郭亞龍

（中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司　天津　300308）

關(guān)于鐵路信號技術(shù)與鐵路信號的發(fā)展芻議

郭亞龍

（中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司天津300308）

信號系統(tǒng)是鐵路系統(tǒng)中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對列車調(diào)度、安全運(yùn)行等多方面的工作均具有重大意義。鐵路信號和信號技術(shù)是信號系統(tǒng)構(gòu)成的兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是鐵路信號系統(tǒng)建設(shè)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的對象。本文對鐵路信號技術(shù)以及鐵路信號的基本意義做了簡單介紹，深入分析了其發(fā)展歷程及未來趨勢，以期對鐵路信號系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)工作起到參考作用，提升相關(guān)工作的成效。

鐵路信號技術(shù)；鐵路信號；發(fā)展

鐵路信號是在鐵路系統(tǒng)中，保障列車行駛安全的重要系統(tǒng)。通過鐵路信號技術(shù)實(shí)現(xiàn)鐵路信號功能，在鐵路沿線構(gòu)建信號指示系統(tǒng)，對列車行駛進(jìn)行全方位立體的指引，可以強(qiáng)化相關(guān)工作。因此，探究鐵路信號技術(shù)和鐵路信號的發(fā)展顯得尤為重要。

1　鐵路信號技術(shù)的發(fā)展歷程及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1發(fā)展歷程

鐵路信號技術(shù)發(fā)展較早，早在19世紀(jì)20年代，英國就出現(xiàn)了世界上第一起利用人發(fā)出信號指引列車運(yùn)行的先例。到19世紀(jì)30年代，美國開始使用固定的信號裝置對鐵路列車進(jìn)行消息傳遞。到19世紀(jì)40年代前后，英國開始利用電報(bào)機(jī)進(jìn)行鐵路列車消息傳遞，并且開發(fā)出了臂板信號機(jī)。此后，隨著相關(guān)技術(shù)水平不斷發(fā)展，鐵路信號技術(shù)也取得了顯著的進(jìn)步。20世紀(jì)30年代，美國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了列車運(yùn)行的集中控制和全局調(diào)動(dòng)。在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)并逐漸普及的過程中，列車的集中控制正在逐步向電氣化和自動(dòng)化轉(zhuǎn)型，大幅提升了列車運(yùn)行過程中信號數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集以及對列車的自動(dòng)控制。

1.2發(fā)展現(xiàn)狀

鐵路信號技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀可以分為幾個(gè)方面來單獨(dú)分析。

（1）故障安全技術(shù)的發(fā)展。在微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及新材料蓬勃發(fā)展的背景下，出現(xiàn)了多種不同形式的故障安全設(shè)備，比如“三取二”結(jié)構(gòu)、“二取二”結(jié)構(gòu)等[1]。這些不同結(jié)構(gòu)形式的故障安全設(shè)備的同步方式主要有硬同步和軟同步兩種，許多公司都推出了使用硬同步方式的不同類型的安全計(jì)算機(jī)。鐵路信號系統(tǒng)的發(fā)展過程中，故障安全技術(shù)發(fā)揮了不可替代的基礎(chǔ)作用。

（2）操作平臺(tái)。在世界鐵路技術(shù)水平不斷提升的背景下，各種基于新技術(shù)和新材料的設(shè)備不斷出現(xiàn)，有效提升了鐵路系統(tǒng)通信設(shè)備的科技水平。操作系統(tǒng)主要是一個(gè)嵌入式的開發(fā)平臺(tái)，多任務(wù)內(nèi)核是其最為關(guān)鍵的部分，其包括了資源管理、任務(wù)管理、消息管理、系統(tǒng)管理等各方面的管理事務(wù)，并且可以憑借函數(shù)形式提供給用戶進(jìn)行調(diào)用。

（3）信號處理技術(shù)。傳統(tǒng)的鐵路信號處理技術(shù)主要是依托模擬信號處理和分立元器件進(jìn)行的，其處理效率和處理能力都相對較低，無法符合鐵路系統(tǒng)發(fā)展對實(shí)時(shí)性和安全性的要求。在這種情況下，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建高水平的信號處理系統(tǒng)，提升鐵路系統(tǒng)對信號的處理能力就顯得十分緊迫了。

