提速和高速促進(jìn)了鐵路信號(hào)的發(fā)展

傅世善

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100073）

傅世善，男，畢業(yè)于上海鐵道學(xué)院,教授級(jí)高級(jí)工程師。原任北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司總工程師、享受政府特殊津貼，被評(píng)為“鐵路電務(wù)專業(yè)學(xué)術(shù)帶頭人”，1999年獲鐵道部詹天佑成就獎(jiǎng)，九項(xiàng)成果及論文獲省部級(jí)優(yōu)秀成果及論文獎(jiǎng)，著有《鐵路信號(hào)顯示》、《閉塞與列控概論》、《傅世善鐵路信號(hào)論文選集》等書。

六十年來，北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司（簡稱通號(hào)院）始終戰(zhàn)斗在鐵路通號(hào)最前沿，公司的發(fā)展與我國鐵路通號(hào)事業(yè)的發(fā)展同步。在鐵路提速和高速的推動(dòng)下，鐵路信號(hào)在理念、制式、系統(tǒng)、設(shè)備等各方面均得到巨大的發(fā)展。借出版論文?？H，盤點(diǎn)鐵路提速和高速中信號(hào)發(fā)展的成果，以慶祝通號(hào)院建院六十周年。

1 廣深準(zhǔn)高速譜寫了鐵路提速的前奏

上世紀(jì)90年代初新建成的廣深準(zhǔn)高速鐵路，設(shè)計(jì)時(shí)列車運(yùn)行速度為160 km/h，后提高到200 km/h，是我國鐵路突破120 km/h的試探，是鐵路提速的前奏。廣深準(zhǔn)高速地面信號(hào)設(shè)計(jì)為四顯示自動(dòng)閉塞，實(shí)際上機(jī)車信號(hào)采取了多信息顯示方式，并率先開通了階梯式列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。

2 鐵路提速為高速鐵路打下基礎(chǔ)

“九五”期間（1996～2000年），既有干線鐵路實(shí)現(xiàn)了3次較大范圍的提速，“十五”期間（2001～2005年）進(jìn)行了第4、5兩次提速，2007年鐵路實(shí)施了第6次大提速。

鐵路提速需要技術(shù)支撐，涉及多工種多專業(yè)，鐵路提速對鐵路信號(hào)也提出了更高的要求。6次鐵路提速對鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的突破作用。

第1次提速?zèng)_擊了鐵路信號(hào)的傳統(tǒng)概念，快速客車最高速度沖破了120 km/h的界線，推動(dòng)鐵路信號(hào)向速差式信號(hào)顯示和四顯示自動(dòng)閉塞發(fā)展，加速了機(jī)車信號(hào)主體化的進(jìn)程。

第2次提速到160 km/h，形成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)速度等級(jí)，是鐵路信號(hào)的一個(gè)重要里程碑。列車最高速度超過160 km/h的鐵路區(qū)段，必須采用列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，以車載信號(hào)顯示為主，實(shí)現(xiàn)列車超速防護(hù)。于是加速了自主的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)研發(fā)的進(jìn)展。

第6次提速達(dá)到了既有線提速高峰200 km/h，第6次提速對鐵路信號(hào)來說是一個(gè)重要的里程碑，它標(biāo)志著中國鐵路有了自主的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CTCS-2級(jí)），鐵路信號(hào)重要裝備水平開始進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。

提速的成功為高速打下基礎(chǔ)， 高速鐵路列車運(yùn)行速度高，必然對安全度、可靠性、自動(dòng)化程度的要求會(huì)全面提升。

3 提速、高速鐵路促進(jìn)了鐵路信號(hào)的發(fā)展

客運(yùn)專線網(wǎng)的快速建設(shè)，200 km/h的客運(yùn)專線采用了CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。300～350 km/h的客運(yùn)專線屬高速鐵路，采用了CTCS-3級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，達(dá)到了當(dāng)今國際鐵路技術(shù)的高峰。

提速和高速過程中，鐵路信號(hào)領(lǐng)域中無論在信號(hào)制式、系統(tǒng)、技術(shù)、設(shè)備、設(shè)計(jì)、研究中，都發(fā)生了很多重要的理念變化，這些理念的變化是相互關(guān)聯(lián)和影響的。重要的變化如下。

1）高速鐵路的鐵路信號(hào)系統(tǒng)從傳統(tǒng)的車站聯(lián)鎖、區(qū)間閉塞、調(diào)度監(jiān)督，發(fā)展為列控系統(tǒng)、車站聯(lián)鎖、綜合行車調(diào)度三大系統(tǒng)；

