火车轨道铁路运输设备——铁路信号的历史沿革与发展
浅谈铁路信号技术的发展
浅谈铁路信号技术的发展作者：李金文来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2011年第01期摘要：目前，人们对铁路信号有不同的理解。
有人把铁路信号广义理解为：保证铁路行车安全的技术和设备；有人狭义理解为：用于向行车人员指示行车条件的符号；有人则认为：铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用，铁路信号也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。
关键词：铁路信号技术发展趋势铁路信号是用特定的物体（包括灯）的颜色、形状、位置，或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。
目前，人们对铁路信号有不同的理解。
有人把铁路信号广义理解为：保证铁路行车安全的技术和设备；有人狭义理解为：用于向行车人员指示行车条件的符号；有人则认为：铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要，积极引进采用新技术，大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。
1 铁路信号技术的历史发展随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用，铁路信号也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。
1825年，世界上第一列列车在英国运行时用一人持信号旗骑马前行，引导列车前进。
1832年，美国在纽卡斯尔－法兰西堂铁路线上开始使用球形固定信号装置，以传达列车运行的消息。
如列车能准时到达则悬挂白球，如晚点则挂黑球。
这种信号机每隔5公里安装1架。
铁路员工用望远镜了望，沿线互传消息。
1839年，英国铁路开始用电报传递列车运行消息。
1841年英国铁路出现了臂板信号机。
1851年英国铁路用电报机实行闭塞制度。
1856年，J·萨克斯贝发明机械联锁机。
1866年，美国利用轨道接触器检查闭塞区间有无机车车辆。
第1章__铁路信号概述(第一次课)
二、车站及轨旁设备
1.集中联锁站及轨旁设备
2.非集中联锁站及轨旁设备
第三节 城市轨道交通信号系统的设备分布
三、车辆段设备
1.ATS分机 2.车辆段终端
3.联锁设备
4.维修终端
5.信号机
6.转辙机 7.轨道电路 8.电源设备
第三节 城市轨道交通信号系统的设备分布
四、试车线设备 五、车载ATC设备
第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践
三、铁路信号的组成
信号控制系统 信号设备
信号控制系统
车站联锁 区间闭塞 列车运行控制 行车调度指挥控制 驼峰调车控制 道口信号 信号微机监测
车站联锁
用来控制和监督车站的道岔、进路和信 号机，并实现它们之间的联锁关系，操纵 道岔和信号机。 现在我国铁路多采用集中联锁，分为继 电集中联锁和计算机联锁。
道口
指示道路上的车辆、行人通过或禁止通 过道口的听觉和视觉信号。
信号微机 监测
实时监测并记录信号设备的运行状态。
继电器
信号机
轨道电路
转辙机
防雷设备
电源屏
继电器
是一种电励开关，用于接通或断开电路， 构成信号逻辑电路。
信号机
构成信号显示，用来指示列车运行和调车作业的 命令。有透镜式色灯信号机（臂板信号机、探照 式色灯信号机已经趋于淘汰）。
第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践 • 1.固定闭塞
• 系统通轨道电路检测每段闭塞区间的占用 情况，所以系统只知道列车在哪个闭塞分 区，但是并不知道在分区中的具体位置， 所以固定模式的闭塞分区速度必定是分级 的，即台阶式的。
第四节 城市轨道交通信号系统的功能及实践
• 2.准移动闭塞 • “预先设定列车的安全追踪间隔距离，根据前方目标 状态设定列车的可行车距离和运行速度、介于固定闭 塞和移动闭塞之间的一种闭塞方式。”
60年铁路信号的发展历程
60年铁路信号的发展历程在铁路运输的实践中，即使铁路线路、桥梁、机车和车辆等设备条件良好的情况下，也会发生列车冲突和颠覆等重大事故。
