從《鐵路主要技術(shù)政策》看鐵路信號(hào)技術(shù)變革

張志輝

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

張志輝，男，畢業(yè)于北京交通大學(xué)，高級(jí)工程師，現(xiàn)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。主要研究方向包括鐵路信號(hào)技術(shù)，曾參與廣深線鐵路信號(hào)工程、京滬高速鐵路通信信號(hào)工程、“十一五”國家科技支撐項(xiàng)目，曾獲得茅以升鐵道工程師獎(jiǎng)。

在建國10年之際，北京站成功開通組合式電氣集中聯(lián)鎖，隨后AX系列安全型繼電器的研制成功，加快了繼電式的電氣集中聯(lián)鎖技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過多次技術(shù)改進(jìn)6502定型為全路繼電式電氣集中聯(lián)鎖的主要制式，一直應(yīng)用到現(xiàn)在。在由非集中聯(lián)鎖向電氣集中聯(lián)鎖、由人工閉塞向繼電半自動(dòng)閉塞、自動(dòng)閉塞發(fā)展過程中，鐵路信號(hào)逐步成為保障行車安全的核心設(shè)備，納入了鐵路技術(shù)政策中關(guān)注的篇章。

1983年5月以（83）鐵辦字674號(hào)文首次發(fā)行的《鐵路主要技術(shù)政策》（以下簡稱“技術(shù)政策”），作為鐵路技術(shù)發(fā)展的綱要性文件，指導(dǎo)鐵路有關(guān)規(guī)劃、規(guī)章、規(guī)程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等的編制，當(dāng)然包括鐵路信號(hào)。

83版“技術(shù)政策”針對(duì)2000年前鐵路所面臨的任務(wù)作了政策上的規(guī)定，隨著我國鐵路技術(shù)發(fā)展和科技進(jìn)步，1988年、1993年對(duì)“技術(shù)政策”進(jìn)行了兩次修編。八五期間，修訂的“技術(shù)政策”，突出強(qiáng)調(diào)了信息技術(shù)的作用，其中的一個(gè)重要方面則是廣泛應(yīng)用微電子等信息技術(shù)，促進(jìn)鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)區(qū)間閉塞、車站聯(lián)鎖、行車調(diào)度指揮和列車運(yùn)行控制的現(xiàn)代化，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了“安全”作為鐵路運(yùn)輸?shù)挠篮阒黝}，離不開鐵路信號(hào)。修編后的93版“技術(shù)政策”，將88版提出的“適當(dāng)提高行車速度”改為“努力提高行車速度”，注重大力提高列車重量，積極增加行車密度，努力提高行車速度三者的優(yōu)化配合，將客車最高運(yùn)行速度提高到140 km/h，貨車提高到90 km/h，這樣對(duì)鐵路信號(hào)提出越來越高的要求，同時(shí)鐵道部也提出了《八五期間電務(wù)技術(shù)裝備政策》，明確鐵路信號(hào)的根本任務(wù)是發(fā)揮科技優(yōu)勢，在提速、安全等方面促進(jìn)鐵路生產(chǎn)，保證國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。該時(shí)期鐵路信號(hào)貫徹執(zhí)行“安全第一，預(yù)防為主”的方針，強(qiáng)調(diào)信號(hào)安全基礎(chǔ)設(shè)施方面全面兌現(xiàn)，充分發(fā)揮信號(hào)保障行車安全的作用。在這樣的背景下，“八五”末期，多信息移頻自動(dòng)閉塞取得突破性進(jìn)展，ZP-89型8信息、18信息移頻自動(dòng)閉塞分別通過鐵道部技術(shù)審查，自動(dòng)閉塞區(qū)段基本配置了連續(xù)式機(jī)車信號(hào)，列車超速防護(hù)系統(tǒng)（LCF型）進(jìn)行了功能試驗(yàn)和試運(yùn)行，并通過了技術(shù)審查；6502電氣集中在繼續(xù)發(fā)展的同時(shí)，微機(jī)繼電式電氣集中聯(lián)鎖（WJD-I）得以擴(kuò)大應(yīng)用，通號(hào)公司、鐵科院、卡斯柯信號(hào)公司、北方交通大學(xué)、蘭州鐵道學(xué)院研制國產(chǎn)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和引進(jìn)英國GEC公司的微機(jī)聯(lián)鎖也得以上道應(yīng)用；調(diào)度監(jiān)督設(shè)備開始應(yīng)用，主要有鐵科院的D5型微機(jī)調(diào)度集中系統(tǒng)、DJ4微機(jī)調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)、卡斯柯的CTC4000微機(jī)調(diào)度集中系統(tǒng)、DSS微機(jī)調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)，通號(hào)公司TY-DJ性調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)；外鎖閉道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備（ZYJ4）通過鐵道部技術(shù)審查，并在廣深線上應(yīng)用；通過引進(jìn)、局部改造、適用外鎖閉的S700K-C型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)上道應(yīng)用?！熬盼濉逼陂g，我國經(jīng)歷了鐵路兩次大范圍提速，第一次，1997年4月1日，京滬、京廣、京哈等主要干線開行了40對(duì)快速旅客列車，最高運(yùn)行速度達(dá)到了140 km/h；第二次，1998年10月1日，京滬、京廣、京哈三大干線提速區(qū)段最高運(yùn)行速度達(dá)到了160 km/h，廣深線最高運(yùn)行速度達(dá)到了200 km/h。

