铁路通信信号设备概述

通信信号设备是铁路运输生产不可缺少的设备，为了指挥列车运行、保证运输安全和提高运输效率，必须设有完善的通信和信号设备。

（一）通信设备

通信设备是指挥列车运行、组织运输生产及进行公务联络、准确传递各种信息的通信系统的总称。铁路运输具有点多、线长、分布地域广的特点，运输作业分散在铁路沿线的各个站段上，为了统一调度指挥列车运行，组织运输生产，需要一个迅速、准确、安全、可靠，使全国铁路的通信系统能成为一个完善与先进的铁路通信网。

铁路通信按通达地区和范围可分为铁路长途通信、铁路地区通信、铁路区段通信和铁路站内通信等，按通信的业务性质可分为铁路公用通信和专用通信。

铁路长途通信是经过长途传输设备连接的铁路电话、电报和数据通信，使用人工交换机和长途自动交换机，存储程序控制电子交换机也用于长途交换。

铁路地区通信为同一地区的铁路系统用户间的通信，主要是采用电话通信，通过长途交换设备可接长途通信网，设置市话中继线可接入市话系统。地区通信一般使用电缆传输，将广泛采用存储程序控制数字交换机。

铁路区段通信为铁路沿线各部门用于指挥、调度、行车、管理等公务的专用通信系统，包括调度电话、站间行车电话、基层业务电话、区间电话和列车预报确报电报等。

铁路站内通信用于铁路站场各种作业指挥和生产联系，采用站场有线电话、站场无线电话、站内电报和电视，以及站场扩音和信息控制。

随着通信技术的不断发展，各种大容量、多迂回的通信设备，光缆、电缆和微波通道已取代架空明线，站内和列车上的超短波无线通信日益普遍，计算机通信、卫星通信、TMIS、DMIS信息系统等新技术也逐步应用于铁路运输。

（二）信号设备

铁路信号设备是铁路信号、联锁、闭塞设备的总称。铁路信号设备是铁路主要技术装备之一，其装备水平和技术水准是铁路现代化的重要标志。

传统的铁路信号系统具有“信联闭”三大功能，即通过信号设备为行车提供正确的信号显示，确保进路连锁正确，实现两站之间的半自动或自动闭塞，以保证列车运行与调车工作的安全。铁路信号设备的作用体现在以下几个方面：一是保证列车运行和调车工作安全；二是提高铁路通过能力；三是增加铁路运输经济效益；四是改善铁路职工劳动条件；五是确保正确、及时组织铁路运输；六是指挥列车安全运行；七是确保铁路各部门联系。

1.信号及信号设备

铁路信号是指以标志物、灯具、仪表和音响等向铁路行车人员传送机车车辆运行条件、行车设备状态和行车有关指示的技术与设备。其作用是保证机车车辆安全有序地行车与调车作业。铁路信号随着第一列列车在英国的出现而出现。早期的信号是十分简陋的。现代信号借助电子工业的发展，使行车指挥系统走上自动化，列车运行也向着自动驾驶与自动控制方向发展。目前，在各铁路线上逐步配置了自动闭塞、集中联锁、调度集中控制等 设备。

在车站，列车在站内行驶或进行调车作业时，其走行的路径称为进路，而进路是由道岔的位置来决定的。用道岔开通位置的不同，可以排出不同的进路，就有可能使列车进入异线或发生脱轨的危险。因此，必须采用信号设备使道岔、进路、信号机三者之间产生一种相互制约的联锁关系，保证车站内的行车及调车作业安全并提高运输效率。

在区间，由于列车高速运行具有巨大的惯性，遇到险情，不能立即停住，并且从实施制动到完全停住要走行一段相当长的“制动距离”，这样就有可能造成列车正面冲突或追尾事故。因此，必须采用信号设备，保证列车在区间按一定的空间间隔运行，以确保区间行车安全并提高运输效率。

（1）铁路信号的类型

铁路信号感官接受方式分为视觉信号、听觉信号。视觉信号是以物体或灯光的颜色、形状、位置、数目或数码显示等特征表达的信号。如用信号机、机车信号、信号旗、信号灯、信号牌、信号表示器、信号标志及火炬等显示的信号都是视觉信号。听觉信号是以不同器具发出音响的强度、频率和音响的长短等表达的信号。如用号角、口笛、响墩发出的音响以及机车、轨道车鸣笛等发出的信号，都是听觉信号。

铁路信号按使用时间分为昼间信号、夜间信号、昼夜通用信号。昼间信号使用时机是从日出到日落，夜间信号使用时机是从日落到日出。在昼间或在昼间遇降雾、暴风雨雪等情况时，昼间信号达不到规定的显示距离时，应使用夜间信号。隧道内光线较暗，采用昼间信号不易瞭望，故隧道内只采用夜间或昼夜通用信号。

铁路信号按设置方式可分为固定信号、移动信号。固定信号的设置地点是固定不变的，如信号机、信号表示器等。移动信号随着作业地点或作业人员位置的变化，信号显示的位置也随着变化，如手信号旗（灯）、临时防护信号、火炬等。

（2）铁路信号的颜色

铁路信号通常用不同的颜色显示其含义。我国铁路信号的显示颜色由基本颜色和辅助颜色组成。

基本颜色有红色、黄色和绿色3种，其显示基本含义如下：

红色──停车。

黄色──注意或减速运行。

绿色──按规定速度运行。

辅助颜色主要有月白色、蓝色、透明白色、紫色。月白色和蓝色主要用于调车信号，分别表示允许调车和禁止调车。透明白色用于信号表示器，紫色仅用于道岔表示器。(www.xing528.com)