发生列车冲突的原因可能是两列或多列列车同时占用一个空间造成的；也可能是由于道岔位置不正确而导致列车驶入错误线而造成冲撞；另外，列车速度超过了线路限制速度也会引起颠覆事故。
为保证安全，铁路部门在划定的空间入口处设置信号机以指挥列车能否可以驶入该空间。
信号机的开放，必须检查线路的空闲、道岔位置的正确和敌对信号的关闭，以防止列车冲突和颠覆等重大事故的发生。
因此，在现代铁路运输系统中，除了铁路固定设备(线路、桥、隧)和移动设备(机车、车辆)，还需要铁路信号系统，简称铁路信号，他们构成了铁路运输系统三个不可分割的技术基础。
铁路信号系统是为了保证运输安全而诞生和发展的，系统的第一使命是保证行车安全，也可以这样说，没有铁路信号，也就没有铁路运输的安全。
1949年以前，我国铁路信号非常落后，没有成形信号制式，东北等铁路沿用日本遗留的初级信号设备，胶东半岛采用德国设备，云南的米轨铁路采用法国制式。
没有铁路信号设备生产能力。
以手板道岔、人工动作臂板信号为主要手段，信号技术十分落后。
1949年后，60年来，随着我国铁路事业翻天覆地的变化，中国铁路信号也已经从零发展成为世界铁路信号的强国。
针对我国铁路的不同发展情况，形成了完备的信号制度与制式标准，建立了雄厚的铁路信号生产、研发、设计施工、管理队伍，信号技术从手动－机械－继电发展到以信息技术为核心电子时代。
改革开放以来，特别是铁路六次大提速及近年来的高速铁路、客运专线建设，更是使我国铁路信号产生了根本的变化。
今天的现代铁路信号系统，已经成为计算机、现代通信和控制技术在铁路运输生产过程中的具体应用，铁路信号的功能也从传统的保障铁路运输安全的“眼睛”，扩展为保证行车安全、实现集中统一指挥、提高运输效率、改善劳动条件和提升运营管理水平。
现代信号技术已成为实现列车有效控制、提高铁路区间通过能力和编组能力、向运输组织人员提供实时信息的必备手段，是铁路的“中枢神经”，是铁路列车提速与发展高速铁路的关键技术之一。
浅谈铁路信号技术的发展
浅谈铁路信号技术的发展目前，人们对铁路信号有不同的理解。
有人把铁路信号广义理解为：保证铁路行车安全的技术和设备；有人狭义理解为：用于向行车人员指示行车条件的符号；有人则认为：铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用，铁路信号也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。
标签：铁路信号技术发展趋势铁路信号是用特定的物体（包括灯）的颜色、形状、位置，或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。
目前，人们对铁路信号有不同的理解。
有人把铁路信号广义理解为：保证铁路行车安全的技术和设备；有人狭义理解为：用于向行车人员指示行车条件的符号；有人则认为：铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要，积极引进采用新技术，大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。
1 铁路信号技术的历史发展随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用，铁路信号也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。
1825年，世界上第一列列车在英国运行时用一人持信号旗骑马前行，引导列车前进。
1832年，美国在纽卡斯尔－法兰西堂铁路线上开始使用球形固定信号装置，以传达列车运行的消息。
如列车能准时到达则悬挂白球，如晚点则挂黑球。
这种信号机每隔5公里安装1架。
铁路员工用望远镜了望，沿线互传消息。
1839年，英国铁路开始用电报传递列车运行消息。
1841年英国铁路出现了臂板信号机。
1851年英国铁路用电报机实行闭塞制度。
1856年，J·萨克斯贝发明机械联锁机。
1866年，美国利用轨道接触器检查闭塞区间有无机车车辆。
1867年，出现点式自动停车装置，这种装置能强迫列车在显示停车信号的信号机前停车。
铁路信号系统的发展与展望
无线通信技术
无线通信技术在铁路信号系统中发挥 着重要作用，用于列车控制、调度指 挥、车站作业和旅客服务等多个方面 。