這一時(shí)期信號(hào)主要技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)：

1）人工閉塞逐漸被半自動(dòng)閉塞、自動(dòng)閉塞所取代；自動(dòng)閉塞比重逐年提高，四顯示自動(dòng)閉塞得以應(yīng)用，主要應(yīng)用在滬寧、沈山、京武、廣深線，集中化、微電子化、多信息、雙方向、無絕緣自動(dòng)閉塞技術(shù)得到了體現(xiàn)。

2）營業(yè)線上的機(jī)車信號(hào)基本全部配置，連續(xù)式機(jī)車信號(hào)、接近連續(xù)式機(jī)車信號(hào)迅速發(fā)展，列車超速防護(hù)系統(tǒng)在部分區(qū)段進(jìn)行了試驗(yàn)。

3）逐步完成非集中聯(lián)鎖向集中聯(lián)鎖的改造，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖在全路范圍發(fā)展的格局已經(jīng)初步形成。

4）調(diào)度集中和調(diào)度監(jiān)督均有發(fā)展，但裝備率很低。

5）第一代TJWX信號(hào)微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場試用后，進(jìn)行二次開發(fā)的TJWX-2000型微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)采用統(tǒng)一軟、硬件，實(shí)現(xiàn)了全路聯(lián)網(wǎng)的功能，成為全路監(jiān)測信號(hào)設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量、優(yōu)化維修手段、加強(qiáng)管理、確保行車安全的重要技術(shù)設(shè)備。

6）DMIS一期工程進(jìn)入了竣工收尾階段，標(biāo)志著行車指揮現(xiàn)代化進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段。

7）提速道岔分動(dòng)外鎖閉轉(zhuǎn)換設(shè)備上道應(yīng)用為提速列車安全運(yùn)行、提高過岔速度提供基礎(chǔ)保障。

8）智能化電源屏通過鐵道部技術(shù)審查，得以運(yùn)用。

2000年鐵道部發(fā)布了第四版“技術(shù)政策”([2000]鐵科教83號(hào))， 明確了該時(shí)期鐵路技術(shù)發(fā)展的總體原則是“在國家發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，加快科技進(jìn)步，突出技術(shù)創(chuàng)新，以市場為導(dǎo)向，以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以運(yùn)輸安全為前提，不斷提高運(yùn)輸能力、質(zhì)量和效率。堅(jiān)持自主開發(fā)與引進(jìn)相結(jié)合，積極采用高新技術(shù)，重視技術(shù)的綜合集成。根據(jù)不同運(yùn)輸需求，采用不同層次的技術(shù)和裝備，系統(tǒng)配套，發(fā)揮整體效能”。進(jìn)一步突出了信息技術(shù)的作用，其中的一個(gè)重要方面是廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，促進(jìn)鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展，完善區(qū)間閉塞、車站聯(lián)鎖、行車調(diào)度指揮和列車運(yùn)行控制的現(xiàn)代化，強(qiáng)化鐵路運(yùn)輸安全，首次提出了“普遍提高行車速度”的政策要求。

