本科毕业设计(论文)
铁路移频信号检测仪的设计
摘要
由于移频信号是一种调频信号，其波形为低频信号调制中心载频信号后产生的低端载频（下边频）和高端载频（上边频）两个交替变化的正弦交流信号。在测量移频信号的上、下边频及载波频率时，论文分析了铁路移频信号的特点，并根据其特点得出了移频信号的时域检测法—测周期法。用此方法测量上、下边频，然后由上、下边频求中心频率的方法。
论文利用宽电压、低功耗单片机的实现方案：利用CD4052、AD736和
AD7705相配合，完成移频信号有效值的量程自动切换，从而实现0—400V移频电压的测量；利用AT89C4051的定时器T捕获移频信号的零点，进而求出移频信号的一系列周期，分析这些周期，从而得出移频信号电压值、电流值、移频信号（调频信号）的上边频、下边频、单频、低频、中心频率、中心周期至少八种信息的参数测量。
关键词：移频信号；测周期法；轨道电路；参数测量
目录
1 绪论 (1)
1.1 开发背景 (1)
1.2 系统开发的意义 (1)
1.3 开发者的主要工作 (2)
1.4 论文的组织结构 (2)
2 方案论证相关技术介绍 (3)
2.1 铁路移频信号的原理 (3)
2.2 移频信号的采集 (4)
2.2.1 M法 (4)
2.2.2 T法 (5)
2.2.3 M/T法 (6)
2.2.4 方案确定 (6)
3 硬件电路设计 (7)
3.1 硬件总体设计 (7)
3.1.1 硬件原理框图设计 (7)
3.1.2 系统特点 (8)
3.2 硬件模块设计 (8)
3.2.1 电源部分 (8)
3.2.2 信号的采集及量程的选择 (8)
3.2.3 A/D转换及有效值测量 (9)
3.2.4 频率信号的调制 (9)
4 软件设计分析 (10)
4.1 系统总体设计 (10)
4.2 电源电压低检测子程序 (11)
4.2.1 硬件分析 (11)
4.2.2 软件设计 (11)
4.3 A/D转换设计 (12)
4.3.1 A/D转换芯片分析 (12)
4.3.2 A/D转换的硬件分析 (13)
4.3.3 A/D转换初始化设计 (13)
4.3.4 AD初始化 (16)
4.3.5 读数据/写数据编程 (19)
4.4 量程自动转换 (23)
4.4.1 硬件分析 (23)
4.4.2 软件设计 (23)
4.5 频率信号采集 (26)
4.5.1 硬件设计 (26)
4.5.2 软件设计 (26)
4.5.3 定时器设置与使用 (26)
4.5.3 频率采集 (28)
4.6 按键设计 (33)
4.6.1 硬件分析 (33)
4.6.2 软件设计 (33)
4.7 显示部分设计 (36)
4.8 滤波及放大电路的接入与切除 (42)
5 调试 (44)
5.1 程序调试应该注意事项 (44)
5.2 程序调试时出现的问题 (44)
结论 (45)
参考文献 (46)
致谢 (47)
毕业设计（论文）知识产权声明 (48)
毕业设计（论文）独创性声明 (49)
附录1 (50)
1 绪论
1.1 开发背景
铁路是国民经济的大动脉，它对于促进城乡物资交流，繁荣社会经济起着非常重要的作用。为了提高铁路的运输能力，除增加新干线，积极改革动力外，信号通信设施的技术改造以及新增干线通信设施的配套建设，大力发展铁路自动化，有着十分重要的意义。
在铁路运输过程中，为了使列车的运输管理直接与信号设备发生关系，通常是把钢轨作为信号的传输导线，其间的轨缝用接续导线连接起来，在一定的轨道区段(1Km)两端的接缝上要装有绝缘，一端送电，另一端受电，构成了这样一段又一段的轨道电路。在我国轨道电路分为以下几种制式:交流轨道电路；移频轨道电路；相敏轨道电路；无绝缘轨道电路等。通常情况下钢轨的两轨之间的电压为0.3V-15V，流经的电流为0.3A-15A，电路道渣阻抗一般为0.152-152 ，在移频轨道电路中，最小电压50mV，最小电流50mA。铁路信号又称铁道信号，是铁路上用的信号、连锁、闭塞等设备的总称。铁路信号的主要功能是保障行车安全和提高运输能力[1]。
目前，我国轨道电路参数测试存在的问题是：测量铁路移频信号所用的仪器大多为机电工业通用测试仪器，其频率响应范围较窄，而轨道电路的被测信号均为特殊频率的信号，而机电工业通用测试仪表不能满足轨道电路信号检测的特殊要求，这既影响测试结果，又没有反映出铁路运输过程中的各种参数的大小及其动态相互关系。给行车安全、行车速度及行车密度带来极大的影响。因此研究铁路轨道电路移频信号的综合参数测试已势在必行。
1.2 系统开发的意义
移频信号全称为移频键控信号，是一种频率调制信号，利用高频信号承载低频信号，通常选择（550－850）Hz频率为中心频率，（70－30）Hz频率为低频调制频率。每种移频信号代表了一定的速度信息，是现代铁路机车行驶中的速度控制信号，它可以准确确定列车的位置，与铁路机车安全运行有密切的关系。随着铁路信号技术的发展和先进设备的广泛应用，铁路信号已成为提高铁路区间和车站通过能力，增加铁路运输经济效益、改善铁路职工劳动条件的一种现代化管理手段和发展前沿的科学技术。铁路信号设备是铁路运输基础设备之一。犹如人的耳目和中枢神经，担负着路网上各种行车设备状况的信息传输和调度指挥控
制的作用。列车控制系统的基础设施之一是地面轨道电路和机车信号，为保证提速列车和高速列车的安全运行，地面轨道电路和机车信号就要可靠、安全的工作，因此定期检测轨道电路的电压、频率等参数，以判断轨道电路及其信号设备是否处于最佳工作状态，可以及时消除隐患，确保铁路安全行车，这就需要有可靠性高、准确度高的测试系统完成铁路信号的测试[2]。
铁路移频信号实际上就是一种频率调制信号——低频调制高频的信号，低频为速度控制信号，载波为运输低频信号之用。铁路移频信号以载频f0为中心，选择上、下边频偏频，可见在通道中传输的调制信号实际是受低频调制信号控制做交替变换的上边频信号和下边频信号，二者交替变换一次叫一个周期T，这个周期T则为低频信号的周期[3]。因此移频信号的检测方法也就是移频信号的解调方法。
1.3 开发者的主要工作
本设计主要分为硬件部分和软件部分，硬件部分以单片机为核心控制器，外围由显示、按键、信号采集、滤波和解调等电路组成。软件部分以单片机C51编程,控制各个部分的功能操作。
按键功能主要是切换屏幕以保证各种信息方便查阅，以及功能切换；
LCD显示至少低频、中心频率、中心周期、电压值、电流值、上下边频七种信息；
移频信号的有效值检测，可以通过量程选择、有效值转换（把交流信号转换为直流信号）、模数转换；
移频信号的参数检测包括频率检测和电压有效值检测，其中移频信号的频率检测参数包括移频信号的上边频、下边频、中心频率和低频，中心频率为上边频和下边频的平均值。
1.4 论文的组织结构
本论文的组织结构如下：
第一章：介绍关于铁路移频信号检测仪的开发背景、开发意义以及开发者的主要工作。
第二章：介绍了开发过程中所使用的相关技术，以及相应的方案。
第三章：介绍了软件的测试过程。
第四章：介绍了开发者在完成本软件后的心得体会。
2 方案论证相关技术介绍
2.1 铁路移频信号的原理
移频信号全称为移频键控信号（Frequency-Shift Keying ），利用高频信号承载低频信号，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点，是现代铁路机车行驶中的速度控制信号。它可以准确确定列车的位置，与铁路机车安全运行有密切的关系
