铁路信号技术发展与展望

【摘要】 在列车运行过程中，铁路信号是保证列车安全、提升运输效率的主要手段，其成本上的优势和自动控制的便捷性大大的改善了铁路运输的环境。本文主要论述当前国内外的铁路信号技术的发展以及未来的技术趋势。

【关键词】 铁路信号 自动控制 运输效率

前言

当前我国铁路建设事业起步时间较短，和国外发达国家相比有一定的差距，随着经济建设规模不断扩大和运输速度的日益提升，我国铁路运输行业逐渐倾向于高负荷、高密度、高速度的趋势发展，而这对铁路运输信号技术有了更高的要求，铁路信号技术需要结合计算机、通信、网络等现代化手段不断的完善和进步以匹配铁路运输的需求。

一、列车定位技术的发展变化

列车定位技术是帮助判断列车是否占用或出清某个轨道区段。最原始也是应用最广泛的是采取轨道电路技术，轨道电路中初期是使用直流轨道电路居多，而后逐渐被交流轨道电路所取代，而交、直流轨道电路也存在着一些弊端，只能表明列车是否占用或出清，无法提供有效率的信息，因而发展出了叠加电码化技术，在原有轨道电路的基础上叠加发送调制信息，进而催生出了ZPW-20xxa轨道电路。

ZPW-20xxA轨道电路技术特点在于：加大了空心线圈的导线线径，从而提高了关键设备的安全容量要求；发送器由既有的N+1提高为1+1的备用模式；将既有ZPW-20xxA轨道电路的调谐单元和匹配单元整合为一个调谐匹配单元；接收器载频选择可通过列控中心进行集中配置，发送器采用无接点的计算机编码方式；优化了补偿电容的配置，采用25微法一种，不同的信号载频采用不同的补偿间距；补偿电容采用了全密封工艺。

二、信号显示技术的发展

早期的信号系统中，列车司机运行中方向、速度的控制是依靠色灯信号机的显示来完成的。

在高速铁路的区段中，车载信号显示屏要优先于地面信号机，地面信号机仅仅设置在进出口的站点部位，在区间段则不设置，并且地面信号机一般是不显示的，只有在车载信号设备发生了故障，列车转为人工驾驶的状态，地面信号机才发挥作用。

CBTC是基于无线通信的列车自动控制系统，目前广泛运用于城市地铁轨道中，CBTC的信号系统工作模式和高速铁路一样，当CBTC信号系统工作时，地面信号机也是不显示的，当发生故障时，信号系统降级运行，地面信号机才显示。

三、国外先进技术的引进

在郑州到武汉的高铁轨道中，引入了来自法国的UM71无绝缘轨道电路技术及TVM300带超速防护机车信号技术。郑武高铁的技术引进之后，引发了我国技术引进和消化吸收创新的大浪潮，推动了我国信号系统技术的革新，秦沈客运专线引入了TVM430机车信号系统设备和UM20xx数字轨道电路。而其他的客运专线逐渐的尝试ATO自动驾驶系统的运用，车载ATP系统最初是完全依靠进口，随着技术革新，国内已经研发了自主的知识产权生产制造设备，国内的铁路信号系统技术发生了天翻地覆的变化，一系列的创新技术得到长远的提升。

四、我国铁路信号技术的展望

我国的铁路信号技术采用的是欧洲的技术标准，这一标准共分5级，而我国最多只用到了CTCS-3级，CTCS-4级的技术尚还有待研发当中，这一标准应按照欧盟发布的ETCS3欧洲铁路联盟技术标准制定，如果完完全全的按照这一标准来制定，车地间信息传输依靠GSM-R无线通信网络完成，列车的累积误差校正需要采取地面的固定信标，列车的定位需要采取车载测速电机来完成，控制中心与车辆间的信息传递需要依赖于介于控制中心和无线通信的计算机控制系统之间的传输网络等。当CTCS-4级的技术标准完善后，可以大大的提升列车的定位和追踪，提升列车的运输效率，而同时，铁路轨道的周边检修工作将得到较大的减少，降低成本，那时的铁路轨道地面只有无线通信的计算机控制系统、转辙机、信标应答器等少数的设备。

铁路运输中ATO自动驾驶是铁路轨道技术的最终目标，ATO系统设备是列车实现这一技术的关键技术，可以大大的降低人为的操作失误，提升列车运输的准点率，减轻列车司机的工作量和工作强度。

当期我国的铁路运输中CTCS-3的信号系统已经较为成熟，具有了向上升级的基础条件，并且GSM–R的无线通信网络的成熟以及高可靠性的计算机联锁系统设备的研发也日渐完善，仅有ATP/ATO设备方面存在着一些弱势，倘若加速的推进技术革新进程和速度，参考地铁轨道中的CBTC移动闭塞系统，就可以实现CTCS-4系统的构建。

五、结语

当前是我国经济发展的重要时期，也是技术革新的重要时期，铁路信号技术从最原始的微机联锁、继电联锁、臂板电锁器联锁等发展至今，发生了天翻地覆的变化，而随着CTCS-4系统的构建在不久的将来成为现实，铁路信号技术还将迎来新一轮的变革。

参 考 文 献

[1]王令朝.新兴技术在铁路信号系统中的应用[J].铁道技术监督.20xx（01）

[2]雷应宁.现代铁路信号系统浅析[J].社科纵横（新理论版）.20xx（01）

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