2　鐵路信號的含義及組成

2.1鐵路信號的具體含義

鐵路運(yùn)輸在運(yùn)輸系統(tǒng)中占據(jù)了很大的比例，是當(dāng)前運(yùn)輸系統(tǒng)的主力軍，運(yùn)輸量遠(yuǎn)超公路、水路和航空。鐵路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)十分明顯，即運(yùn)輸量很大、運(yùn)輸環(huán)境十分平穩(wěn)、安全性很高。鐵路信號系統(tǒng)就是保障鐵路運(yùn)輸平穩(wěn)高效的關(guān)鍵所在。一般來說，鐵路信號主要是指利用固定設(shè)備的形狀、位置、大小以及顏色等向列車人員傳達(dá)具體運(yùn)行指令或提示，指令或提示的內(nèi)容就是鐵路信號的具體表現(xiàn)。在鐵路系統(tǒng)中，鐵路信號是一切可以保障列車運(yùn)行安全、強(qiáng)化列車及站臺(tái)控制能力的所有設(shè)備和技術(shù)的總和，包括了各種行車指示、符號、信息以及條件[2]。

2.2鐵路信號的組成

鐵路信號根據(jù)具體環(huán)節(jié)的不同可以分為四個(gè)不同的組成部分：

（1）信號控制設(shè)備。這主要是指由聯(lián)鎖系統(tǒng)構(gòu)成的鐵路信號控制系統(tǒng)，其能夠?qū)﹁F路的運(yùn)輸安全起到切實(shí)的保障作用，是信號系統(tǒng)的關(guān)鍵性構(gòu)成環(huán)節(jié)。各種信號傳輸設(shè)備可以和相應(yīng)的控制設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。

（2）信號顯示設(shè)備。這類設(shè)備的最大作用就是接收來自于各個(gè)環(huán)節(jié)控制設(shè)備發(fā)出的信息，再通過顯示器、控制臺(tái)、信號機(jī)、機(jī)車信號以及音響等設(shè)備，利用光、聲構(gòu)成信息表體，對列車運(yùn)行和控制的信號進(jìn)行實(shí)時(shí)反應(yīng)和傳輸[3]。

（3）信號傳輸設(shè)備。這類設(shè)備的主要目的是在顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳遞，及時(shí)進(jìn)行信息交互，確保相關(guān)工作能夠在最短的時(shí)間內(nèi)落到實(shí)處。

（4）防干擾設(shè)備。鐵路信號系統(tǒng)暴露在自然環(huán)境中，可能受到各種各樣的外界因素干擾，導(dǎo)致鐵路信號出現(xiàn)異常，對列車運(yùn)行造成較大影響。防干擾設(shè)備可以根據(jù)鐵路信號面對的實(shí)際自然環(huán)境和存在的影響因素進(jìn)行有效的干擾防治，提升鐵路信號的效用。

3　鐵路信號技術(shù)與鐵路信號的未來發(fā)展探析

3.1鐵路信號技術(shù)的未來發(fā)展

鐵路信號技術(shù)的未來發(fā)展應(yīng)該向著高可靠性、高安全性以及高集成度等方向發(fā)展，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該加強(qiáng)對故障自動(dòng)化診斷、修復(fù)的傾斜，在建設(shè)成本上應(yīng)該向環(huán)保節(jié)能和低成本等方向發(fā)展。不論是信號控制設(shè)備還是信號顯示設(shè)備，都可以利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，統(tǒng)一不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸接口，實(shí)現(xiàn)控制與現(xiàn)實(shí)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸無縫對接。對于列車運(yùn)行的整體過程，需要從站臺(tái)以及沿線構(gòu)建完整的信號系統(tǒng)，在站臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)信號信息的交互，在列車到站之前做好信號控制。鐵路信號系統(tǒng)的發(fā)展還需要實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化，及建立數(shù)字化的信號平臺(tái)，整合信號系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)，對列車運(yùn)行實(shí)現(xiàn)通信和信號的一體化控制構(gòu)建。不僅如此，一些基礎(chǔ)的信號控制設(shè)備也應(yīng)該納入到信號平臺(tái)當(dāng)中，通過信號平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一控制，如此既提高了鐵路信號系統(tǒng)的工作效率，又可以對全局工作進(jìn)行掌控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，最大程度提升鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