[4]
。
在目前铁路移频自动闭塞系统中，采用的主要是移频键控信号。发送设备产
生的高频正弦波（载波）经过低频矩形波调制成上下边频交替变化的移频信号，发送至钢轨，通过钢轨线路传输，接收端接收移频信息经解调后，根据低频信号控制机车。而移频键控信号广泛采用相位连续、二元键控的形式。当调制信号输出脉冲时，载频信号的频率为f 1，当调制信号间隔时，载频信号的频率为f 2[5]
。钢轨线路传送的是一种由f 1 和f 2 交替变换的移频波（调制波），其交替变换的速率即是调制信号的频率。移频信号波形图2-1。
图2.1 移频信号波形图
图中：f1为上边频，f2为下边频。
我国国产移频信号，载频为550Hz, 650Hz, 750Hz, 850Hz,频偏55Hz, 调制频率为11Hz, 15Hz, 20Hz, 26Hz 。现在以650Hz 载频为例，f1为 650+55=705Hz ，f2为650-55=595Hz ，即频偏位+55Hz 。为防邻线及相邻闭塞分区的信号干扰，在频频率在550、650、750、850Hz 4种中选择，低频频率9.0-28.0Hz 共18种，相邻低频频率间隔有0.5、1和1.5Hz 3种。根据技术标准，低频频率变化不大于±0.12%，载频频率变化不大于±0.15Hz [6]
。则对应的FSK 信号的时域表达式为：
()[]
)(2cos 00FSK t x t f A t f +=π (2.1)
信号波形如图2.2所示。
图2.2 信号波形
2.2 移频信号的采集
铁路移频信号频率的检测（即解调方法），从原理上讲可分为相干解调和非相干解调两种方法。从最佳接受的观点来看，相干解调具有最佳的抗干扰性能。然而相干解调要求接收端恢复出具有准确频率和相位的相干载波信号，在移频系统中是很难实现的，往往增加设备的复杂性，而实际性能又改善不多，所以移频系统往往不采用相干解调法，而采用非相干解调法。所谓非相干解调法，就是在接受端不需要相干信号，而根据移频信号本身的特点进行解调[7]
。
移频信号的非相干解调法有模拟法和数字法两种。模拟法常用的是限幅鉴频法。限幅鉴频法又分为适用于宽带信号的双失谐鉴频器和适用于单频谐振槽路鉴频器[8]
。
数字法主要分为时域检测法和频域检测法。时域检测法，利用微型计算机和一些其它硬件配合，测出移频信号的一系列周期，然后分析这些周期，即可得出移频信号的频率参数。频域检测方法主要是频谱分析法，把时域信号转换到频域来分析，得出移频信号的频谱，根据移频信号的频率频谱特性，可以得出移频信号的频率参数。时域检测法测量精度较高、实时性较强、软硬件成本较低。频域检测法抗干扰能力强，但其运算量大，硬件成本较高[9]
。 2.2.1 M 法
M 法是在给定的闸门时间Ts 内测量被测信号的脉冲个数Nc ，进行换算得出被测信号的频率fs
[10]
。
以图2.3为例，把N 除以T 就可以得到信号的频率：
s
c
s T N f
Ts 为常值 (2.2)
计数脉冲个数： Nc
给定的闸门时间：Ts
图2.3 M 法计数波形
M 法存在被测闸门内±1个被测信号的脉冲个数误差，主要误差源是由于计数器只能进行整数计数而引起的±1误差N N /?=ε；
对于测频法有：
f
f f N N N N S /1/1/1/111111±=±=±=?=ε (2.3)
其中f s1为标准频率信号。
这种测量方法的测量精度取决于闸门时间和被测信号频率。当被测信号频率较低时将产生较大误差，除非闸门时间取得很大。所以这种方法比较适合测量高频信号的频率。但是，低频信号频率在9.0-28.0Hz 之间，不属于高频范畴，所以此方法不适用。 2.2.2 T 法
测周期法是将标准频率信号f s2送到计数器的计数输入端，而让被测频率信号f x2控制计数器的计数时间，所得的计数值N2与被测信号的频率f x2有如下关系：
222/N f f s x = (2.4)
可参考图2.4。
图2.4 T 法计数波形
T 法也存在1个脉冲误差N N /?=ε；
22222222//1/X S S X f T f f N N N ±=±=±=?=ε (2.5)
这种测量方法的测量精度取决于被测信号的周期和计时精度，当被测信号频
率较高时，对计时精度的要求就很高。这种方法比较适合测量频率较低的信号。低频信号频率在9.0-28.0Hz 之间，下边频最高800Hz 左右，上边频最高900Hz 左右，标准频率为1/1000000Hz ，被测周期最低为1.1毫秒，计时精度为1微秒，相差1000倍，误差为千分之一，此方法比较可行。 2.2.3 M/T 法
M/T 法，通过测量被测信号数个周期的时间然后换算得出被测信号的频率，M/T 法实际上就是将测量闸门信号与被测信号同步，使得实际测量时间是被测信号周期的整数倍，所以M/T 法又称为多周期同步测量法。
设实际闸门时间为Ts ，被测信号周期数为Nx ，标准时钟计时值为Ns ，频率为fs ，则被测信号的频率测量值为：
(2.6)
M/T 法中，相对误差与被测频率无关，即对整个测量频率域等精度测量；对标准时钟的计数值Ns 越大则测量相对误差越小；提高门限时间Ts 和标准时钟频率可以提高测量精度；在精度不变的情况下，提高标准时钟频率可以缩短门限时间，提高测量速度。可兼顾低频与高频信号，提高了测量精度。
本方案虽然很好，但测量连续几个被测频率比较困难，有可能还会出现误差比较大的频率，影响采集精度。 2.2.4 方案确定
通过以上各种方案测量方法的比较我选择用T 法（测周期法），结合多次测量，去掉两端数值剩下求平均值的方法，对铁路移频信号频率进行检测，误差还会进一步降低，来保证采集精确度。
S
S X
X f N N f
'
3 硬件电路设计
3.1 硬件总体设计
移频信号检测仪主要由以下4部分组成：电源部分，人机接口部分，模拟信号处理部分，核心控制器部分组成。
电源部分主要为便携式移频信号测试仪提供±5的电源，由于本系统为便携式测试系统，因此采用2节干电池作为电源，采用MAX756芯片实现3/5伏升压变换，并采用7660S芯片实现+5伏到-5伏的电压变换。
接口部分由液晶显示和按键组成，液晶显示用来显示被测参数，按键用来设置测试功能。
模拟信号处理部分主要完成各种不同信号的频率参数和幅值参数的测量主要包括AD转换及量程选择部分、信号处理部分、有效值转换部分、波形变换等四部分组成。
被测信号为交流信号，交流信号需芯片AD736将交流信号的有效值转换为直流信号，6脚输出后然后再经过AD7705行进行模数转换。
核心控制器采用经济型低价位的微控制器AT89C4051芯片。
3.1.1 硬件原理框图设计
硬件原理框图如图3.1所示。
图3.1 硬件设计原理框图
3.1.2 系统特点
该系统的主要特点为：
本系统采用手持便携式外形，内装两节干电池组供电；采用液晶显示，体积小，重量轻，方便现场携带和使用；
具有测量量程自动识别切换功能，不会因为测量档位选择不当造成仪表损坏或错误读数；
方便的人机接口，便于铁路工作人员进行操作，以便准确测量移频信号的各种参数；
系统为便携式测试系统，因此供电芯片大都采用低功耗芯片，以节省电能，延长通电时间。
3.2 硬件模块设计
3.2.1 电源部分