2）鐵路信號(hào)從以車站聯(lián)鎖為中心向以列車運(yùn)行控制系統(tǒng)為中心轉(zhuǎn)化；

3）列車運(yùn)行調(diào)度指揮從調(diào)度員—車站值班員—司機(jī)三級(jí)管理向?qū)崿F(xiàn)由調(diào)度員直接控制移動(dòng)體（列車）轉(zhuǎn)化；

4）列車運(yùn)行由以人為主確認(rèn)信號(hào)和操作向?qū)崿F(xiàn)車載設(shè)備的智能化轉(zhuǎn)化；

5）車地信息傳輸從小信息量到大信息量，線路數(shù)據(jù)從車上貯存方式轉(zhuǎn)為地面實(shí)時(shí)上傳方式；

6）車地信息傳輸從單向傳輸?shù)诫p向傳輸，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)系統(tǒng)級(jí)的閉環(huán)檢查；

7）信號(hào)顯示制式從進(jìn)路式、速差式，發(fā)展為速度式（目標(biāo)-距離式），信號(hào)機(jī)構(gòu)從地面信號(hào)機(jī)為主，發(fā)展為車載信號(hào)為主，甚至取消地面信號(hào)機(jī)；

8） 閉塞方式從三顯示、四顯示的固定閉塞，發(fā)展為準(zhǔn)移動(dòng)閉塞；

9）列車制動(dòng)方式從分級(jí)制動(dòng)到模式曲線一次制動(dòng)，制動(dòng)控制方式從失電制動(dòng)發(fā)展到得電和失電制動(dòng)優(yōu)化組合；

10）信號(hào)設(shè)備從繼電、電子技術(shù)為主，發(fā)展到信號(hào)控制、計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的一體化；

11）車站聯(lián)鎖從繼電聯(lián)鎖發(fā)展到計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，從傳統(tǒng)聯(lián)鎖發(fā)展到信息聯(lián)鎖；

12）信號(hào)系統(tǒng)從孤立設(shè)備組成，發(fā)展到通過網(wǎng)絡(luò)化、信息化構(gòu)成大系統(tǒng)；

13）主流移頻軌道電路的載頻從600 Hz系列調(diào)整為2 000 Hz，從少信息向多信息發(fā)展，數(shù)字化軌道電路的研究取得初步成功；

14）軌道電路從在有碴軌道上運(yùn)用，發(fā)展到在無碴軌道上運(yùn)用；

15）站內(nèi)軌道電路從疊加電碼化向一體化站內(nèi)軌道電路發(fā)展；

16）應(yīng)答器和計(jì)軸設(shè)備廣泛應(yīng)用于信號(hào)系統(tǒng)；

17）道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備改內(nèi)鎖閉為外鎖閉，提高轉(zhuǎn)轍機(jī)功率，加大轉(zhuǎn)換動(dòng)程，改尖軌聯(lián)動(dòng)為分動(dòng)，采用密貼檢查器實(shí)現(xiàn)大號(hào)碼道岔尖軌的密貼檢查，對大號(hào)道岔由單點(diǎn)牽引改為多點(diǎn)牽引，解決了可動(dòng)心軌的牽引鎖閉問題；

18）調(diào)度指揮系統(tǒng)從調(diào)度監(jiān)督，發(fā)展到分布自律的調(diào)度集中，構(gòu)建綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)，建設(shè)大型的客運(yùn)專線調(diào)度中心；

19）高速鐵路安全性要求更高，防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)納入綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)，開始與信號(hào)發(fā)生聯(lián)鎖；

20）高速鐵路要求開天窗維護(hù)，引起維護(hù)制度的改革，電務(wù)集中監(jiān)測納入綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)；

21）調(diào)度集中的安全等級(jí)提高，限速系統(tǒng)采用專門的安全通信通道；

22）信號(hào)系統(tǒng)采用的通信通道從傳統(tǒng)的電線路，發(fā)展到光通信，從有線通信發(fā)展到無線通信，非安全通信通道用于信號(hào)安全領(lǐng)域；

23）故障-安全理念從傳統(tǒng)的追求絕對安全，發(fā)展到以概率論為基礎(chǔ)的安全性系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

24）確立以歐洲鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系為參照標(biāo)準(zhǔn)，建立安全評(píng)估機(jī)制，通過第三方進(jìn)行安全認(rèn)證，對系統(tǒng)進(jìn)行綜合仿真與測試，實(shí)行系統(tǒng)工程的聯(lián)調(diào)聯(lián)試；

25）鐵路現(xiàn)代化、信息化擴(kuò)大了“鐵路信號(hào)”專業(yè)的內(nèi)涵,鐵路信號(hào)技術(shù)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化方向邁進(jìn)等等。因篇幅所限，在此不再一一列示。