鐵路信號知識

 來恩偉業-李國華

1．鐵路信號系統概述
1．1基本概念
鐵路信號是鐵路“信號、聯鎖、閉塞”的總稱，是由各類信號顯示、軌道電路、道岔轉轍裝置等主體設備及其他有關附屬設施構成的一個完整的體系。
1．2基本功能
鐵路信號設備是鐵路運輸的基礎設備之一。它猶如人的耳目和中樞神經，擔負著路網上行車設備的運用狀況、列車運行的實時狀態、運輸調度的指令控制等信息的傳遞與監控任務。鐵路信號的主要功能是：保證鐵路行車安全、擴大線路通過能力、提高運輸組織效率、改善職工勞動條件。
1．3基本特點
鐵路信號所具有的特點及優勢：技術密集度高、更新換代快；投資少、見效快、效益高；滲透鐵路運輸各部門，全程全網服務于鐵路運輸；由鐵路信號產生的各種實時信息傳輸速度快、準確率高；控制命令邏輯關系嚴密，安全可靠度強。
鐵路信號是鐵路現代信息技術的重要領域，列車運行控制與行車調度指揮自動化是鐵路信號發展的關鍵性技術，代表著鐵路行車信息與控制技術的發展趨勢。隨著我國鐵路交通建設的快速發展，當今鐵路信號系統技術已融通信、信號、計算機等先進技術于一體，并向數字化、智能化、綜合自動化方向發展，其發展水平已成為我國鐵路現代化建設的重要標志之一。

2．鐵路信號基礎設備
2．1信號機
包括地面固定信號、機車信號及各類信號標志。其功能為傳達、指示列車運行命令、提供列車運行信息、反饋列車運行實時軌跡，以及表示某種特定信號警示。
2．2軌道電路
包括有絕緣（機械）軌道電路、無絕緣（電氣）軌道電路。其功能為采集列車運行實時狀況、表達鋼軌線路占用情況、檢查軌道性能的實際狀態。
2．3道岔轉轍裝置
包括電動轉轍機、電液轉轍機。其功能為根據列車運行需要，接受控制命令自動分隔線路、開通并鎖定列車通行進路。
2．4控制設備
包括電氣集中、微機聯鎖、駝峰信號等聯鎖主機與控制臺。其功能為完成操作與控制信號設備、實時表示各類信號設備的實際運用狀態。
2．5電源設備
包括車站電源屏、區間電源屏、駝峰電源屏。其功能是為信號、聯鎖、閉塞設備提供電動力，并具備兩路能自動轉換的可靠電源。
2．6電線路
包括普通信號電纜、綜合扭絞電纜、數字信號電纜、光纜。其功能為溝通信號、聯鎖、閉塞設備，形成一體信號網絡。