3.2鐵路信號的未來發(fā)展

在鐵路系統(tǒng)中，鐵路信號的最大作用就是通過完善的信號系統(tǒng)，規(guī)范鐵路運(yùn)輸各項(xiàng)事宜，提升列車運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。隨著鐵路建設(shè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，列車的運(yùn)行速度已經(jīng)越來越快，從過去的綠皮火車已經(jīng)升級到目前的動(dòng)車和高鐵，速度發(fā)生了質(zhì)的飛躍。列車運(yùn)行速度提升，給鐵路信號也提出了發(fā)展使命，只有鐵路信號進(jìn)行對應(yīng)的發(fā)展進(jìn)步，才能在鐵路提速的背景下保障列車運(yùn)行安全。

從實(shí)際情況來看，每一次列車提速，都會(huì)出現(xiàn)新型的鐵路信號。這是因?yàn)椴煌\(yùn)行速度下的列車對信號的接收以及發(fā)送都存在諸多不同之處。因此，只有在列車提速時(shí)同時(shí)進(jìn)行鐵路信號升級創(chuàng)新，才能滿足實(shí)際工作的需求。從未來發(fā)展的角度來說，鐵路信號應(yīng)該朝著簡潔化、快速化、邏輯化以及自動(dòng)化的方向發(fā)展。所謂簡潔化就是要不斷優(yōu)化鐵路信號的表示意義，在列車運(yùn)行速度提高和自動(dòng)化程度上升的背景下，鐵路信號需要不斷進(jìn)行簡潔化，以便可以對鐵路信號進(jìn)行更加高效快速的處理；快速化主要是指信號的接收和發(fā)送速度要更快，借助最新的通信技術(shù)和通信設(shè)備，構(gòu)建高效穩(wěn)定的信號傳輸系統(tǒng)是鐵路信號發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急；邏輯化是指鐵路信號的發(fā)展構(gòu)建要更加趨向邏輯化，即針對某一信號指令根據(jù)邏輯推理出唯一結(jié)果，這可以大幅提升列車運(yùn)行過程中對信號數(shù)據(jù)的處理效率和精準(zhǔn)度，確?？梢栽谛盘柌煌暾那闆r下依舊處理出正確的結(jié)果；自動(dòng)化即指鐵路信號發(fā)展應(yīng)該充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建自動(dòng)化的信號發(fā)送、接收以及處理系統(tǒng)，全面提升鐵路信號的效用。

4　結(jié)束語

鐵路信號系統(tǒng)是保障鐵路運(yùn)輸安全的有效手段，通過全方位立體的信號體系，可以對列車運(yùn)行進(jìn)行全面控制。鐵路信號技術(shù)以及鐵路信號的發(fā)展已經(jīng)具有十分豐富的經(jīng)驗(yàn)，在鐵路系統(tǒng)的未來發(fā)展中，這些經(jīng)驗(yàn)可以指引鐵路信號及技術(shù)的發(fā)展方向。為了實(shí)現(xiàn)鐵路能夠保持高速發(fā)展，需要明確其未來發(fā)展方向，結(jié)合新技術(shù)新設(shè)備，切實(shí)推動(dòng)鐵路信號技術(shù)和鐵路信號進(jìn)步。

[1]李金文.淺談鐵路信號技術(shù)的發(fā)展[J].中小企業(yè)管理與科學(xué)，2011.

[2]蘆南美.我國鐵路信號技術(shù)的發(fā)展[J].通訊世界，2015.

[3]惠煜宇.國內(nèi)鐵路信號技術(shù)發(fā)展及趨勢[J].科技向?qū)В?014.

U284

A

1673-0038（2015）28-0343-02

2015-6-12

郭亞龍（1981-），男，陜西韓城人，工程師，本科，研究方向?yàn)殍F路信號。