无线通信技术的发展使得铁路信号系 统能够实现快速、可靠和实时的信息 传输，提高了系统的可靠性和安全性 。
人工智能与机器学习在铁路信号系统中的应用
人工智能和机器学习技术在铁路信号系统中的应用正在逐渐普及，例如用于故障诊断、预测维护和智 能调度等方面。
信号设备国产化
中国铁路积极推动信号设备国产 化，自主研发了一系列具有自主 知识产权的信号设备，提高了信 号系统的可靠性和安全性。
国际铁路组织在铁路信号系统发展中的贡献与经验
国际铁路联盟（UIC）
UIC致力于推动全球铁路信号系统的标准化和互通性，促进各国铁路信号系统的协调发展 。
欧洲铁路交通管理（ERTMS）
简单机械装置
随着铁路运输的发展，开始出现了一 些简单的机械装置，如转辙器和道岔 控制器等，用于控制列车运行。
机械信号阶段
机械信号系统
机械信号系统开始出现，通过机械方式显示列车信号，如臂板信号机等。
列车运行监控
机械信号系统开始配备列车运行监控设备，能够对列车进行追踪和记录。
电气化信号阶段
电气化信号系统
铁路信号系统的发展 与展望
contents
目录
• 铁路信号系统概述 • 铁路信号系统的发展历程 • 铁路信号系统的技术进步 • 铁路信号系统的未来展望 • 新一代铁路信号系统的实践与探索
01
铁路信号系统概述
定义与功能
定义
铁路信号系统是用于指挥列车运 行、保证行车安全、提高运输效 率的重要设施。
05
新一代铁路信号系统的 实践与探索
中国铁路信号系统的现代化进程
铁路信号的由来
铁路信号的由来铁路信号是人们在实践中逐步发明和完善的。
早期的铁路开始行车时，是由铁路职工骑马在前面引导列车运行。
为了醒目，他们带着礼帽，身穿黑大衣和白色裤子，用手信号指挥列车前进或停止。
当时铁路仅限于白天行车，列车很少，速度大约每小时6～16公里，所以由人骑马来指挥，安全上没什么问题。
以后，列车对数多了，速度也快了，骑马已跑不过火车，跟在火车后面打信号还有什么用？为了确保安全，人们开始研究固定的信号设备：用一块长方形的板子，横向线路是停车信号，顺向线路是进行信号。
可是顺向线路的板子实际上很难看见，所以又在顶端加块圆板。
当必须在晚间开车时，就以红色灯光表示停车信号，白色灯光表示进行信号。
随着列车速度的不断提高，要求从远方就能准确看到信号的显示。
人们发现，在面积相等的情况下，圆形、方形和长方形相比，以长方形看得最远。
因此，1841年英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示，装设在伦敦桥车站。
这是铁路上首次使用的臂板式信号机。
这种臂板式信号机有两种显示：水平位置表示停车信号，向下倾斜45度表示进行信号。
夜间仍用红色灯光表示停车，用白色灯光表示进行。
如图3-1所示。
但是，后来发现白色灯光容易和铁路附近的家用灯光混淆，就改用了绿色灯光。
图3-1 臂板信号机示意图1912年出现了色灯信号机。
它不仅使昼夜间的信号显一致，而且可利用色光和灯位的不同组合增加信号显示，提供较多的信息，直到现在，色灯信号机仍然得到广泛使用。
随着铁路运输的发展，特别是行车速度的提高，要求信号能便于瞭望并提供更丰富的信息，而地面固定的色灯信号机受到色光数量和显示距离等因素的限制，因此，现在以显示速度信息为主的多信息机车信号又得到广泛应用。
铁路信号系统讲解材料
通过自动化监控系统实时监测列车运行状态和信号设 备状态，及时发现和处理异常情况。
智能化维护管理
通过智能化维护管理系统实现信号设备的预防性维护 和故障诊断，提高设备维护效率和可靠性。
绿色环保设计理念
能耗优化设计
优化信号设备能耗设计，降低铁路信号系统的 能源消耗。
环保材料使用
优先选择环保材料和可再生能源，减少对环境 的负面影响。
改造后，中国高速铁路运行安全性和 效率得到显著提升，为高铁的快速发
展奠定了坚实基础。
THANKS
感谢观看
城市轨道交通信号系统还包括自动 列车防护系统（ATP）、自动列车 控制系统（ATC）等子系统，确保 列车在规定的速度和安全条件下运 行。
高速铁路信号系统
高速铁路信号系统是保障高速列车安全、高效运行的核心设施， 通过列车控制系统、信号设备等实现列车运行控制、进路排列、 列车追踪等功能。
高速铁路信号系统通常采用基于通信的列车控制系统（CBTC）， 实现列车与地面设备之间的信息交互，提高列车运行效率和安全 性。
信号系统的历史与发展
历史