电源部主要为便携式移频信号测试仪提供士5的电源，主要有三部分构成: 电池部分、电源升压部分和正负电源变换部分。由于本系统为便携式测试系统，因此采用2节干电池作为电源，采用MAX756芯片实现3/5伏升压变换，并采用7660S芯片实现+5伏到-5伏的电压变换[11]。
3.2.2 信号的采集及量程的选择
测量的时候根据信号的大小来选取不同的量程，这样才会达到准确测量的目的。我国移频信号的电压伏值一般为0-400V，因此可划分为四个量程：Y0检测范围（40V-400V）
Y1检测范围（4V-40V）
Y2检测范围（0.4V-4V）
Y3检测范围（0.04V-0.4V）
量程选择采用CD4052多路开关，功能表如表3.1所示，通过CPU来控制它的A、B端口，自动选择合适的量程范围。
表3.1 CD4052功能表
B A Y
0 0 1 1 0
1
1
Y0
Y1
Y2
Y3
量程被划分为四部分后，电压的检测是从最大量程开始选取，由大到小自动切换，这样不易损坏片子，而造成检测仪的损坏；也可以提高测量的精度。
3.2.3 A/D转换及有效值测量
由于铁路上的各种移频信号为交流信号，因此测量它必须先将交流信号转换成直流信号，而它又是模拟信号，所以还必须经过模∕数转换，将它转换为数字信号，这样才能通过LCD（液晶显示）将各种信号准确的显示出来，因考虑到准确性、灵敏性和信号的频率特性，我采用AD736将交流信号转换成直流信号，采用AD7705将模拟信号转换为数字信号。
经计算CD4052采集到的电压信号大小如下：
Y0=（40V-400V）/2500=0.016V-0.16V
Y1=（4V-40V）/250=0.016V-0.16V
Y2=（0.4V-4V）/25=0.016V-0.16V
Y3=（0.04V-0.4V）/2.5=0.016V-0.16V
当AD7705的电源电压为5V时，它可将输入信号范围从0～+20mV到0～+2.5V的信号进行处理，因此上面的电压是符合AD7705的采集范围的，适当时可已经过放大器放大，放大后的电压范围为0.32V～3.2V，与AD7705所能处理的信号范围大体相符合。
3.2.4 频率信号的调制
采集到的频率信号，后面接了一个微分电路，它对于提高电路的稳定性起到了重要作用。信号经过微分电路后它的走向有两个方向，一路是经过LM2907和MAX7400，以及后面的微分电路，它是对低频信号处理，最终达到测量低频信号的目的。另一路则经过了一个低通滤波电路，它所处理的是载波信号，最终达到测量载波信号的目的，低通滤波的截止频率fp= 1/(2πRC)=26.5KHz,它是为了去除毛刺，它的选取一般在信号频率的十几倍到二十倍左右。
4 软件设计分析
4.1 系统总体设计
本仪器的所有测量功能都是在处理器的控制下完成的，所有软件分为控制、管理和计算程序，它控制着整个系统测试过程正常工作。软件部分采用模块化设计方法，采用模块化设计方法便于编程和调试，也为今后的扩展提供了方便。主程序采用单片机C51语言编程，其子程序包括硬件初始化子程序、按键处理子程序、LCD显示处理子程序、模拟开关选通及量程自动转换子程序、AD转换子程序、电源电压低检测子程序、延时子程序等。
当仪器上电后，处理器系统自动复位，然后进入仪器的初始化，初始化后自动进入信号的采集和处理，同时可以响应键盘信息，并进行相应的处理。
系统主程序流程图如图4.1所示。
图4.1 系统主程序流程图
主程序中，首先要进行初始化:变量初始化、I/0口初始化、液晶显示初始化、AD芯片初始化。进行完初始化后，通过电源电压低检测电路(芯片Max813L)判断电源电压是否过低。首先进行量程自动判断，当量程合适时，进行电压有效值测量，进而等待按键输入信号，执行按键选择的相应的处理子程序，进行对应的显示。
4.2 电源电压低检测子程序
4.2.1 硬件分析
根据硬件电路的设计，在电路中MAX813L是专门用来实现电源电压检测的芯片。它不仅能对+5V电源电压检测，还可以对其他电源电压(如12V，-5V)实现检测，如图4.2所示。
图4.2 电源低检测电路
实现两个功能：
RESET接单片机的复位输入脚RESET。系统正常上电复位：电源上电时，当电源电压超过复位门限电压4.65V，RESET端输出200ms的复位信号，使系统复位。
对+5v电源进行监视：PFI的门限电压是1.25V，若R1和R2分压结果使V<1.25V，则PFO端呈现低电平。适当选择R1和R2的分压比，当Vcc一旦下降到阈值电压以下，PFO就从高电平跳变到低电平。
4.2.2 软件设计
当输入端PFI电压低于门限电压时，PFO端由高电平跳变为低电平，则程序可通过判断P1.7口是否为低，如果（P1.7=0）为低则送显示电源电压不足标记，并使单片机进入低功耗模式。若（P1.7=1）不为低时，则不显示,如图4.3所示。
图4.3 电源低检测程序流程图
其中setb idl；待机模式，setb pd；掉电模式，在此处我选用掉电模式进入低功耗状态。
4.3 A/D转换设计
4.3.1 A/D转换芯片分析
AD7705 的串行数据接口包括5个接口, 其中片选输入/CS、串行时钟输入SCLK、数据输入DIN、转换数据输出口DOUT用于传输数据, 状态信号输出口DRDY用于指示什么时候输出数据寄存器的数据准备就绪。当DRDY为低电平时, 转换数据可用；当DRDY为高电平时, 输出寄存器正在更新数据,不能读取数据。器件的A/D转换过程是按设定的数据输出更新速率连续进行的。任何操作都需要对相应片内寄存器送入新的编程指令。
AD7705包括8个片内寄存器,均通过器件串行口访问。
通信寄存器, 它的内容决定下一次操作是对哪一个寄存器进行读操作还是写操作,并控制对哪一个输入通道进行采样。所有与器件的通信都必须先写通信寄存器。上电或复位后,器件默认状态为等待指令数据写入通信寄存器。它的寄存器选择位RS2～RS0 确定下次操作访问哪一个寄存器,而输入通道选择位CH1, CH0 则决定对哪一个输入通道进行A/D 转换或访问校准数据。
设置寄存器, 它是一个可读/写8位寄存器, 用于设置工作模式、校准方式、增益等等。
时钟寄存器,它也是一个可读/写的8位寄存器,用于设置有关AD7705运行频率参数和A/D转换输出更新速率。
数据寄存器,它是一个16位只读寄存器,它存放AD7705 最新的转换结果。值得注意的是,虽然它是一个16位的寄存器, 但实际上它是由两个8位的存贮单元组成的,输出时MSB在前,如果接收微控制器需要LSB在前, 例如8051系列, 读取的时候应该分两次读, 每次读出8位分别倒序, 而不是整个16位倒序。
其他的寄存器分别是测试寄存器、零标度校准寄存器、满标度校准寄存器等, 用于测试和存放校准数据, 可用来分析噪声和转换误差。
4.3.2 A/D转换的硬件分析
采用AT89C4051单片机控制AD7705, 对移频信号进行模数转换。此方案采用二线连接收发数据。AD7705 的/CS 端接地，始终保持低电平。/DRDY的状态通过监视与DRDY线相连的P1.6得到。AT89C4051配置为串行接口方式。其数据串口线RXD (P3.0)与AD7705 的DIN、DOUT 引脚连接在一起。时钟接口TXD（P3.1）与AD7705 的SCLK相连, 为传输数据提供时钟。无数据传送时, TXD 闲置为高电平，如图下图4.4。
图4.4 A/D转换电路
