火车轨道铁路运输设备——铁路信号的历史沿革与发展

硬件 有差距 相似 有差距 差距小 有差距
5、信号设备研发滞后于运输需求 6、重视基础理论研究和原创性研究 7、重视单一设备研发，缺少大系统设计
一、铁路信号的历史沿革 二、体会与思考 三、铁路信号的发展
三、铁路信号的发展
（一）信号的六大变化
1、铁路信号从车站联锁为中心—>向以列控为中 心转变 2、行车调度从三级管理（调度员、值班员、司 机） —>向调度员直接指挥列车转变 3、列车运行控制从司机为主—>向车载设备优先 控制转变
2、京汉铁路（京广线北段）
北京前门西站—汉口玉带桥，1214公里 1898年开工，1906年全线通车 机械集中联锁及布雷式（钥匙联锁） 电话办理行车—电气路签机
3、粤汉铁路（京广南端）
广州市黄沙—武昌徐家棚，1095公里 1906年开工，1936年通车 手信号发车 单路牌行车制
4、陇海铁路
集中 电气路签—自动闭塞
（二）主要信号设备建成时间与其他国家的比较
联锁
轨道电路
自动闭塞
CTC 机械化驼峰 半自动化驼峰 自动化驼峰
世界第一个
中国第一个
1856年英国布列克勒叶·阿 1910年连长线 周水子车站 姆斯车站，机械集中联锁。 第一连络所机械集中联锁
1873年美国宾夕法尼亚铁路 1925年 秦皇岛站 南大寺站
6、沪宁铁路
上海—南京，311公里 1905年开工，1908年通车 非集中机械联锁—色灯电锁器联锁 单路签行车制—电气路牌机
7、哈大线（原中东铁路的一部分）
哈尔滨—大连，945公里 1898年开工，1903年通车 哈长段机械集中联锁，电气路签，电气路
牌 长大段机械集中联锁—电锁器联锁—电机
1949年前 1949年后
1903年-1910年 1910年-1924年 1924年-1949年 1949年-50年代末 1959年后 60年代中期 80年后
铁路信号萌芽时期 机械信号时期 机械向电气过渡时期 设备整顿学苏联时期 进入继电式电气信号时期 开始进入电子信号时期 进入计算机化信号时期
1、车站联锁
安全通信的目标:
身份真实性 信息完整性 不可否认性 系统易用性
信息机密性 服务可用性 系统可控性 可审查性
（四）信号维修体制和方法的变革 （五）引进消化与集成创新 （六）信号技术走向数字化、网络化、智能化、
综合化
1、以行车指挥调度为中心 构成指挥、控制和管理的新体系
2、以列车运行控制为核心 集成信号控制系统的基础设施
全盘学苏联
引进消化
自主创新 2、“重量”—“密度”—“速度”的需求
推动信号设备发展 3、科技进步推动信号技术发展
4、当前我国信号设备与世界的比较 （信号重要装备水平开始进入世界先进水平行列）
计算机联锁 自动闭塞 行车指挥 调车控制（驼峰） 列车运行控制
功能（软件） 世界领先 信息量不足
调车处理上领先 世界领先 有差距
汴洛线（开封—洛阳），183公里 1905年开工，1909年建成
1936年延长至连云港 1945年延长至天水，全长1380公里 个别站联锁箱联锁 电气路牌机
5、津浦铁路
天津总站—浦口，1009公里 1908年开工，1912年通车 明光北非集中机械联锁，明光南没有联锁
设备—电锁器联锁或联锁箱联锁—济南继 电式电气集中联锁 电气路签闭塞
4、闭塞方式从固定闭塞—>向准移动或移动闭塞转 变
5、显示方式从速差式—>向目标速度（目标距离） 转变
6、列车解编作业（驼峰）从管理控制分散操作—> 向调度、管理、控制、优化、决策一体化转变
（二）信号设计理念的变革
1、计算机联锁—发展信号新技术的信息平台
液晶显 示器
双鼠标
操作表示倒机单元
主站设备
半自动化驼峰 自动化驼峰