铁路信号系统的历史可以追溯到19世纪初，随着技术的不断进步，信号系统经历 了从机械信号到电子信号、从模拟信号到数字信号的演变。
发展
现代铁路信号系统正朝着智能化、自动化、安全可靠的方向发展，如基于通信的 列车控制系统（CBTC）已经在许多城市轨道交通中得到应用，未来还将有更多 的新技术应用于铁路信号系统，进一步提高运输效率和安全性。
03
货运铁路信号系统还包括货运调度系统、货运通信系统等子系统，确保列车在 货运条件下安全、高效运行。
特殊环境下的铁路信号系统（山区、沙漠等）
在山区、沙漠等特殊环境下，铁路信号系统需要具备更高的可靠性和适应性，以确保列车的安全和正 常运行。
第一章 铁路信号
第一节 第二节 第三节
中国铁路信号发展概况 铁路信号的作用 铁路信号概述
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1
第一节 中国铁路信号发展概况
铁路信号又称铁道信号，是铁路上用的信号、 联锁、闭塞等设备的总称。
铁路信号设备是铁路运输基本设备之一。
11/19/2018
2
第一节 中国铁路信号发展概况
3
11/19/2018
第一节 中国铁路信号发展概况
下面，概括地叙述一下中国铁路信号发展 的过程。 一、新中国成立前（1881～1949）的发展概况
11/19/2018
4
第一节 中国铁路信号发展概况
二、新中国成立后（1949～1990）的发展概况
年代 1903 国家 俄式 线路 中东铁路 信号显示 上向二位式 臂板信号机 线路右侧 下向二位式 臂板信号机 线路左侧 上向二位式 臂板信号机 线路左侧 上向二位式 臂板信号机 线路右侧 区间闭塞 电气路签机 车站联锁 无车站联锁 其他
通过信号机
所间区间
所间区间
（B）
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（C）
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图3-3 通过信号机
1.3.1 信号的一般概念
(5)遮断信号机： 为防护某些地点的安全和行车安全而设置的信号机， 如下图3—6所示。
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17
附
青藏铁路
所谓冻土就是说含冰的土。由于含冰，夏天阳光一晒，土就变成了泥，出现“翻浆” 和“融沉”；冬天高原寒冷，土里的冰凝结非常坚固，将土顶起来，形成一个个土包，称 为“冻胀”。 青藏铁路自从上个世纪50年代就提出建设，经历了几上几下，其实都与 冻土有直接关系。 经过40多年研究试验，中国目前在青藏铁路采取的是主动降温，减 少传入地基土的热量。这也是中国在世界上首次提出的。列车在经过青藏高原冻土地带的 时候，可以发现铁道两旁竖起了高高的“棍子”，那就是用来给冻土降温的热棒。它是一 根密封的钢管，里面注入了氨水。热棒插在地底下的部分和地面上散热的部分有一个温差， 温度升高会让液氨变成气体上升，在蒸发的过程中吸收了土地的热量，就降低了冻土的温 度。可以这么说，如果不解决好冻土问题，铁轨地基会下沉，水泥结构会出现裂缝。解决 冻土是关键，如果冻土问题解决了，以上的问题就迎刃而解。 在青藏铁路上，还可以看到，就是铁道高高的路基两旁，上半部分有一个个菱形构成的保 护坡地，上面种草。这个坡地起保护作用，下半部分是碎石护坡，是用来降低冻土温度的。 可见，铁路建设者为解决冻土问题下足了功夫。大家肯定又听说了青藏铁路部分路基下沉， 列车脱轨等事件，但是不能因为这就否定青藏铁路的价值。
《铁路信号》课件
铁路信号的定义
铁路信号
是铁路运输系统中用于指导列车运行和调车作业的信号系 统，包括固定信号、移动信号及各种表示设备。
移动信号
包括手信号和机车控制显示设备，手信号是列车司机通过 手势来显示列车运行的信号，机车控制显示设备则是在机 车上显示列车运行的信号。
固定信号
包括地面信号和机车信号，地面信号主要有红、黄、绿、 蓝、白等颜色及相应的形状（如方形、圆形等）显示，机 车信号则是在机车上显示的信号。
02
铁路信号设备
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
铁路信号机的种类与功能
种类
主要有进站信号机、出站信号机 、通过信号机、调车信号机等。
功能
用于指示列车运行，控制列车进 路，保障行车安全。