（3）铁路信号设备

铁路信号设备可分为：信号机、标志、表示器3大类。

① 信号机，其原始形式是手灯、手旗、明火、声笛等，现代信号机主要有进、出站信号机，通过信号机，进路信号机，驼峰信号机，调车信号机，防护信号机，减速信号机和停车信号机等，以及其他复示信号机等辅助性信号机。

② 标志，主要有预告标、站界标、警冲标、鸣笛标、作业标、减速地点标及机车停止位置标等。

③ 表示器，其作用是补充说明信号的意义，主要有发车表示器、发车线路表示器、进路表示器、调车表示器、道岔表示器等。

2.联锁设备

在铁路车站上，为了保证机车车辆和列车在进路上的安全，有效利用站内线路，高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。

联锁是铁路车站联锁的简称，是铁路信号设备的重要组成部分。

车站联锁从1856年英格兰的布列克勒叶·阿姆斯车站装设由萨克斯倍首创的萨式联锁 机开始，至今已有150多年的历史，经历了机械联锁、电机联锁、电气联锁、电气集中联锁、计算机联锁的发展过程。随科学技术的进步，旧的联锁设备不断被安全可靠性更高、操纵和维护更简单、技术更先进的联锁设备代替。从发展角度看，计算机联锁是发展的方向；从经济角度看，电气集中联锁在相当长的一段时间内仍被广泛采用。

我国使用的联锁设备按操纵的方式可以分为集中联锁（继电联锁和计算机联锁）和非集中联锁（臂板电锁器和色灯电锁器联锁）。编组站、区段站和电源可靠的其他车站，有条件的均应采用集中联锁。在新建铁路线上，条件不具备时，可采用非集中联锁。目前，我国绝大多数车站均采用集中联锁。

3.闭塞设备

在单线铁路上，为防止一个区间内同时进入相对运行的列车而发生冲突，以及避免两列同向运行的列车（包括双线区间）发生追尾事故，铁路上规定区间两端车站值班员在向区间发车前必须办理的行车联络手续，叫作行车闭塞（简称闭塞）手续。

用于办理行车闭塞手续的设备叫作闭塞设备。闭塞设备必须保证“一个区间（闭塞分区）内，在同一时间只允许一辆列车占用”这一基本原则，才能保证列车在区间内运行安全，并提高区间通过能力。

1840年以前，列车运行以“时间间隔法”来保证安全，即每趟列车发出以后，间隔一段时间才发出后一列车，但是这种方法无法防止列车因晚点或故障停车导致运行时间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。

1842年，英国发明的“空间间隔法”，即先行列车与后续列车间隔开一定空间的运行方法。因为它能较好地保证行车安全而被广泛采用，逐步形成铁路区间的闭塞制度。

铁路的闭塞方式可分为半自动闭塞、自动闭塞和自动站间闭塞。

半自动闭塞是由人工办理行车联络手续，以出站信号机的开放显示作为行车凭证，列车出站压上专用轨道电路，出站信号机即自动关闭，在列车到达对方站以前，两站的出站信号机都不能再次开放的闭塞方法。其特点是站间或所间只准走行一列车；人工办理闭塞手续；人工确认列车完整到达和人工恢复闭塞。

自动闭塞是利用通过信号机把区间划分为若干个装设轨道电路的闭塞分区，通过轨道电路将列车和通过信号机的显示联系起来，使信号机的显示随着列车运行位置而自动变换的一种闭塞方式。在每个闭塞分区始端都设置一架防护该分区的通过色灯信号机，这些信号机平时显示绿灯，称为“定位开放式”；只有当列车占用该闭塞分区（或发生断轨故障）时，才自动显示红灯，要求后续列车停车。其特点是把站间划分为若干闭塞分区，有分区占用检查设备，一般设有通过信号机；站间能实现列车追踪；办理发车进路时自动办理闭塞手续，自动变换通过信号机的显示。

图1-26　双线单方向自动闭塞示意图

自动站间闭塞就是在有区间占用检查的条件下，自动办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。其特点是有区间占用检查设备；站间或所间区间只准走行一列车；办理发车进路时自动办理闭塞手续；自动确认列车到达和自动恢复闭塞。

我国单线铁路区间闭塞主要采用半自动闭塞，双线铁路主要采用自动闭塞或自动站间闭塞。当基本闭塞设备停用或发生故障时，将采用电话闭塞法。电话闭塞法是由区间两端站（线路所）车站值班员利用站间行车电话以发出电话记录号码的方式办理闭塞的一种方法。

4.调度集中系统

随着遥控技术的发展，在区间自动闭塞和车站集中联锁的基础上发展为调度集中系统。调度集中系统是指挥和监督列车运行的一种遥控通信设备，集中了若干个相接续的车站与区间的联锁、信号和闭塞设备于一体，由调度员在室内统一调度和指挥列车运行。它由设于调度中心机械室的调度集中总机和设于各车站的调度集中分机组成，总机与分机由数据传输系统相连，以向分机下达控制命令，并将分机采集的现场状态、表示信息传至总机。

图1-27　调度集中系统工作原理图