综合自动化驼峰
5、列车运行控制 点式机车信号+自动停车
连续式机车信号+自动停车 通用式机车信号+自动停车 通用式机车信号+运行监控记录器 主体机车信号+运行监控记录器
CTCS
一、铁路信号的历史沿革 二、体会与思考 三、铁路信号的发展
二、体会与思考
1、信号技术发展的四个阶段： 半殖民地色彩
机械联锁 电机联锁 电气联锁 电子联锁 计算机联锁
电锁器联锁 继电联锁(6502)
2、区间闭塞
电话闭塞 路签（牌）闭塞
半自动闭塞
自动闭塞
固定闭塞 准移动闭塞
移动闭塞
3、行车指挥 人工调度指挥（电话、笔、纸、尺） 调度监督或调度集中 TDCS系统 分散自律调度集中
4、调车控制（驼峰设备） 人工调车 简易驼峰 机械化驼峰
铁路信号的 历史沿革与发展
一、铁路信号的历史沿革 二、体会与思考 三、铁路信号的发展
一、铁路信号的历史沿革
（一）主要线路的信号概况
1、京奉铁路（京沈线）
北京前门东站—沈阳小西边门站，843公里 1881年开工，1912年全线通车 联锁箱联锁—机械集中联锁—电锁器联锁 电气路牌机、电气路签机—半自动闭塞
双机热备操作表示系统
操作表示 A 机
操作表示 B 机
联锁 A 机
联锁 B 机
电务维修机
安全通信双以太网
站1 驱采机 A
站1 驱采机 B
子站 1 驱采子系统（双套并用）
电务维修机
站2 驱采机 A
站2 驱采机 B
子站 2 驱采子系统（双套并用）
电务维修机
子
子
站
站
维修诊断以太网
液晶显 示器
双鼠标
操作表示倒机单元
子站 2×2 取 2 驱采子系统
子站 2×2 取 2 驱采子系统
2 取 2 驱采 I 系
2 取 2 驱采 II 系
主站室外信号基础设备
区域计算机联锁硬件构成图
子站室外信号基础设备
2、列控系统—推动信号新技术发展的动力
RS422通信接口
GPS
RS232通信接口
GPS 室 外天线
LEU 监测机
车站列控中心
计算机联锁系统 CTC(TDCS)系统
既有线车站列控中心与外部系统间连接图
客运专线CTCS — 2级列控中心
CTCS — 3级地面设备
（3）分散自律调度集中—铁路信息化的基础设备
调度集中系统结构图
调度集中车站子系统
（三）信号科学研究的变革
1、标准在先 设备在后 2、建模方法、仿真方法、仿真测试、仿真试验 3、RAMS设计与分配 4、安全认证与评估
直流闭路式
直流闭路式（英国、荷兰）
1873年 同上
1924年 大连—金洲间，沈 阳—苏家屯间 交流二元三位 相敏轨道电路
1927年 美国中央铁路
1924年 美国 1952年 美国 1965年 美国
1963年 宝鸡—风洲 苏联引 进
1960年 苏家屯 1970年 丰西 1981年 南翔
（三）主要信号设备发展历程
主站设备
电务维修机
操作表示 A 机
操作表示 B 机
子站室外信号基础设备
2 取 2 联锁 I 系
2×2 取 2 联锁子系统
子
2 取 2 联锁 II 系
站
主站 2×2 取 2 驱采子系统
2 取 2 驱采 I 系
2 取 2 驱采 II 系
100M 双光纤网络
子
子ห้องสมุดไป่ตู้
子
站
站
站
2 取 2 驱采 I 系
2 取 2 驱采 II 系
5、故障—安全技术（安全计算机） 安全侧与危险侧的界定 实时检测技术与方法 故障后处理策略 从单一设备向系统化转变
6、通信、信号融为一体
安全通信的内涵： 保密性—防止入侵、防止窃取 完整性—数据完整、程序完整 可用性—保护合法用户
信息安全的发展历程： 通信保密 计算机数据保护 网络信息安全
信息安全关键技术—密码学： 对称密码—加密密钥与解密密钥相同 非对称密码—加密密钥与解密密钥不同