轨道电路的原理与应用
原理
利用电流在轨道上流动，检测列车位 置和占用情况。
未来，随着5G技术的不断发展和完善 ，其在铁路信号中的应用将更加广泛 和深入，有望成为铁路信号发展的关 键技术之一。
5G技术可以应用于列车控制、视频监 控、数据传输等方面，提高铁路信号 系统的实时性和可靠性，为列车的安 全运行提供更好的保障。
铁路信号与其他交通方式的协同发展
铁路信号的发展需要与其他交通 方式进行协同发展，实现信息共 享和资源整合，提高整个交通系
应用
用于实现列车自动控制，提高行车效 率。
道岔的控制与操作
控制方式
采用电动控制或手动控制。
操作方法
根据列车运行需要，及时转换道岔方向。
信号电缆的铺设与维护
铺设要求
确保电缆埋深、防雷接地等符合标准 。
维护工作
定期检查电缆状态，及时处理故障。
铁道信号技术发展分析
铁道信号技术发展分析铁道信号技术是指为确保铁路交通安全和高效运行而使用的一种技术系统。
随着铁路运输的发展和现代化，铁道信号技术也在不断发展和演变。
本文将从历史发展、现状分析和未来趋势三个方面阐述铁道信号技术的发展情况。
一、历史发展铁道信号技术的历史可以追溯到19世纪初，当时的铁路交通安全主要依靠列车驾驶员和信号员的手动操作。
这种方式存在很大的局限性，无法确保列车运行的安全和顺畅。
随着工业革命的推进和科技的发展，人们开始研发自动化的铁道信号系统。
在20世纪初，出现了最早的机械信号系统，通过机械装置和信号灯来指示列车的运行状态。
随着电气技术的进步，20世纪中期出现了电气化的信号系统，采用电子元件和电气设备来实现信号传输和控制。
这一时期标志着铁道信号技术的现代化和自动化，大大提高了铁路运输的安全性和效率。
二、现状分析目前，铁道信号技术已经实现了数字化、智能化和网络化的发展方向。
数字信号系统采用数字通信和控制技术，能够实现列车位置监控、远程控制和自动化运行。
智能信号系统则具有自学习和自适应能力，能够根据实际情况进行调整和优化。
网络信号系统则实现了信号设备之间的互联互通，形成了统一的信号网络。
除了传统的信号设备外，现代铁道信号技术还引入了先进的装备，如无人机监测、卫星定位和激光雷达等技术。
这些新技术的应用，使铁路运输的监控和管理更加精准和高效。
航空无线电通信技术的应用，增强了列车与列车之间、列车与指挥中心之间的通信能力。
铁道信号技术的现状也存在一些问题和挑战。
铁道信号系统的复杂性和成本比较高，需要大量的投资和技术支持。
传统的信号设备老化和维护成本也较高，需要进行更新和改造。
铁路运输环境的复杂性和多变性要求信号技术必须具有更高的可靠性和安全性。
三、未来趋势未来，铁道信号技术将朝着智能化、自动化和网络化方向发展。
随着人工智能和大数据技术的不断成熟，铁道信号系统将具备更高的智能化水平，能够实现列车运行的自主控制和智能调度。
铁路信号系统现代化
• 通过信号设备向列车传递运行信息 • 确保列车在安全、高效的状态下运行
铁路信号系统的发展历程
19世纪中期，英国首次出现 铁路信号，采用人工信号进
行指挥
19世纪末，美 国开始使用电 气信号，实现 信号的远程控 制和自动化
20世纪初，随 着电子技术的 发展，铁路信 号系统逐渐实 现电子化和自
05
铁路信号系统现代化的案例分析
国内外铁路信号系统现代化的成功案例
国外案例：某国外铁路信号系统现代化项目
• 通过计算机技术和通信技术，实现信号系统的远程控制和数据传输 • 提高信号系统的灵活性和适应性，以应对不同线路环境
国内案例：某铁路信号系统现代化改造项目
• 通过采用先进技术和新材料，提高信号系统的性能和可靠性 • 实现信号系统的自动化运行和智能化调度，提高运行效率
铁路信号系统现代化的维护与管理
建立完善的信号系统维护管理体系
• 制定信号系统维护的规章制度和技术标准 • 加强信号系统维护人员的培训和管理，提高维护水平
实现信号系统的实时监测和故障诊断
• 采用传感器技术和智能监测系统，实时监测信号设备的运行状态 • 实现信号系统的故障预警和故障定位，提高设备可靠性
动化
21世纪，铁路 信号系统向智 能化、网络化 方向发展，如 CTCS、ETCS
等
铁路信号系统在现代铁路中的重要性
铁路信号系统是铁路安全运行的核心保障
• 信号系统故障可能导致列车相撞、追 尾等严重事故 • 信号系统的改进和创新对提高铁路安 全性能 键因素
铁路信号系统现代化的建设与改造
