鐵路信號技術發(fā)展與展望

沈永清

【摘要】 在列車運行過程中，鐵路信號是保證列車安全、提升運輸效率的主要手段，其成本上的優(yōu)勢和自動控制的便捷性大大的改善了鐵路運輸?shù)沫h(huán)境。本文主要論述當前國內外的鐵路信號技術的發(fā)展以及未來的技術趨勢。

【關鍵詞】 鐵路信號 自動控制 運輸效率

前言

當前我國鐵路建設事業(yè)起步時間較短，和國外發(fā)達國家相比有一定的差距，隨著經濟建設規(guī)模不斷擴大和運輸速度的日益提升，我國鐵路運輸行業(yè)逐漸傾向于高負荷、高密度、高速度的趨勢發(fā)展，而這對鐵路運輸信號技術有了更高的要求，鐵路信號技術需要結合計算機、通信、網(wǎng)絡等現(xiàn)代化手段不斷的完善和進步以匹配鐵路運輸?shù)男枨蟆?/p>

一、列車定位技術的發(fā)展變化

列車定位技術是幫助判斷列車是否占用或出清某個軌道區(qū)段。最原始也是應用最廣泛的是采取軌道電路技術，軌道電路中初期是使用直流軌道電路居多，而后逐漸被交流軌道電路所取代，而交、直流軌道電路也存在著一些弊端，只能表明列車是否占用或出清，無法提供有效率的信息，因而發(fā)展出了疊加電碼化技術，在原有軌道電路的基礎上疊加發(fā)送調制信息，進而催生出了ZPW-2000a軌道電路。

ZPW-2000A軌道電路技術特點在于：加大了空心線圈的導線線徑，從而提高了關鍵設備的安全容量要求；發(fā)送器由既有的N+1提高為1+1的備用模式；將既有ZPW-2000A軌道電路的調諧單元和匹配單元整合為一個調諧匹配單元；接收器載頻選擇可通過列控中心進行集中配置，發(fā)送器采用無接點的計算機編碼方式；優(yōu)化了補償電容的配置，采用25微法一種，不同的信號載頻采用不同的補償間距；補償電容采用了全密封工藝。

二、信號顯示技術的發(fā)展

早期的信號系統(tǒng)中，列車司機運行中方向、速度的控制是依靠色燈信號機的顯示來完成的。

在高速鐵路的區(qū)段中，車載信號顯示屏要優(yōu)先于地面信號機，地面信號機僅僅設置在進出口的站點部位，在區(qū)間段則不設置，并且地面信號機一般是不顯示的，只有在車載信號設備發(fā)生了故障，列車轉為人工駕駛的狀態(tài)，地面信號機才發(fā)揮作用。

CBTC是基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)，目前廣泛運用于城市地鐵軌道中，CBTC的信號系統(tǒng)工作模式和高速鐵路一樣，當CBTC信號系統(tǒng)工作時，地面信號機也是不顯示的，當發(fā)生故障時，信號系統(tǒng)降級運行，地面信號機才顯示。

三、國外先進技術的引進

在鄭州到武漢的高鐵軌道中，引入了來自法國的UM71無絕緣軌道電路技術及TVM300帶超速防護機車信號技術。鄭武高鐵的技術引進之后，引發(fā)了我國技術引進和消化吸收創(chuàng)新的大浪潮，推動了我國信號系統(tǒng)技術的革新，秦沈客運專線引入了TVM430機車信號系統(tǒng)設備和UM2000數(shù)字軌道電路。而其他的客運專線逐漸的嘗試ATO自動駕駛系統(tǒng)的運用，車載ATP系統(tǒng)最初是完全依靠進口，隨著技術革新，國內已經研發(fā)了自主的知識產權生產制造設備，國內的鐵路信號系統(tǒng)技術發(fā)生了天翻地覆的變化，一系列的創(chuàng)新技術得到長遠的提升。

四、我國鐵路信號技術的展望

我國的鐵路信號技術采用的是歐洲的技術標準，這一標準共分5級，而我國最多只用到了CTCS-3級，CTCS-4級的技術尚還有待研發(fā)當中，這一標準應按照歐盟發(fā)布的ETCS3歐洲鐵路聯(lián)盟技術標準制定，如果完完全全的按照這一標準來制定，車地間信息傳輸依靠GSM-R無線通信網(wǎng)絡完成，列車的累積誤差校正需要采取地面的固定信標，列車的定位需要采取車載測速電機來完成，控制中心與車輛間的信息傳遞需要依賴于介于控制中心和無線通信的計算機控制系統(tǒng)之間的傳輸網(wǎng)絡等。當CTCS-4級的技術標準完善后，可以大大的提升列車的定位和追蹤，提升列車的運輸效率，而同時，鐵路軌道的周邊檢修工作將得到較大的減少，降低成本，那時的鐵路軌道地面只有無線通信的計算機控制系統(tǒng)、轉轍機、信標應答器等少數(shù)的設備。

鐵路運輸中ATO自動駕駛是鐵路軌道技術的最終目標，ATO系統(tǒng)設備是列車實現(xiàn)這一技術的關鍵技術，可以大大的降低人為的操作失誤，提升列車運輸?shù)臏庶c率，減輕列車司機的工作量和工作強度。

當期我國的鐵路運輸中CTCS-3的信號系統(tǒng)已經較為成熟，具有了向上升級的基礎條件，并且GSM–R的無線通信網(wǎng)絡的成熟以及高可靠性的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)設備的研發(fā)也日漸完善，僅有ATP/ATO設備方面存在著一些弱勢，倘若加速的推進技術革新進程和速度，參考地鐵軌道中的CBTC移動閉塞系統(tǒng)，就可以實現(xiàn)CTCS-4系統(tǒng)的構建。

五、結語

當前是我國經濟發(fā)展的重要時期，也是技術革新的重要時期，鐵路信號技術從最原始的微機聯(lián)鎖、繼電聯(lián)鎖、臂板電鎖器聯(lián)鎖等發(fā)展至今，發(fā)生了天翻地覆的變化，而隨著CTCS-4系統(tǒng)的構建在不久的將來成為現(xiàn)實，鐵路信號技術還將迎來新一輪的變革。

參 考 文 獻

[1]王令朝.新興技術在鐵路信號系統(tǒng)中的應用[J].鐵道技術監(jiān)督.2007（01）

[2]雷應寧.現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)淺析[J].社科縱橫（新理論版）.2007（01）