4.3.3 A/D转换初始化设计
对AD7705的编程主要是设置各类寄存器，包括通信寄存器、设置寄存器、数据寄存器等。
通讯寄存器是一个8位寄存器，既可以读出数据也可以把数据写进去。所有与器件的通讯必须从写该寄存器开始，如下表4.1。
表 4.1通讯寄存器各位的说明：
/DRDY RS2 RS1 RS0 R/W STBY CH1 CH0
0 0 0 0 0 0 0 0
X：括号内为上电复位的缺省值
/DRDY 对于写操作，必须有一个“0”被写到这位，以便通讯寄存器上的写操作能够准确的完成。如果“1”被写道这位，后续各位将不能写入该寄存器。它会停留在该位直到有一个“0”被写入该位。一旦有“0”写到/DRDY位，以下的7位将被装载到通讯寄存器。
RS2-RS0 寄存器选择位，如表4.2所示。这3个位选择下次读/写操作在8个片内寄存器中的哪一个发生。
表4.2 寄存器选择位
RS2 RS1 RS0 寄存器寄存器位数
0 0 0 0 1 1 1 1 0
1
1
1
1
1
1
1
1
通讯寄存器
设置寄存器
时钟寄存器
数据寄存器
测试寄存器
无操作
偏移寄存器
增益寄存器
8位
8位
8位
16位
8位
/
24位
24位
R/W 读/写选择。这个选择下次操作时对选定的寄存器读还是写。“0”表示下次操作是写，“1”表示下次操作是读。
STBY 等待模式。此位上写“1”，则处于等待或掉电模式。在这种模式下，器件消耗的电源电流仅为10uA。在等待模式时，器件将保持它的校准系数和控制字信息。写“0”，器件处于正常工作模式。
CH1-CH0 通道选择。这2个位选择一个通道以供数据转换或访问校准系数。校准寄存器0、1、2是用来存储校准系数的，如表4.3所示。
表4.3 通道选择
CH1 CH0 AIN（+）AIN（-）校准寄存器对
0 0 1 1 0
1
1
AIN1（+）
AIN2（+）
AIN1（-）
AIN1（-）
AIN1（-）
AIN2（-）
AIN1（-）
AIN2（-）
寄存器对0
寄存器对1
寄存器对0
寄存器对2
表中指出了哪些通道组合式具有独立的校准系数的。当CH1为逻辑1而CH0为逻辑0时，AD7705是输入脚在内部自己短路。这可以作为评估噪声性能的一种测试方法。在这种模式下，AIN1（-）输入端必须与一个器件允许的共模电压范围内的外部电压相连接。
设置寄存器是一个8位的寄存器，它既可以读数据又可以将数据写入。该寄存器必须先在通讯寄存器中选择后才能进行读或写。它主要用于选择工作模式和输入增益，如表4.4、4.5、4.6。
表4.4 设置寄存器各位说明：
MD1 MD0 G2 G1 G0 B/U BUF FSYNC 0 0 0 0 0 0 0 1
MD1-MD0 工作模式选择。
表4.5 工作模式选择
MD1 MD0 工作模式
0 0 1 1 0
1
1
正常模式
自校准
零标度系统校准
满标度系统校准
G2-G0 增益选择位。
表4.6 增益选择位
G2 G1 G0 增益设置
0 0 0 0 1 1 1 1 0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
4
8
16
32
64
128
B/U 单极性/双极性工作。“0”表示选择双极性操作，“1”表示选择单极性工作。
BUF 缓冲器控制。“0”表示片内缓冲器短路，缓冲器短路后，电源电流降低。此位处于高电平时“1”，缓冲器与模拟输入串联，输入端允许处理高阻抗源。
FSYNC 滤波器同步。该位处于高电平时，数字滤波器的节点、滤波器控制逻辑和校准控制逻辑处于复位状态下，同时，模拟调节器也被控制在复位状态下。当处于低电平时，调解器和滤波器开始处理数据，并在3*（1/输出更新速率）时间内产生一个有效字，FSYNC不影响数字接口，也不使/DRDY输出复位。
6位只读寄存器，它包含了来自AD7705最新的转换结果。如果通信寄存器将器件设置成为对该寄存器写操作，则必定会实际上发生一次写操作以使器件返回到准备对通信寄存器的写操作，但是向器件写入的16位数字将被AD7705忽略。
4.3.4 AD初始化
SCLK应系统初始化为高电平。
在本系统中首先对AD7705写入控制字。对通信寄存器进行写操作，选择通道2，使AD7705处于工作状态，并设置下一次将写设置寄存器,如下表4.7。
浅谈铁路通信信号一体化技术赵永旺 发表时间：2019-07-24T15:51:34.720Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：赵永旺 [导读] 摘要：随着计算机及网络技术的快速进步，推动了信号系统的发展，在发展的过程中，通信系统、信号系统以及信息化系统之间逐渐的实现了融合及组合，向着数字化、智能化的方向发展，而这也是铁路通信信号系统发展的趋势。 赤峰市阿鲁科尔沁旗天山镇查布嘎电务工区内蒙古赤峰市 025550 摘要：随着计算机及网络技术的快速进步，推动了信号系统的发展，在发展的过程中，通信系统、信号系统以及信息化系统之间逐渐的实现了融合及组合，向着数字化、智能化的方向发展，而这也是铁路通信信号系统发展的趋势。在本文中，介绍了当前通信信号设备的现状，接着阐述了通信信号一体化系统结构及关键技术。 关键词：铁路通信信号；一体化技术；发展 一、通信信号设备现状 （一）机车信号与超速防护（ATP） 第一，轨道电路制式多。在当前的铁路通信系统中，通信的制式比较多，而且所采用的轨道电路制式也比较多，这种状态导致在传输信号时十分的混乱。第二，站内轨道电路电码化困难。站内电码化是一个过程，需要逐步的进行完善，不过在最初进行设计时，存在着许多的问题，比如兼容性差、协调性弱等。第三，站内干扰严重，站内轨道电路在工作时，经常会受到同频干扰、外界干扰等不同的干扰，从而导致电路经常问题。 （二）调度集中 目前，我国的铁路行业进行调度时，采用的方式为集中调度，这是一种传统的调度方式，效果并不理想，而且随着铁路现代化、信息化的发展，集中调度的方式已经不能满足铁路快速发展的需求。 （三）无线列调 第一，技术落后，在进行通信时利用模拟单信道，通信质量比较差，而且受到的干扰非常的严重；第二，能力饱和，我国现有的无线列调能力已经达到了饱和，因而无线列调就没有能力再进行列车控制、移动通信等业务；第三，效率低下，在专用系统中，各个部门在工作时，都是独立开展的，缺乏有效地沟通及联系性。 二、现代铁路信号 1949年后，60年来，随着我国铁路事业翻天覆地的变化，中国铁路信号也已经从零发展成为世界铁路信号的强国。今天的现代铁路信号系统，已经成为计算机、现代通信和控制技术在铁路运输生产过程中的具体应用，铁路信号的功能也从传统的保障铁路运输安全的“眼睛”，扩展为保证行车安全、实现集中统一指挥、提高运输效率、改善劳动条件和提升运营管理水平。现代信号技术已成为实现列车有效控制、提高铁路区间通过能力和编组能力、向运输组织人员提供实时信息的必备手段，是铁路的“中枢神经”，是铁路列车提速与发展高速铁路的关键技术之一。 