該期間經(jīng)歷了鐵路第三、四、五次大范圍提速。第三次，2000年10月21日，將提速范圍（最高運(yùn)行速度160 km/h）擴(kuò)大到京九線、浙贛線、隴海線、蘭新線，逐步向西部擴(kuò)展；第四次，2001年10月21日，京九線、武漢-成都、京廣南段、浙贛線、哈大線進(jìn)行提速，將四川、重慶納入提速路網(wǎng)；第五次，2004年4月18日，以京滬、京廣、京九線、京哈四大干線為重點(diǎn)進(jìn)行全面提速，最高運(yùn)行速度達(dá)到了160 km/h及以上區(qū)段達(dá)到7700 km。部分地段線路路基達(dá)到了200 k/h速度要求。這兩次提速使四顯示自動(dòng)閉塞、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、主體化機(jī)車信號(hào)、列車超速防護(hù)、道岔轉(zhuǎn)換及外鎖閉裝置等得到了快速發(fā)展，為第六次提速做好了技術(shù)準(zhǔn)備。而2003年10月第一條時(shí)速200 km的秦沈客運(yùn)專線的正式投入運(yùn)營，為客專建設(shè)提供了技術(shù)儲(chǔ)備。

這一時(shí)期信號(hào)主要技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)：

1）自動(dòng)閉塞由三顯示改為四顯示或多顯示（廣深線）。全面推廣具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ZPW-2000系列無絕緣自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，為全路自動(dòng)閉塞制式統(tǒng)一奠定了基礎(chǔ)。

2）JT-C型機(jī)車信號(hào)設(shè)備通過鐵道部技術(shù)鑒定，為提速列車提供了故障-安全的車載設(shè)備；全路實(shí)施的機(jī)車信號(hào)低頻信息統(tǒng)一改造解決了提速列車交路運(yùn)用地面信息統(tǒng)一的問題。

3）信號(hào)系統(tǒng)積極發(fā)展列車運(yùn)行安全控制與配套技術(shù)，硬件冗余的安全計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備開始擴(kuò)大應(yīng)用，如：DS6-K5B、EI32-JD、TYJLAXD。

4）列車調(diào)度指揮TDCS投入使用，CTC分散自律研制成功，并在西哈段運(yùn)用。

5）提速道岔分動(dòng)外鎖閉轉(zhuǎn)換設(shè)備成為保障提速列車安全運(yùn)行、提高過岔速度關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備。

7）CTCS技術(shù)規(guī)范總則（暫行）和CTCS-2級(jí)技術(shù)條件（暫行）確定，為高速鐵路建設(shè)提供了規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

8）加快了引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和國產(chǎn)化的步伐，秦沈客運(yùn)專線引進(jìn)了法國CSEE的聯(lián)鎖列控一體化設(shè)備，青藏線引進(jìn)了美國GE公司的ITCS列控系統(tǒng)，完成200 km/h動(dòng)車組ATP設(shè)備的招標(biāo)準(zhǔn)備工作。

2004年第五版“技術(shù)政策”（鐵科技[2004]78號(hào)）發(fā)布，明確了鐵路技術(shù)發(fā)展方向：“旅客運(yùn)輸高速化、快速化、貨物運(yùn)輸重載化、快捷化，運(yùn)輸管理信息化，安全裝備系統(tǒng)化，工程建設(shè)現(xiàn)代化，經(jīng)營管理科學(xué)化”。計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，極大程度上促進(jìn)了鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展，圍繞著“安全、效率”的主題，信號(hào)再次展開技術(shù)革新，取得了歷史性突破。

2007年4月18日鐵路完成了第六次大范圍提速，在京哈、京滬、京廣、隴海、浙贛、膠濟(jì)、武九、廣深線等既有干線實(shí)施了200 km速度級(jí)的提速，其中京哈、京滬、京廣、膠濟(jì)等提速干線部分區(qū)段可達(dá)到時(shí)速250 km。這次提速，既有線CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)當(dāng)之無愧的成為了功臣。

2008年8月1日，京津城際鐵路順利開通，標(biāo)準(zhǔn)我國已經(jīng)進(jìn)入高速鐵路時(shí)代。京津城際在引進(jìn)西門子ETCS-1級(jí)列控系統(tǒng)的同時(shí)疊加了CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)，形成了CTCS-3D列控系統(tǒng)，保障300 km/h動(dòng)車組安全運(yùn)行。合武、合寧等線路開通，使得CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)作為主要列控系統(tǒng)在200～250 km/h的區(qū)段上應(yīng)用。武廣客專、鄭西客專、京滬高速相繼開通，證明CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)作為高速鐵路主要控制系統(tǒng)是可行的，符合我國國情。