设备升级，提高信号系统的现代化水平
• 对现有信号设备进行技术改造和升级换代，提高设备的性能 • 实现信号系统的自动化运行和智能化调度，提高运行效率
铁道信号工程与信号技术发展探究
铁道信号工程与信号技术发展探究铁道信号工程是铁路运输中的重要部分，以确保列车行车安全和通行效率为目标。
随着技术的不断进步和发展，铁道信号技术也随之发展和改进。
铁道信号工程最早可以追溯到19世纪，当时人们开始使用手动信号来指示列车的运行情况和位置。
这种信号系统主要是由信号员手动操作信号灯或旗帜来进行列车的调度和控制。
随着铁路交通的增长和列车数量的增加，手动信号系统已经无法满足需求。
20世纪初，电气信号系统的出现彻底改变了铁道信号工程的面貌。
电气信号系统利用电气设备和电子技术来实现列车的控制和调度。
电子信号灯可以远程控制，通过电磁系统来改变信号的显示状态。
这种系统可以大大提高列车运行的安全性和效率。
随着计算机技术的快速发展，铁道信号工程进入了一个全新的阶段。
计算机信号系统的出现使得信号工程的自动化程度大大提高。
通过计算机的智能控制，可以实现列车的精确调度和运行控制，避免了人为因素带来的错误和延误。
随着无线通信技术的发展，铁道信号工程也开始应用无线通信技术来实现列车和信号系统之间的信息传递。
利用无线传感器和通信设备，可以实时监测列车的位置和状态，并将这些信息传回信号控制中心进行处理。
这种无线通信技术的应用可以大大提高信号系统的灵活性和响应速度。
铁道信号工程还可以借鉴其他领域的新技术，例如人工智能和大数据分析等。
通过人工智能算法和大数据分析技术，可以更好地预测列车运行的需求和趋势，提前做出调度和控制的决策。
这样可以提高列车运行的效率和准确性，减少拥堵和事故的发生。
铁道信号工程是铁路运营中不可或缺的一部分，随着技术的不断发展，信号技术也在不断进步和改进。
通过电气信号、计算机技术和无线通信等新技术的应用，可以实现列车的精确调度和运行控制，提高列车运行的安全性和效率。
未来，随着人工智能和大数据分析等技术的进一步发展，铁道信号工程有望迎来更大的突破和创新。
铁路信号的历史沿革与发展38页PPT
铁路信号的历史沿革与发展
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
铁路信号概述
主体信号机能够独 立显示信号，是指 示列车或调车车列 运行条件的信号机。
从属信号机本身不 能独立存在，只能 附属于某种信号机。 从属信号机又包括 预告信号机（包括
进站、通过、遮断
等预告信号机）和
复示信号机（包括
进站、进路、出站、
调车、驼峰等复示
信号机）。 34
3、按停车信号的显示意义分为：绝对信号和容许信号 在绝对信号机显示停止运行信号（显示红灯、显示不明、 灯光熄灭）时，列车或调车车列必须无条件遵守其信号 显示；而且，列车根据停车信号停车后，如不另发指示， 不允许列车越过该信号机。
2) 按工作方式分：开路式、闭路式（广 泛使用）
3) 按传送的电流特性分：
连续式、脉冲式、计数电码式、频率电码式、数字编码式
4) 按分割方式分：有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路
（电气隔离式、自然衰耗式、强制衰耗式）
5)按所处的位置分： •站内轨道电路:一般只监督本区段是否空闲，不能 发送其他信息。 •区间轨道电路：主要用于自动闭塞区间，不仅要 请偶监督各闭塞分区是否空闲，而且要传输有用行 车信息。区间轨道电路传输距离较长。
1）继电集中联锁：用继电的方法集中控 制和监督全站的道岔、进路和信号机，并实现 它们之间联锁的设备与系统。
继电集中联锁的全部联锁关系是通过继电 电路来实现的。车站值班员通过控制台办理进 路、转换道岔、锁闭进路、开放信号等。
2）计算机联锁：用计算机和其他的一些 设备（电子、机械部件）、继电器件组成具有 “故障—安全”的实时联锁控制系统。
37
5、依据信号的含义，可分为
1)要求停车的信号（一 般称为禁止信号或停车
信号）； 2)要求注意或减速运行
的信号； 3)准许按规定速度运行
铁路信号的历史沿革与发展
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
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
V
TCC 列控中心
T
