浅析铁路信号和联锁控制系统发展

浅析铁路信号和联锁控制系统发展

论文摘要：通过分析铁路信号的发展过程，阐述了铁路信号和联锁控制的发展、特点、功能。

关键词：信号联锁控制发展特点功能

引言，随着铁路信号技术的发展和应用，铁路信号和联锁控制已经成为提高运输效率、实现运物管理自动化和列车运行自动控制以及改变铁路员工劳动条件的重要技术手段,铁路信号正向数字化、网络化、智能化发展。

一、铁路信号的发展过程

1、初始阶段

⑴站间区间电话闭塞、区间占用凭证--路票，只允许一列车运行。

⑵列车凭行车人员手信号（白天旗子、夜晚信号灯）发车、进站。

⑶人工扳道布置进路

⑷司机目视行车

2、起步阶段（半自动化）

⑴站间区间电话闭塞、区间占用凭证--路票，只允许一列车运行。

⑵列车凭信号机的指示出发、进站。

⑶人工扳道布置进路

⑷司机目视行车

固定信号机出现只有指示,无速度等级，如臂板信号机，区间闭塞采用如路签路牌、64D半自动闭塞，车站采用集中式机械联锁（1856年英国）等方式。

3、稳定阶段（集中控制）

⑴站间区间划分闭塞分区，各设色灯信号及防护----自动闭塞，允许至少一列车运行占用站间区间。

⑵车站进路自动控制：有行车值班员在室内控制和监督。如1927年布线逻辑继电联锁、6502电气集中联锁、计算机联锁（1978年瑞典哥德堡站）。

⑶列车进站、发车凭信号机的显示。

⑷道岔集中控制，进路排列自动化。动力转辙机出现（直流电动（液）转辙机、交流电动（液）转辙机等）。

⑸司机目视行车—以地面信号机显示+机车信号+自动停车装置。

闭塞分区轨道电路、站内轨道电路、色灯信号机、动力转辙机的出现使集中控制成为现实。列车运行速度、密度，区间通过能力都得到大幅度提高，实现了列车运行空间间隔追踪和安全运行。

4、发展阶段（列车运行自动控制）

⑴列车运行空间间隔（自动闭塞）---时间间隔（准移动自动闭塞--移动自动闭塞）

⑵车站进路-----调度集中—分散控制

⑶列车运行机车信号主体化----目标距离行车模式--自动驾驶高速运行。

⑷列车运行统一调度指挥、全程监视，

以第六次提速为标志，应用现代先进技术、设备，我国铁路信号的发展得到了长足发展，制定并实施了具有自主知识产权的中国列车运行自动控制系统CTCS。京津客专采用CTCS-3D级、在建的京沪高铁采用CTCS-3级控制，最高运行速度达到380km/h。

二、铁路信号的功能。

1、基本功能

⑴指挥列车运行。利用地面信号机的各种显示，指示列车的运行情况和运行速度。

⑵提高运输效率。区间闭塞设备的发展提高了区间通过能力，缩短了列车追踪间隔

2、主要功能：

保证行车安全。区间通过信号机根据列车占用情况或进站信号机的显示自动改变显示，保证了列车的空间间隔，避免了列车冲突的发生。车站联锁设备使道岔、轨道电路、信号机之间通过技术措施保持一定的制约关系和操作顺序，因此能够保证行车安全。

三、联锁控制系统的发展

目前广泛使用的联锁控制系统是电气联锁控制系统，即继电联锁控制系统。继电联锁控制系统的性能稳定、抗干扰性强、可靠性高，但是存在着功能不够完善，难于增加或扩展其他功能，难于和现代化的信息处理系统相连接；功耗大，成本高，占地面积大等缺点。上世纪80年代我国开始发展计算机联锁控制系统，目前计算机联锁控制系统正逐步广泛的应用各大站房和铁路干线上。下面从性能、经济等方面对计算机联锁控制系统的特点进行描述。

1、优点

(1)性能方面

①与继电联锁控制系统相比，计算机联锁控制系统的设计、施工工作量大大减小，并且系统可以方便地增加新功能，使得系统功能进一步完善。

②计算机联锁控制系统提供现代化的声、像、图文显示，人机交互的功能更加完善，内容更丰富，信息量更大，工作效率更高。

③计算机联锁控制系统采取了必要的技术措施以后，系统的可靠性和安全性将更高。

(2)经济方面

①随着电子与计算机技术的发展，计算机联锁的性能价格比更高，大站计算机联锁控制系统的价格低于继电联锁控制系统。

②采用分布式系统结构时，计算机联锁控制系统可以省去干线电缆，大幅度降低工程造价。

③体积小、占地面积小，且随车站规模增大，面积节省更为显著。

④安装费、运营费及维修费大幅度减少。

(3)维护方面

①计算机联锁控制系统的维修工作量小，且具有自诊断、故障定位功能，降低了维护难度并可通过远距离联网，实现远程故障诊断。

②计算机联锁单位的继电部分结构简单，便于维护，而且继电器用量少，使得继电器检修工作量减少。

(4)其他方面

计算机联锁控制系统便于联网，为铁路信号系统向智能化和网络化方向发展创造了条件，通过与列车控制系统、运行图管理系统联网，可根据调度计划实现进路程序控制，通过与旅客向导服务系统、车次号跟踪系统联网，可构成全方位的计算机综合控制、管理系统，增强了运输调度指挥自动化、智能化水平。

2、存在的不足

⑴计算机联锁控制系统应用大量的电子元件，需在抗电磁干扰及防止雷害等方面采取防护措施。

⑵计算机联锁控制系统中实现联锁逻辑的联锁计算机一旦出现硬件故障，其影响面会很大，甚至使系统不能工作。因此计算机联锁控制系统需要采取必要的措施来提高可靠性和可用性。

3、应用过程及现状、前景

1984年通号总公司研制的我国第一个车站计算机联锁控制系统在梅山铁矿地下运输线上正式开通；1989年铁道科学研究院研制的计算机联锁控制系统在郑州北编组站开通使用，使计算机联锁控制系统首次用于国有铁路；1994年铁道科学研究院、通号总公司研究设计院研制的计算机联锁控制系统首先装备于哈尔滨铁路局平房站和上海铁路局交通站，陆续在铁路干线上采用。1998年铁道部对计算机联锁控制系统实行三证制：制造特许证、制式检验合格证、产品合格证。

目前，计算机联锁控制系统已装备了近两千个车站。如铁道科学研究院通号所研制的TYJL-Ⅱ、TYJL-TR9型，通号总公司研制的DS6-11、DS6-K5B型、北京交通大学研制的JD-IA、EI32-JD型、卡斯科公司的VPI型等计算机联锁控制系统。

在铁路快速发展的目前阶段，应加快计算机联锁的发展：

①CTC区段和列车速度超过160km/h的区段、客运专线、煤运专线、高速铁路均应采用计算机联锁；基建和大修工程应积极成段发展计算机联锁，以便有利于CTC和TDCS的发展；还应加快以联锁为核心的车站、区间、列车控制一体化的研发和应用。

②枢纽和有需求的区段应积极发展区域计算机联锁；

③继续完善计算机联锁的功能，研究和制定适应客运专线、高速铁路的联锁技术条件，开发相应的计算机联锁；

④全面提高计算机联锁的软件和硬件质量，完善自诊断和检测功能，实现高安全、高可靠、无维修的目标；