三、通信信号一体化的优势及其系统结构 3.1通信信号一体化的优势 与传统的轨道电路传送信号相比，通信信号一体化具有五大优势：第一，传输可靠性高，传统的轨道电路在传输信号时，传输者只管发送，接受者是否接到信号无法得知，而实现了一体化之后，有效的实现了双向通信，从而保证了信号传输的可靠性；第二，运输效率高，通信信号一体化采用的通信方式为无线通信，这样一来，在传送信号时，实现了移动自动闭塞，使运输效率得到了有效的提高，武县城在设备系统接收信息具有较高的实时性与准确性；第三，传输信息量大，传统的轨道电路在传输信号时，载体是铁轨，这种方式虽能传输的信息量比较小，随着列车速度与目的的不断增加，列车控制信号不断增加，而实现通信信号一体化之后，由于是无线通信，所能传输的信息量大增；第四，降低工程投资和生存期成本，信息传输的方式发生了改变之后，所需要进行的工程投资也相对减少，信息传输不再依赖轨道电路，设备主要集中在室内与机车上，从而实现了投资的降低与故障面的减少；第五，具体有通用性和灵活性，在系统中，只需要保持原有的设备就可以实现双向运行，这样有效的保证了系统的性能和安全，由于系统中采用的是通用组件，所有未来相互独立的子系统升级或者换代时不会对列产的控制产生影响。 3.2通信信号一体化的系统结构及关键技术 从广义上来说，信号系统主要包含四层，从高到低的顺序分别为：第一层，局（部）调度中心，该层的主要作用是进行宏观决策；第二层为分局（局）调度中心，在该层中，包含着许多的结构，主要有调度集中、电力调度、机车调度、车辆调度、设备维修中心；第三层为安全控制设备，主要的作用就是保证安全，车站联锁、道口安全控制等都设置在该层；第四层为最低层，现场的信号机、机车信号等都归属于该层。 四、我国铁路通信、信号系统的发展方向 随着我国高速铁路的跨越式发展，铁路通信信号作为高铁核心技术的重要组成部分，也迎来了高速发展的黄金时期。目前，我国铁路通信信号技术已经迈上了新的台阶，尤其是通过引进吸收国外先进技术、我国已研发出了CTCS、TDCS、等一大批有自主核心技术的铁路通信、信号控制系统，在利用计算机、控制技术方面取得了长足的进步。中国高速铁路的发展需求决定了铁路通信信号的发展方向，不仅对行车安全保障有了更高的标准，还要求通信信号技术能够实现高速铁路站间接发车作业和区间运行的自动化，提高通过速度与列车密度，大大增强高铁运营效率。 4.1铁路通信的发展方向 （1）大力发展GSM-R技术 目前我国铁路对GSM-R技术应用的还不够充分，如有的线路利用GSM-R技术参与列车运行控制，而有的线路仅将其作为一种进行数据传输的移动通信手段。今后我国应重点围绕客运专线建设，做好对GSM-R移动通信核心网的整体布局规划并加大沿线无线网络的建设，全面推进高速铁路无线通信设备的技术进步。 （2）建设综合视频监控技术平台 为满足安全监控需要，需要建设综合视频监控技术平台，主要应用在几点：对铁路重点线路设备的监控；对客运车站重点区域的监
方向为直线、圆曲线或缓和曲线（如第171图）。 第356条 线路、信号标志设在距钢轨头部外侧不少于 2 m 处（警冲标除外）。不超过钢 轨顶面的标志，可设在距钢轨头部外侧不少于 1.35 m 处。 线路标志，按计算公里方向设在线路左侧。 双线区段须另设线路标志时， 应设在列 车运行方向左侧。 1 ?公里标、半公里标，设在一条线路自起点计算每一整公里、半公里处 （如第169 图）。 第169图 2 ?曲线标，设在曲线中点处，标明曲线中心里程、半径大小、曲线和缓和曲线长 度（如第170图）。 第170图 3 ? 圆曲线和缓和曲线始终点标，设在直缓、缓圆、圆缓、缓直各点处，标明所向
第171图 4 .桥梁标，设在桥梁中心里程（或桥头）处，标明桥梁编号和中心里程（如第172图）。 第172图 5 .坡度标，设在线路坡度的变坡点处，两侧各标明其所向方向的上、下坡度值及 其长度（如第173图）。 第173图(1) 第173图⑵
第173图⑶ 6 ?铁路局、工务段、领工区、养路工区和供电段、水电段的管界标，设在各该单 位管辖地段的分界点处，两侧标明所向的单位名称（如第174图）。 第174图 信号标志，设在列车运行方向左侧（警冲标除外）。 1 ?警冲标，设在两会合线路线间距离为 4 m的中间。线间距离不足 4 m时，设 在两线路中心线最大间距的起点处（如第175图）。在线路曲线部分所设道岔附近的警冲标与线路中心线间的距离，应按限界的加宽增加。 2 ?站界标，设在双线区间列车运行方向左侧最外方顺向道岔（对向出站道岔的警冲标）外不少于50 m处，或邻线进站信号机相对处（如第176图）。 3 .预告标，设在进站信号机外方900、1 000及1 100 m 处（如第177图），但 在设有预告信号机及自动闭塞的区段，均不设预告标。 在双线区间，退行的列车看不见邻线的预告标时，在距站界外1 100 m 处特设一 个预告标（如第178图）。
一、单项选择题(只有一个选项正确，共5道小题) 1. 我国铁路使用的信号机最多的类型是 (A) 固定信号 (B) 机车信号 (C) 移动信号 (D) 手信号 正确答案：A 解答参考： 2. 在自动闭塞区段，闭塞分区分界处设置的信号机是 (A) 出站信号机 (B) 通过信号机 (C) 进路信号机 (D) 调车信号机 你选择的答案： B [正确] 正确答案：B 解答参考： 3. 我国铁路广泛使用的道岔转换设备是 (A) 电液转辙机 (B) 电空转辙机 (C) 电动转辙机 (D) 人工扳道 你选择的答案： C [正确] 正确答案：C 解答参考： 4. 调车信号机显示白灯，其意义是 (A) 禁止机车或车列越过该信号机 (B) 禁止列车或车列越过该信号机 (C) 允许机车或车列越过该信号机 (D) 允许列车或车列越过该信号机 你选择的答案： C [正确]
正确答案：C 解答参考： 5. 轨道电路极性交叉的目的是 (A) 检查列车占用 (B) 实现“故障—安全”原则 (C) 传送信息 (D) 控制列车 你选择的答案： B [正确] 正确答案：B 解答参考： 二、不定项选择题(有不定个选项正确，共8道小题) 6. 实现闭塞的方法有 [不选全或者选错，不算完成] (A) 人工闭塞 (B) 半自动闭塞 (C) 自动闭塞 (D) 轨道电路闭塞 (E) 列车运行间隔自动调整 正确答案：A B C E 解答参考： 7. 继电器的主要参数有 [不选全或者选错，不算完成] (A) 吸起值 (B) 释放值 (C) 安全值 (D) 工作值 (E) 转极值 你选择的答案： A B C D E [正确] 正确答案：A B C D E 解答参考： 8. 轨道电路的基本参数有 [不选全或者选错，不算完成]
