高速铁路信号系统发展现状及发展趋势分析

高速铁路信号系统发展现状及发展趋势分析

摘要：随着经济的快速发展，铁路作为陆上交通的重要工具在我国的经济发展

中发挥着越来越重要的作用。尤其是近些年来，随着我国高速铁路网络的逐步建

成并完善使得我国各地之间的交通更为方便、联系更为紧密。高速铁路信号系统

是确保高速铁路能够正常运行的重要一环。基于此，本文主要阐述了高速铁路信

号系统的发展现状和特点，并且探讨出高速铁路信号系统的发展趋势，从而进一

步促进我国高速铁路信号系统的发展。

关键词：高速铁路；信号系统；现状；发展趋势

1我国高速铁路信号系统现状

1.1自动化程度有待提升

我国继电技术虽然已经越发成熟,但由于较大的设备体积,智能控制和联网集中监测很难得到有效实现。随着微电子技术发展速度的不断加快,在工业控制行业中,继电控制技术逐渐无法有效满足现代化工业要求,PLC和微机控制等智能控制技术

逐渐开始得到普遍使用。而相对于工业控制领域而言,我国铁路信息系统却依旧还

是运用继电控制设备,虽然也对一些计算机智能控制设备进行了简单使用,但是较

慢的发展脚步,促使大规模的综合控制体系很难得到有效形成,从而也就无法让其

整体效率得到显著提升,其资源配置也无法得到优化和完善。

1.2安全性方面存在不足

在自动化程度比较高的国家,铁路信号系统的控制和管理以及识别基本上都是

依靠技术进行保障,但是由于我国铁路信号系统的自动化程度不高,这就更多的需

要由人力来完成许多的工作,比如火车司机对于地面信号的观察和判断等,这种工

作方法在以前铁路发展不太发达的时期较为有用,但随着铁路运输不断提速、高铁

动车运输的发展,单纯的依靠人力进行控制和管理铁路信号系统己经很难适应了,

而且这种方式的安全性存在很大问题,而且会严重影响工作效率。

1.3管理缺乏统一性,管理水平较为落后

首先，从我国当前的高速铁路信号系统管理模式来看，其管理缺乏统一性，

管理水平相比于国外发达国家较落后。同时，自上到下的管理体系不健全，不能

够将高速铁路信号系统的相关管理要求和规定落实到位，部门之间的配合不协调，以至于在实际情况中出现很多不必要的问题。其次,我国高速铁路系统在以往大都

是由相关政府部门来进行综合管理,而现行的管理机制促使很多铁路系统人员没有

认清自身职责所在,从而也就造成了较低办事效率、较为落后的管理手段以及资源

无法得到有效和合理利用的现状。从当下我国市场经济条件的角度上来看,我国高

速铁路系统作为交通运输行业中主要核心机构之一,应交给企业来管理,通过现代

化企业的管理制度,让整体效率得到提升,进而让整体效益得到增加。

2现代铁路信号系统的特点

2.1网络化特点

现代铁路信号系统不单单只是由多种信号设备而简单组成的一种系统,而是一

种具有完善的功能和层次分明的控制系统。在系统内部中,各个功能单元彼此单独

运行,同时又彼此相互联系,对信息进行交换,构建出来非常复杂的网络化结构,能够

让相关指挥人员对辖区内的各种情况做到全面了解和掌握,让系统资源得到灵活配置,从而促使铁路系统运行的安全性、高效性得到有效保障。

2.2信息化

想要保障高速列车运行的安全性就必须对列车运行过程中的信息全面、准确

的掌握。因此,现代铁路信号系统大都运用了诸多较为先进的通信技术,例如：光

纤通信、无线通信、GPRS以及卫星通信等。

2.3智能化

铁路信号系统的智能化主要分为两个部分：其一,系统的智能化；其二,控制设备的智能化。系统智能化主要是指相关管理部门结合铁路系统的实际状况,通过运

用先进的计算机技术来对列车的运行进行合理规划,促使最优化的铁路系统能够得

以有效实现。控制设备的智能化则主要是指通过对智能化的执行机构进行合理运用,促使指挥者所需要的信息能够得到准确、快速地获取,同时使其能够按照相关

指令来对列车的运行进行合理指挥和控制,从而让列车运行的安全性得到有效保障。 3高速铁路信号系统发展趋势

3.1无线通信在高速铁路信号系统上的运用

无线通信的高速铁路信号系统通过利用车地间双向信息通道以实现对于运行

列车的闭环控制，从而使得列车运行的安全性与可靠性大为提高。无线通信的高

速铁路信号系统是现今高速铁路信号系统发展的重点，相较于原先所使用的CTCS

中国列车控制系统对于列车运行的位置、速度等的相关信息都有着明确的显示，

同时通过使用无线通信的方式与高速列车的车载设备进行数据交换与控制，从而

实现对于列车运行状态的实时监控，在列车安全运行的前提下以最大限度的提升

列车运行的密度。

3.2采用车地无线通道的控制方式

在现今的高速列车的控制中主要使用的是车地无线通道的控制方式以实现对

于列车信息的交互。在列车的运行过程中，车载设备将高速列车的速度、位置等

的运行信息通过使用GSM-R无线网络传输至无线闭塞中心中，无线闭塞中心通过

对接收到的信息数据对比前车的占用信息来对当前列车的行车许可进行计算，待

到计算符合要求后再将许可通过使用GSM-R无线网络发送至车载设备中。在这一高速列车的控制系统中，采用的是集中控制，无线闭塞中心通过联锁设备和列控

设备对轨道的占用情况进行分析判断来对列车发出运行许可。由于在列车运行控

制中采用的集中控制方式，不论控制中的任何一个环节出现故障都会导致高速列

车行车许可计算失败从而造成安全事故的发生。为提高列车的安全运行，需要在

对现今采用的车地信息交换的基础上研发出更为自主智能的通信方式，从而使得

高速列车运行中的前后车的通信可以绕开列控中心，通过高速列车自身的自主定

位和前后车之间的自主传递等的方式进行，从而进一步由车载设备自主计算列车

的行车许可，自主实现高速列车超速紧急预警的方式控制高速列车的运行。通过

构建车、车之前的信息传递，实现前后车之间的位置、速度等信息的传递，此外，在高速列车的运行过程中，前车还可以通过主动发送追尾碰撞警告、紧急事件预

警以及道路信息通告等的信息以实现高速铁路运行的自主智能控制，确保列车的

安全运行。

3.3铁路信号系统智能监测技术的运用

铁路信号综合智能化监测维护系统主要针对目前铁路信号系统的不足而开展的，其能够进一步提高铁路信号监测检测、综合智能分析和辅助决策的能力，从

而为完善检测、监测设备功能以及技术集成提供一个发展平台。铁路信号综合智

能化监测维护系统的总体构架主要包括三级应用平台，即车站、电务段以及电务处。首先信号集中监测车站系统汇聚来自车站的监测数据，然后将这些数据向电

务段上传。而电务段将这些数据进一步整合为电务段的数据信息，以供自身的智

能化故障分析和预报警。最后电务段通过数据中心将预报警数据向电务处上传，