我国铁路信号系统概况
传统的铁路信号系统是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的“信号、联锁、闭塞”体系。在行内简称为“信、联、闭”体系。主要作用是:
为传达、指示列车运行命令、提供列车运行信息、反馈列车运行实时轨迹,以及表示某种特定信号警示。就需要包括地面固定信号、机车信号及各类信号标志等信号机设施。
为采集列车运行实时状况、表达钢轨线路占用情况、检查轨道性能的实际状态。就需要包括有绝缘(机械)、无绝缘(电气)等轨道电路。
为根据列车运行需要,接受控制命令自动分隔线路、开通并锁定列车通行进路。就需要包括电动、电液等转辙机。
为完成操作与控制信号设备、实时表示各类信号设备的实际运用状态。就需要包括电气集中、微机联锁、驼峰信号等联锁主机与控制台等控制设备。
为信号、联锁、闭塞设备提供电动力,并具备两路能自动转换的可靠电源。就需要包括车站、区间、驼峰等电源屏。
为沟通信号、联锁、闭塞设备,形成一体信号网落。就需要包括普通信号电缆、综合扭绞电缆、数字信号电缆、光缆等电线路。总之,铁路信号体系担负着路网上行车设备的运用状况、列车运行的实时状态、运输调度的指令控制等信息的传递与监控任务。保证铁路行车安全、扩大线路通过能力、提高运输组织效率、改善职工劳动条件。
铁路信号所具有技术密集度高、更新换代快;投资少、见效快、效益高的特点及优势。它渗透铁路运输各部门,由铁路信号产生的各种实时信息传输速度快、准确率高;控制命令逻辑关系严密,安全可靠度强,全程全网服务于铁路运输。铁路信号系统由车站联锁系统、区间闭塞系统、驼峰信号系统、列车运行控制系
统(CTCS)、行车调度控制系统(CTC)、微机检测系统和其他安全技术系统等构成。下面分别作进一步介绍:
第一,车站联锁系统。为保证行车安全,将车站的所有信号机、轨道电路及道岔等相对独立的信号设备构成一种相互制约、互为控制的连带环扣关系,称“联锁”,即联锁关系。当前我国车站联锁设备主要有:
一为电气集中联锁。以电气传输方式集中操控信号机、道岔转辙机等设备的车站联锁设备。
二为计算机联锁。是指利用微型电子计算机对车站值班员的操作命令及现场设备表示信息进行逻辑计算,以实现对信号机、轨道电路及道岔转辙机等设备进行集中控制的车站联锁设备。计算机联锁具有信息量大,便于联网和升级的特点。目前,车站计算机联锁不论从软硬件水平、检测手段和运用质量等方面都已具备了加快发展的条件。为满足CTC区段和列车运行速度超过160km/h的区段,以及客运专线、煤运专线、高速铁路等均将采用计算机联锁设备,并借鉴德、法、日等国家先进经验,在铁路枢纽地区和有需求的区段将大力发展、采用区域计算机联锁设备。
第二,区间闭塞系统。“闭塞”——是指为保证行车安全,而将列车正在运行的线路区段予以(电气)封闭,以防止对向列车、后续列车的正面冲突或追尾事故的发生。我国目前基本确立采用二种主要行车基本闭塞法即:自动闭塞和半自动闭塞。
一是半自动闭塞。通常采用64D、64F等制式,即:两站间区间为一个“闭塞”分区,只容许运行一趟列车。
二是自动闭塞。通常采用多信息移频自动闭塞、UM-71、ZPW-2000A等制式,即:将两个车站间划分为若干个“闭塞”分区,可容许两趟以上列车按规定的间隔时分、以相同的行进方向连续进入区间安全运行。为保证提速列车追踪运行安全,速度超过120km/h的区段应采用速差式自动闭塞。为此,目前全路正推行实施采用ZPW-2000系列(或UM系列)设备以统一我国铁路自动闭塞制式。
在既有线进行统一自动闭塞制式改造的同时,将对机车信号车载设备同步改造为JT-1C2000型主体化机车信号设备,主体化机车信号是信号联锁向列车控制的延伸,是列车超速防护的重要基础。主体化机车信号改造将统一机车信号低频信息码,并实施站内正线电码化叠加预发码技术。
第三,驼峰信号系统。根据铁路运输物流的不同去向,通过分布于全路各枢纽地区的铁路编组站对各方向到达的列车进行解体、编组作业,重新组合列车以完成延续运输,而驼峰信号控制系统即承担了此项任务。
目前,驼峰信号控制系统正向综合自动化系统发展,其控制技术包括车辆溜放进路、溜放速度及机车推峰速度等实行自动控制。
第四,列车运行控制系统(CTCS)。包括列车自动停车、自动机车信号、列车速度自动监督和控制、机车信号与超速防护系统。
在列车运行速度超过160km/h的区段,必须实行列车运行控制系统,即列车超速防护系统,其设计按照5个等级进行:
0级——为既有线的现状;
1级——由主体化机车信号、点式设备和安全型监控装置构成;
2级——基于轨道电路(模拟或数字),与点式设备和车载ATP设备构成;
3级——基于轨道电路GSM-R,与点式设备和车载ATP设备构成;
4级——完全基于GSM-R的ATP系统。
第五,行车调度控制系统(CTC)。根据全路电务跨越式发展规划,将以DMIS 为平台,以CTC为核心,以行车指挥自动化为目标,加快实现铁路运输调度指挥管理系统现代化。当今铁路将加快发展新一代CTC,实现分散自律和智能化控制,在对列车运行实行调度集中控制的同时,实现对调车作业的集中控制。行车调度控制系统包括调度集中、调度监督及遥控、遥信系统。
DMIS技术,DMIS系铁路运输调度管理信息系统,其功能是将实时采集现场信号设备运用状况的信息,并及时传送至各级运输调度管理中心。目前需进一步扩大DMIS系统在全路的覆盖率,以加速实现铁路运输调度指挥现代化。
第六,微机检测系统。微机检测系统是对信号机、轨道电路、道岔转辙机等基本信号设备电气特性指标和运行状况(包括:对道岔缺口变化、信号机械室环境等)进行实时监控的一种系统设备,其对信号设备的日常维护、故障处理、以及确保设备的稳定可靠运行均具有直接的指导作用。因此,建立一体化的信号综合监测网络系统,是当前一项发展任务。
第七,其他安全技术系统。一是DMIS调度命令无线传送系统:即在非正常行车的情况下,利用无线列调现有系统向司机传达书面调度命令作为行车凭证的一种行车安全装置,也是DMIS和新一代CTC的配套设备。二是调车无线机车信号和监控系统:将调车进路、信号显示状态及调车作业单等通过无线传送到调车机车,作为调车的凭证,可为调车作业提供进路开放状态,并对机车实施监控。
总之,铁路信号是铁路现代信息技术的重要领域,列车运行控制与行车调度指挥自动化是铁路信号发展的关键性技术,代表着铁路行车信息与控制技术的发展趋势。随着我国铁路交通建设的快速发展,当今铁路通信信号技术发生了重大变化,车站、区间和列车控制的一体化,铁路通信、信号技术的相互融合,以及行车调度指挥自动化等技术,冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念,推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。其发展水平已成为我国铁路现代化建设的重要标志之一。
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