這一時(shí)期信號(hào)技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)：

1）高速鐵路全面采用調(diào)度集中系統(tǒng)，綜合調(diào)度系統(tǒng)技術(shù)在推進(jìn)中。

2)不同速度等級(jí)ATP設(shè)備相繼安裝到CRH動(dòng)車組，車載設(shè)備向更安全發(fā)展。如CRH-200H、CRH-200C、CRH-300H、CRH-300S、CRH-300T。

本次評(píng)估工作，將評(píng)價(jià)目標(biāo)根據(jù)評(píng)估對(duì)象的特點(diǎn)劃分為二級(jí)評(píng)估指標(biāo)，一級(jí)評(píng)估指標(biāo)包含A建筑防火特性、B消防設(shè)施設(shè)備、C消防安全管理、D人員消防安全素養(yǎng)共4項(xiàng)，每項(xiàng)劃分為若干二級(jí)指標(biāo)，本次評(píng)估目標(biāo)共計(jì)劃分為18個(gè)二級(jí)指標(biāo)，如圖2所示。

3)閉塞制式 由固定閉塞向準(zhǔn)移動(dòng)閉塞轉(zhuǎn)化，ZPW-2000系列軌道電路成為全路統(tǒng)一的軌道電路制式，與區(qū)間同制式的軌道在站內(nèi)得以應(yīng)用。

4)全面采用硬件冗余的安全計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（如2×2取2硬件平臺(tái)）。

5)CTCS-2、CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)用于客運(yùn)專線和高速鐵路建設(shè)中，相應(yīng)的配套設(shè)備成功上道，如：列控中心、臨時(shí)限速服務(wù)器、無線閉塞中心RBC等。

6)交流外鎖閉轉(zhuǎn)轍設(shè)備成為主要應(yīng)用產(chǎn)品，如700K、ZDJ9、ZYJ7等。

7)信號(hào)監(jiān)測系統(tǒng)向集中化、智能化發(fā)展。

2012年鐵道部以“鐵道部令第34號(hào)”下發(fā)的第六版《鐵路主要技術(shù)政策》，明確了新時(shí)期鐵路技術(shù)發(fā)展的總原則：“以安全為前提、市場為導(dǎo)向、效益為中心，系統(tǒng)提升運(yùn)輸安全、工程建設(shè)、經(jīng)營管理等領(lǐng)域技術(shù)與裝備水平，增強(qiáng)鐵路科技持續(xù)創(chuàng)新能力，為我國鐵路科學(xué)發(fā)展提供技術(shù)支撐和保障”。

新版技術(shù)政策繼續(xù)推行科技進(jìn)步與技術(shù)創(chuàng)新，高新技術(shù)與適用技術(shù)并舉，不同等級(jí)技術(shù)裝備協(xié)調(diào)發(fā)展的技術(shù)政策。未來的一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)技術(shù)研究主要集中在以下幾個(gè)方面：

1）進(jìn)一步完善技術(shù)體系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。以現(xiàn)有的高速鐵路技術(shù)體系為依據(jù)、以中國現(xiàn)有鐵路行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系為基礎(chǔ)，進(jìn)一步對(duì)高速鐵路建設(shè)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，從整體需求入手，通過技術(shù)創(chuàng)新完善我國鐵路技術(shù)體系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2）信號(hào)技術(shù)將圍繞著系統(tǒng)完善、優(yōu)化，提高信號(hào)設(shè)備安全完整性等級(jí)（SIL）開展相關(guān)技術(shù)研究，信號(hào)系統(tǒng)面向第三方評(píng)估認(rèn)證和評(píng)估機(jī)制，全面提高系統(tǒng)可靠性、可用性、可維護(hù)性、安全性。

3）通過技術(shù)創(chuàng)新和引進(jìn)、消化、吸收、國產(chǎn)化的技術(shù)路線，完善不同等級(jí)的信號(hào)技術(shù)裝備。CTCS系統(tǒng)格局已經(jīng)確定，“列車運(yùn)行控制系統(tǒng)裝備等級(jí)根據(jù)線路允許速度選用。160 km/h客貨共線鐵路采用CTCS-0級(jí)或CTCS-1級(jí)列控系統(tǒng)，200 km/h客貨共線鐵路采用CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)，250 km/h高速鐵路優(yōu)先采用CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)，300 km/h及以上高速鐵路采用CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)”。因此加快設(shè)備國產(chǎn)化以及自主的替代產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程，加速對(duì)既有線CTCS-0區(qū)段的技術(shù)研究以及基礎(chǔ)設(shè)備的研究和優(yōu)化（如基于提供線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的列車運(yùn)行監(jiān)控技術(shù)、多特征軌道電路技術(shù)等），是保障鐵路建設(shè)和國民需求的重要條件。