铁路信号系统新技术的发展与应用（论文） ［摘要］铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要，积极引进采用新技术，大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。［关键词］故障-安全技术、实时操作系统开发平台、数字信号处理、计算机网络技术的应用、通信技术与控制技术的结合、通信信号一体化近10多年来，运输市场竞争激烈，各国铁路，特别是我国铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要，积极引进采用新技术，大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。一、故障-安全技术的发展随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展，故障—安全技术得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障—安全核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构形式，其同步方式有软同步和硬同步。西门子公司、阿尔斯通公司、日本日信公司等推出了不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。故障—安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。二、高水平的实时操作系统开发平台实时操作系统（RTOS,Real Time Operation System）是当今流行的嵌入式系统的软件开发平台。RTOS最关键的部分是实时多任务内核，它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等，这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的。在铁路、航空航天以及核反应堆等安全性要求很高的系统中引入RTOS，可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。随着嵌入式系统中软件应用程序越来越大，对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。在这种情况下，如何保证系统的容错性和故障—安全性成为一个亟待解决的难题。基于RTOS开发出的程序，具有较高的可移植性，可实现90%以上设备独立，从而有利于系统故障—安全的实现。另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会，嵌入式软件的函数化、产品化能够促进行业交流以及社会分工专业化，减少重复劳动，提高知识创新的效率。三、数字信号处理新技术的应用随着铁路运输发展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输的安全性和实时性。因此，引进计算机技术，利用计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术（DSP,Digital Signal Pr ocessing）的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。与模拟信号处理技术相比较，数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着各自的优缺点。频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好，而缺点是在强干扰中提取信号时容易造成解码倍频现象，例如将移频的低频 11Hz误解成22Hz；时域分析的优点是定型准确，而缺点是定量精确地剔除带内干扰难度大。随着数字信号处理技术的新发展，在铁路信号处理中引入了新的实用技术，如ZFFT （ZOOM-FFT）、小波信号处理技术、现代谱分析技术等。目前，我国区间采用的ZPW2000-A 信号发送、接收以及机车信号的接收都采用了数字信号处理技术，日本的数字A TC和法国UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技术。四、计算机网络技术的发展随着计算机网络技术的飞速发展，实施企业网络化管理已成为企业实现管理现代化的客观要求和必然趋势。铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化，从而实现集中、智能管理。（一）网络化，现代铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合，而是功能完善、层次分明的控制系统。系统内部各功能单元之间独立工作，同时又互相联系，交换信息，构成复杂的网络化结构，使指挥者能够全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资源，保证铁路系统的安全、高效运行。（二）信息化，以信息化带动铁路产业现代化，是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线
铁路基础知识及标志 第一节 行车设备 一、车站和列车 （一）车站 车站是在铁路线上设有配线的分界点。其功能作用：办理列车接发、交会，通常还办理客货运输业务及行车技术作业，是保证行车安全，提高线路通过能力的重要设施，也是与运输有关的客运、货运、机务、车辆、工务、电务、供电等部门协调进行生产活动的场所。 （二）列车与车辆 1、列车：必须具备有三个条件：按规定条件把车辆编成列车，并挂有牵引本次列车机车及规定的列车标志。如果不具备这三个条件，不能称为列车。 2、车辆：软（硬）座车：R（Y）Z；软（硬）卧车R（Y）W；（软）餐车（R）ZC；行李邮政车XUZ；棚车P、敞车C、平板车N、罐车G、集装箱车X、矿石车K。 一个完整的货车标记包括基本型号、辅助型号和车号。如：C62A4785930 C是基本型号，表示是货车的敞车；62是辅助型号，表示重量系列或顺序系列；A也是辅助型号，表示车辆的材质或结构；4785930是车号。 二、线路 分为区间线路、站场线路。 1、正线：连接车站并贯穿或直股伸入车站的线路（或者说，直接与区间连通的线路）。正线可以分为区间正线和站内正线，连接车站的部分为区间正线，贯穿或直股伸入车站的部分为站内正线（一般供列车通过、到发之用）。 2、站线 （1）到发线：供旅客列车和货物列车到发的线。【枢纽站段，常将客车到发
线(客场)与货车到发线(货场或列车到达场)独立分开，客车到发线用于接发旅客列车专线【客车到发线(上水等)设备完善】，常常也是货车到发线。货车到发线不能用做客车到发线【货车到发线满足不了】。 （2）调车线和牵出线：专为车列的解体、编组使用的线路。【①调车线又称编组线，供进行列车的解体、编组作业并停放车列或车组的线路。②牵出线供车列、车组转线、转场用的线路，为尽头式，其端部设有土挡。】 （3）货物线：货物装卸所使用的线路。【①供装卸作业用的线路，又称装卸线。②货物线旁要设货物站台、仓库、货场等，线路长度较短】。 （4）其它线：办理其他各种作业的线路。如站内救援列车停留线、机车走行线、机待线、机车整备线、检修线、存车线、迂回线、禁溜线等。 3、特殊用途线：为保证行车安全而设置的安全线、避难线。 4、段管线：由机务段、车辆段、工务段等专用并管辖的线路。 5、岔线：在区间或站内与铁路接轨，通往路内外单位（厂矿企业、砂石场、港湾、码头、货物仓库）的专用线路。岔线直接为厂矿企业服务。有的岔线连接大的厂矿，为取送车的方便，也设了车站，车站间还需要办理闭塞。但这些车站不办理铁路营业业务，仅为取送车服务，均不算入铁道营业车站。 三、道岔 机车车辆从一条线路转向另一条线路的轨道连接设备。 （一）道岔类型：道岔可分为单式和复式两种。每一种又有好些不同类型。 1、单开(式)道岔：单开道岔采用最广泛，是由一条直线线路，向左或向右分岔，同另一条线路连接的设备。 2、复式道岔：在站场中，当需要连接的股道较多时，可以在主线的两侧或同侧连续铺设两个普通单开道岔，如因地形长度限制不能在主线上连续铺设两个单开道岔时，可以设法把一个道岔纳入另一个道岔之内，这就组成了复式道岔。
