對鐵路運輸不斷提高著要求：更安全、更高速、更大的載重。鐵路信號技術發展面臨著嚴峻的挑戰，在鐵路運輸業進入持續高速發展時期的同時，鐵路信號的技術發展也必然將受到越來越多的關注，鐵路信號的發展獎進入一個全新、高速的發展時期。 [科]

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