4)發(fā)展聯(lián)鎖、閉塞、列車運(yùn)行控制一體化技術(shù)。目前國內(nèi)信號(hào)設(shè)備相互分立設(shè)置，接口、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)較為明確，但同樣也存在一些問題，諸如：故障點(diǎn)較多、接口協(xié)議變化導(dǎo)致相關(guān)系統(tǒng)修改難度較大、系統(tǒng)間安全防護(hù)措施較為復(fù)雜、系統(tǒng)資源較大浪費(fèi)，更關(guān)鍵的是系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、可靠性較差。通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)安全等方面研究，通過整合聯(lián)鎖、閉塞、列控設(shè)備，以提高信號(hào)系統(tǒng)性能。

5)通信、信息化技術(shù)將成為信號(hào)技術(shù)發(fā)展的重要支撐，青藏線ITCS中GPS、高鐵CTCS-3中GSM-R的作用已經(jīng)充分證明通信、信息技術(shù)已經(jīng)成為信號(hào)發(fā)展的推手，不可缺少。未來北斗衛(wèi)星定位技術(shù)，云計(jì)算等技術(shù)必將成為促進(jìn)信號(hào)技術(shù)發(fā)展的一大因素。

6)發(fā)展信息與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。信號(hào)系統(tǒng)間聯(lián)系逐步從電氣接口向網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)范圍日漸擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)信息種類逐漸增多，網(wǎng)絡(luò)資源逐漸開放，網(wǎng)絡(luò)安全面臨的問題隨之而來，網(wǎng)絡(luò)、信息安全程度是保證鐵路安全運(yùn)輸?shù)牧硪粋€(gè)關(guān)注的技術(shù)。

7)發(fā)展信號(hào)動(dòng)靜態(tài)檢測、監(jiān)測和智能分析技術(shù)。目前國內(nèi)電務(wù)監(jiān)測維護(hù)領(lǐng)域主要有信號(hào)集中監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)信號(hào)地面設(shè)備狀態(tài)和信號(hào)設(shè)備結(jié)合部狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)分析、故障報(bào)警和預(yù)警等基本功能，但存在著系統(tǒng)誤報(bào)警、智能分析功能不夠完善，車載設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量、車地信息監(jiān)測欠缺等問題，影響了鐵路信號(hào)設(shè)備的維修時(shí)間，降低了鐵路運(yùn)輸效率。因此研究信號(hào)系統(tǒng)的監(jiān)測、智能分析手段可以有效的縮短信號(hào)系統(tǒng)維修時(shí)間，進(jìn)而保證行車安全的有效措施。

縱觀鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展歷程：從人工閉塞到半自動(dòng)閉塞、自動(dòng)閉塞、準(zhǔn)移動(dòng)閉塞；從非集中聯(lián)鎖到集中聯(lián)鎖、區(qū)域性集中聯(lián)鎖；從地面信號(hào)到接近式機(jī)車信號(hào)、連續(xù)式機(jī)車信號(hào)；從機(jī)車信號(hào)到列車超速防護(hù)；從電話調(diào)度命令到無線報(bào)文控車命令；從單向地對(duì)車到雙向車地通信，從開環(huán)控制到閉環(huán)控制，鐵路信號(hào)技術(shù)經(jīng)歷量變到質(zhì)變的變化，每次變革都促進(jìn)了鐵路“提速”，鐵路技術(shù)政策的變化讓信號(hào)技術(shù)快速發(fā)展。自83年第一版技術(shù)政策發(fā)布至今，30年來我國鐵路建設(shè)走出一條符合中國國情的技術(shù)道路，CTCS技術(shù)體系的建立，標(biāo)志我國信號(hào)技術(shù)產(chǎn)品單一化向系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，未來的幾年、乃至幾十年，我們將圍繞建設(shè)安全、高效、節(jié)能、環(huán)保、高度信息化的現(xiàn)代化鐵路的目標(biāo)下繼續(xù)發(fā)展信號(hào)技術(shù)。