铁路信号通信实习周记范 文 实习报告为大家整理了《铁路信号通信实习周记范文》，供大家学习参考。 实习第一天，我来到了xx信号工区上岗，做一份完全没有接触过的工作了，心里真的忐忑不安。我对于即将要做的工作要做些什么，真的一点概念都没有，一副听天由命的样子。不过一直以来都很想了解一下人们口中说的信号工工作到底是怎么样，所以这次是一个很好的机会。但是也不止一次听说信号工的工作是需要严谨的作风，粗心大意如我者都不知道会遇到什么样的状况。毕竟是第一份实习工作，无论如何一定要把它做好。来到实习的地方，我见到了我的师傅，信号工区的工长。师傅帮我介绍了工区里面的工人师
傅们。慢慢的我们熟悉了…… xxxx年10月20日星期一晴 休息了两天之后，怀着轻松的心情上班了。到了工区，师傅叫我跟着小师傅学习测试。进了机械室，我看着一排排的组合架，产生了浓厚的兴趣。小师傅拿来移频表，首先教我开关机，这个比较简单，我看了一遍就会了，然后教我各个设备需要用哪个表档测试。然后他拿来测试本在我旁边边指导我读数边记录。还不时的指点我要把每次的测试数据跟原来的比较下，如果超过了变化范围就应该查找原因，及时处理。这样，我在小师傅的耐心指导下，学会了怎样去进行周测试，和周测试的项目。 xxxx年3月4日星期三晴 今天，xx站道岔执表。早上上班之后，工长对当天工作进行了详细的安排之后，对我又提出了许多的要求，特别是人身安全方面。在准备工作完成之后，我跟随师傅和其他工人师傅们按要求提前到达了现场。师傅对我说：“理论是基础，但还需要同实物相结合。这样才能真正的提高。”接下来给我讲解了道岔的组成、各部件的名称及作用。天窗开始后如何检修和测试，各部螺丝如何检查，表示缺口如何检查如何调整，道岔故障电流如何测试，并按师傅的指导进行了实际操作。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3e14535607.html, 铁道信号的发展现状及展望 作者：贺伟 来源：《中国新通信》2013年第14期 【摘要】我国地域广、人口多的特点及现状使得成本低、运量大的铁路运输成为主要的运输方式。而铁路信号则在指挥列车运行，提高运输作业管理效率等方面起着重要的作用，因此铁道信号的及时有效传送是铁路系统安全、高效运行的基础。本文在总结铁路信号发展现状的基础上，结合相关方面的发展，展望了铁路信号新的发展趋势。 【关键词】铁道信号铁路系统智能化铁路建设 一、铁路信号的现状 由于我国近代具体国情，及地方发展的不平衡。我国铁路建设相对落后，并且缺乏科学的总体规划。尤其是各地区以及地区内在铁路信号技术及管理方面存在很多问题；铁路信号技术总体落后，平台化建设缓慢管理不够规范等问题较为突出。 1.1技术方面 由于系统设备的总体落后，我国铁路的调度指挥很大程度上仍旧依赖于人工作业，采用传统的一支笔、一张图、一部电话的调度指挥方式。对地面信号的观察与判断，也任然依赖于司机。随着列车的提速和密度的不断增加，行车调度的指挥工作将会愈发繁忙，这样调度员出现疏略在所难免，这样既降低工作效率，更会影响到列车的安全运行。并且当车速超过一定程度的时候，单单依靠司机的视力很难保证列车的安全。 1.2管理方面 管理方面的问题主要体现在管理分散和管理水平的落后。铁路系统应该是一个整体，在不同的时间和地区的情况差异性较大。现在的铁路虽然装备了各种监测设备，但是由于通信方式的落后，信息处理的速度较慢，使得已有的系统无法真正的发挥作用，无法在整体上将信息进行整合。 1.3人才方面 由于我国通信技术发展想对落后，特别是铁路通信这一块不够重视，投入力度不够大，造成精通铁路信号处理及研发的人才比较匮乏，现在的大部分从事铁路信号方面工作的人员都不是特别专业的，大多是从相似专业或行业转入的。特别是同时精通铁路信号处理和列车调度的人才及其匮乏。 二、铁路信号的发展趋势
铁路信号系统的现状与发展 铁路是一个国家国民经济的主要保障，对每一个国家的发展都有着非常重要的作用。由于铁路运输具有较低的成本、较高的效率和安全性以及能源节约性等特点，当下世界各个国家都在对铁路运输技术的研发速度进行不断地加快和创新，现代铁路发展方向正逐渐走向高速、重载以及高密度。铁路信号系统不但能够在很大程度上保障列车运行的安全性，同时也是让铁路效率得到提升的重要设施之一，是现代化铁路系统中必不可少的重要组成部分。但是，当下我国铁路信号系统依旧还存在着很多问题有待解决，这对我国铁路运输的发展带来了严重阻碍。 1 我国铁路信号系统现状 1.1 自动化程度有待提升 我国继电技术虽然已经越发成熟，但由于较大的设备体积，智能控制和联网集中监测很难得到有效实现。随着微电子技术发展速度的不断加快，在工业控制行业中，继电控制技术已逐渐无法有效满足现代化工业要求，PLC和微机控制等智能控制技术逐渐开始得到普遍使用。而相对于工业控制领域而言，我国铁路信息系统却依旧还是运用继电控制设备，虽然也对一些计算机智能控制设备进行了简单使用，但是较慢的发展脚步，促使大规模的综合控制体系很难得到有效形成，从而也就无法让其整体效率得到显著提升，其资源配置也无法得到优化和完善。 1.2 较低的安全性 由于受到自动化程度的局限，铁路行车调度指挥工作都是运用人力进行，列车的控制也大都是依靠列车司机来观察和判断地面信号。虽然这在传统铁路运行发展过程中有着一定作用，但是随着当下列车速度和密度的不断提升与增长，行车调度指挥工作的也愈加繁忙，相关调度员如果工作时间过长，则很有可能发生疏忽大意的现象，这样
不但会让工作效率降低，同时也会对列车的安全运行造成非常严重的影响。而且，当列车速度超过160 km/h之后，想要单单依赖于列车司机的自身视力，是很难对列车安全运行做到有效保障的。 1.3 管理缺乏统一性，管理水平较为落后 铁路系统属于一个整体系统，时间和地区的不同也就存在较大差异。当下我国铁路信号系统中由于缺乏先进的通信方法，信息传递存在较慢的速度，同时也很难都整体上对资源进行合理分配，虽然已经对微机监测系统进行了运用，但是却并没有让其作用得到充分发挥。其次，我国铁路系统在以往大都是由相关政府部门来进行综合管理，当现行的管理机制促使很多铁路系统人员没有认清自身职责所在，从而也就造成了较低办事效率、较为落后的营销手段以及资源无法得到有效和合理利用的现状。从当下我国市场经济条件的角度上来看，我国铁路系统作为物理行业中主要核心结构之一，应交给企业来管理，通过现代化企业的管理制度，让整体效率得到提升，进而让整体效益得到增加。 2 现代铁路信号系统的特点 2.1 网络化特点 现代铁路信号系统不单单只是有多种信号设备而简单组成的一种系统，而是一种具有完善的功能和层次分明的控制系统。在系统内部中，各个功能单元彼此单独运行，同时又彼此相互联系，对信息进行交换，构建出来非常复杂的网络化结构，能够让相关指挥人员对辖区内的各种情况做到全面了解和掌握，让系统资源得到灵活配置，从而促使铁路系统运行的安全性、高效性得到有效保障。 2.2 信息化 想要保障高速列车运行的安全性就必须对列车线路过程中的信息全面、准确的掌握。因此，现代铁路信号系统大都运用了诸多较为先进的通信技术，例如：光纤通信、无线通信、GPRS以及卫星通信等。 2.3 智能化