S
ZPW-2000A 轨道电路
LEU 地面电子单元
C
R
CSM 集中监测
有源应答器
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
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
LEU 地面电子单元
Hale Waihona Puke CURCSM 集中监测
有源应答器
P：与CTC接口 S：与LEU接口 V：继电器接口
Q：与联锁下位机接口 T：与轨道电路接口 C：应答器接口
R：与集中监测接口 U：列控中心间安全信息网接口 X : 临时限速服务器接口
无岔站列控中心
从轨道电路的运用看铁道信号的发展
从轨道电路的运用看铁道信号的发展车站与车站之间的铁路线路称为区间，它与无数的车站连接成了铁路这条运送旅客和货物的国民经济大通道，区间信号闭塞设备是保证列车在区间畅通无阻、快速、安全运行的重要设备，而轨道电路是信号闭塞设备的重要基础设备之一。
笔者从区间轨道电路从无到有、又将从有到无的演进过程，简述铁路区间信号闭塞设备的发展。
一、区间轨道电路从无到有（一）、区间无轨道电路解放初期，我国铁路72%的线路没有闭塞设备，其余大部分还是人工闭塞设备，列车在区间行车，安全毫无保证，更谈不上提高运输效率。
50年代中期我国铁路工程人员自行设计并安装了区间继电半自动闭塞设备，如64 D单线继电半自动闭塞，它是在相邻两站各设一台半自动闭塞机，经闭塞电话线将两台半自动闭塞机连接起来，列车要进入区间，首先需要两站值班员分别操纵闭塞机，控制发车站出站信号机的开放，列车出发，压上进站信号机内方的站内轨道电路时，出站信号机自动关闭。
有车在区间运行时，闭塞机处于闭塞状态，无法通过操纵再去开放本站或对方站的出站信号机。
列车到达接车站需人工确认是否整列到达后，再由接车站值班员操纵闭塞机，解除闭塞状态。
2005年底统计，全路有61.7%的线路安装继电半自动闭塞设备，用它来解决列车在区间行车的安全问题。
虽然64型继电半自动闭塞设备具有设备简单、使用方便、维修容易、投资少、安装快的优点，但是半自动闭塞设备存在很多的不足，如（1）自动化含量不高，需要人工办理闭塞手续才能向区间发车，增加了列车在车站的停留时间；（2）区间的通过能力很低，同一方向线路同时只允许一趟列车运行；（3）区间没有安装轨道电路，存在着诸多不安全因素：不能从电气上去监督列车在区间运行的情况，不能检查区间是否遗留车辆，遗留车辆既阻塞线路还可能与通过区间的列车正面冲突。
随着我国经济的发展，行车速度提高、行车密度加大，半自动闭塞设备已不能适应铁路的需求，于是自动闭塞设备逐步取代半自动闭塞设备。
火车轨道铁路运输设备——铁路信号的历史沿革与发展38页PPT
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61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
火车轨道铁路运输设备——铁路信号的 历史沿革与发展
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
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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
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
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
子
站
站
站
2 取 2 驱采 I 系
2 取 2 驱采 II 系
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 Nhomakorabea站
维修诊断以太网
液晶显 示器
双鼠标
操作表示倒机单元
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
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
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