3．鐵路信號系統構成
3．1車站聯鎖系統
“聯鎖”—— 是指為保證行車安全，而將車站的所有信號機、軌道電路及道岔等相對獨立的信號設備構成一種相互制約、互為控制的連帶環扣關系，即聯鎖關系。
3．1．1電氣集中聯鎖
以電氣傳輸方式集中操控信號機、道岔轉轍機等設備的車站聯鎖設備。
3．1．2計算機聯鎖
是指利用微型電子計算機對車站值班員的操作命令及現場設備表示信息進行邏輯計算，以實現對信號機、軌道電路及道岔轉轍機等設備進行集中控制的車站聯鎖設備。
3．1．3發展方向
計算機聯鎖具有信息量大，便于聯網和升級的特點。目前，車站計算機聯鎖不論從軟硬件水平、檢測手段和運用質量等方面都已具備了加快發展的條件。為滿足CTC區段和列車運行速度超過160km/h的區段，以及客運專線、煤運專線、高速鐵路等均將采用計算機聯鎖設備，并借鑒德、法、日等國家先進經驗，在鐵路樞紐地區和有需求的區段將大力發展、采用區域計算機聯鎖設備。
3．2區間閉塞系統
“閉塞”—— 是指為保證行車安全，而將列車正在運行的線路區段予以（電氣）封閉，以防止對向列車、后續列車的正面沖突或追尾事故的發生。
3．2．1半自動閉塞
通常采用64D、64F等制式，即：兩站間區間為一個“閉塞”分區，只容許運行一趟列車。
3．2．2自動閉塞
通常采用多信息移頻自動閉塞、UM-71、ZPW-2000A等制式，即：將兩個車站間劃分為若干個“閉塞”分區，可容許兩趟以上列車按規定的間隔時分、以相同的行進方向連續進入區間安全運行。
3．2．3發展方向
為保證提速列車追蹤運行安全，速度超過120km/h的區段應采用速差式自動閉塞。為此，目前全路正推行實施采用ZPW-2000系列（或UM系列）設備以統一我國鐵路自動閉塞制式。
在既有線進行統一自動閉塞制式改造的同時，將對機車信號車載設備同步改造為JT-1C2000型主體化機車信號設備，主體化機車信號是信號聯鎖向列車控制的延伸，是列車超速防護的重要基礎。主體化機車信號改造將統一機車信號低頻信息碼，并實施站內正線電碼化疊加預發碼技術。
3．3駝峰信號系統
根據鐵路運輸物流的不同去向，通過分布于全路各樞紐地區的鐵路編組站對各方向到達的列車進行解體、編組作業，重新組合列車以完成延續運輸，而駝峰信號控制系統即承擔了此項任務。
目前，駝峰信號控制系統正向綜合自動化系統發展，其控制技術包括車輛溜放進路、溜放速度及機車推峰速度等實行自動控制。
3．4列車運行控制系統（CTCS）
包括列車自動停車、自動機車信號、列車速度自動監督和控制、機車信號與超速防護系統。
在列車運行速度超過160km/h的區段，必須實行列車運行控制系統，即列車超速防護系統，其設計按照5個等級進行：
0級——為既有線的現狀；
1級——由主體化機車信號、點式設備和安全型監控裝置構成；
2級——基于軌道電路（模擬或數字），與點式設備和車載ATP設備構成；
3級——基于軌道電路GSM-R，與點式設備和車載ATP設備構成；
4級——完全基于GSM-R的ATP系統。
3．5行車調度控制系統（CTC）
根據全路電務跨越式發展規劃，將以DMIS為平臺，以CTC為核心，以行車指揮自動化為目標，加快實現鐵路運輸調度指揮管理系統現代化。
3．5．1發展CTC
當今鐵路將加快發展新一代CTC，實現分散自律和智能化控制，在對列車運行實行調度集中控制的同時，實現對調車作業的集中控制。
行車調度控制系統包括調度集中、調度監督及遙控、遙信系統。3．5．2 DMIS技術
DMIS系鐵路運輸調度管理信息系統，其功能是將實時采集現場信號設備運用狀況的信息，并及時傳送至各級運輸調度管理中心。目前需進一步擴大DMIS系統在全路的覆蓋率，以加速實現鐵路運輸調度指揮現代化。
3．6微機檢測系統
微機檢測系統是對信號機、軌道電路、道岔轉轍機等基本信號設備電氣特性指標和運行狀況（包括：對道岔缺口變化、信號機械室環境等）進行實時監控的一種系統設備，其對信號設備的日常維護、故障處理、以及確保設備的穩定可靠運行均具有直接的指導作用。因此，建立一體化的信號綜合監測網絡系統，是當前一項發展任務。
3．7其他安全技術系統
3．7．1 DMIS調度命令無線傳送系統
即在非正常行車的情況下，利用無線列調現有系統向司機傳達書面調度命令作為行車憑證的一種行車安全裝置，也是DMIS和新一代CTC的配套設備。
3．7．2 調車無線機車信號和監控系統
將調車進路、信號顯示狀態及調車作業單等通過無線傳送到調車機車，作為調車的憑證，可為調車作業提供進路開放狀態，并對機車實施監控。