浅谈铁路信号电源屏UPS的选配方案 宋福顺 （吉林铁道职业技术学院，吉林吉林132001） 随着我国铁路跨入“高速时代”，UPS的运用也随之日益普遍。铁路信号系统对信号电源系统的要求为：客运专线车站及中继站信号电源应按照双套大容量UPS备用方式配备电源，UPS容量负荷按照除转辙机外的所有用电量计算，有维护人员值守车站UPS供电时间不应小于30分钟，无人维护人员值守车站UPS供电时间不应小于2小时。 目前，市场上的UPS品牌众多，功能不一，选择适合铁路信号系统的UPS具有重要的意义。选择的UPS设备应符合《关于规范铁路专用设备产品准入管理的若干规定》的要求，同时应充分考虑现场的需求及UPS系统的性能参数与特点。应遵循如下原则：安全第一原则。铁路行车要求铁路信号设备在发生障碍、错误、失效的情况下，应具有导致减轻以至避免损失的功能，以确保行车安全，这一要求被称为铁路信号故障-安全原则。UPS作为铁路信号电源的防护设备，必须在铁路信号供电电源故障时，保障供电的可靠性；同时UPS故障时应能保证铁路信号的核心设备，如CTC、列控中心的供电安全。 技术先进原则：UPS方案要采用代表国际UPS新技术的设备，要达到或接近有关国际标准。 经济合理原则：UPS方案要根据当地实际情况，以满足现场需求为目标，保证UPS在各种工作状况下，对信号负荷的可靠、稳定、安全供电，不得一味求高求全。在满足需求的条件下，选择性价比高的设备。 数据准确原则：弄清信号负荷的有关技术数据。对重要的信号设备，需要通过做试验来掌握准确数据资料。 在上述原则的前提下，尽量选择信誉好的企业进行合作，以确保设备质量。从技术角度应做到现场需求因素与UPS系统特性的相适应。 UPS的选择与配置方案如下： 1确定UPS的容量 选择UPS最关键的一步是根据所连接设备的容量确定UPS的容量（功率）。在确定UPS容量时，需要考虑以下两个因素：（1）各车站信号负荷数据需准确；信号负荷的工作特性要清楚；例如：ZYJ7型电液转辙机的工作电流及启动电流，25Hz分频器的工作条件等。 （2）当负荷侧发生过载或短路时，UPS保护动作应有选择性。选择电源设备容量一般是以额定电压与额定电流为计算依据，如果以此来计算UPS容量则会使容量选得偏低，有可能造成UPS因过载或操作过电压而引起频繁跳转旁路由市电供电，由于市电电源未经过稳压过程而可能因冲击电流太大造成跳闸断电，使信号负荷失电，不能正常工作。比如：三相电液转辙机启动电流是额定电流的4耀5倍，25Hz分频器空载投入时的启动电流可达额定电流10倍以上。所以，确定UPS容量时，除了考虑信号负荷平均功率以外，还要考虑非线性负荷的峰值电流及持续时间对电源的影响。当然，对25Hz分频器这类感性负载还需采取其他措施来减弱对UPS的冲击。 考虑到铁路信号负载的特性，以及UPS设备本身的功率因数，UPS工作在其输出有功功率的70%工作为最佳。设铁路信号系统的 负载容量为，输出功率因数为Pf，那么UPS额定容量的计算按下式所示： S=P/70%/P f 计算后，按其UPS的规格，向上取整便可以确定UPS的输出容量。另外还应考虑到网络系统将来扩容的可能，在选择UPS系统的容量时，应留有不定的余量。 2根据规定的供电时间，选择合适容量的蓄电池 蓄电池的容量除了考虑上述因素，还要根据蓄电池的放电特性曲线，满足延迟规定时间不间断供电的要求来确定电池容量。 3确定所需UPS的类型 根据负载对输出稳定度、切换时间、输出波形确定是选择双变换式、互动式、后备式的UPS结构，以及正弦波、方波等输出信号类型。双变换式UPS，一般采用在线式结构，它的输出稳定度、瞬间响应能力比另外两种强，对非线性负载及感性负载的适应能力也较强。铁路信号系统要求采用双变换式UPS。如果要使用发电机配短延时UPS，推荐用在线式UPS，因为普通发电机的电压及频率的稳定性较差，用互动式及后备式可能导致工作不正常。某些品牌的UPS（在线式）不能带发电机，会转旁路供电，购买时要了解清楚。4根据铁路信号系统的可靠性要求，选择适合的UPS配置方式UPS的主要有三种配置方式，即单台UPS、并联UPS，冗余UPS。为确保行车安全，铁路信号系统，尤其是高速铁路信号系统，多采用冗余UPS，提高铁路信号供电系统的可靠性和稳定性。 5UPS系统电源保护解决方案 根据铁路信号系统的实际需求，常用UPS电源保护解决方案有以下三种。 集中式保护—— —整个网络系统用一台大容量UPS集中供电。这种方式的优点是可靠性较高。缺点是需要专门布线、专人管理、安装维护费用较高、系统不易扩容。一旦UPS发生故障，将影响整个系统的正常运行。 分布式保护—— —将网络系统分成几个部分,（划分的原则可以是以机器的物理位置就近原则，也可以以重要性为原则），对各部分分别用小容量UPS进行分布式保护。这种保护方式的优点是布线简单、系统易于扩容、安装维护简单、费用低、一般不需要专人管理，电源故障容易隔离、外理。一台UPS出现故障，不会导致整个系统的运行受到影响，更重要的是可以避免PC机等终端设备起动时的冲击电流对有服务器的影响。 综合式保护—— —对UPS涉及到的系统，如计算机网络系统、机房空调系统及安全系统进行全方位保护。 6UPS的抗干扰能力 铁路信号系统周围存在着接触网和各类无线通信设备，来自电网的高频电磁干扰将严重干扰铁路信号系统的安生运行，可能造成数据丢失、出错、传输率下降等问题，尤其是对于传输网络中有高端服务器、光盘库、磁盘阵列等设备时影响更加突出。 雷击、闪电及电网上的高能浪涌严重威胁UPS系统和铁路信号系统的安全，如无相应的保护措施，将造成UPS系统及计算机网络硬件和软件的损坏。所以在选择UPS时，应选择具有高抗干扰能力的UPS，UPS的相关指标要符合国家和国际的安全标准以及铁路的行业标准。 7UPS应有智能化功能 UPS系统中大多选用密封式免维护铅酸蓄电池。蓄电池价格较贵，成本约占整个UPS系统总成本的1/4~1/5。对长延时(后备供电时间为8小时）配置，蓄电池的成本甚至超过UPS主机的成本。蓄电池的设计寿命大多为3~5年，而其实际使用寿命与电池的使用环境和条件密切相关，所以对电池的管理至关重要。 一台好的UPS应具备智能化的电池管理功能，具有在线检测电池及防止电池过充电、过放电的功能。 同时UPS系统应具有智能化电源监控管理功能。UPS通过RS232串口与计算机连接，结合智能化电源监控软件实现对UPS系 统的智能化管理和监控。也可通过SNMP适配器连接到网络上，使UPS成为网络中的一个独立节点。用户可通过SNMP适配器，通过 系统网管软件或IE浏览器，实现UPS的远程网络监控与管理。 8易操作性和易维护性 应选用易于操作、易于维护、方便维修的UPS品牌。现在市场上许多品牌的UPS均采用LCD(液晶显示屏），将UPS的运行状态及各种参数显示在LCD上。与传统的LED指示方式相比较，LCD显示方 摘要：不间断供电系统又称不间断电源或不停电电源，英文缩写为UPS（Unintrruptable PowerSystem）,是一种现代化电源设备。铁路电源屏上广泛的应用该设备，现场对如何选择合适的UPS没有明确提出，文章主要对铁路信号电源屏的如何选择配置合适的UPS做出简单的谈论，希望对现场有一定的帮助。 关键词：UPS；电源屏；选配 55--
国内铁路信号技术发展及趋势 铁路运输与其他各种现代化运输方式相比较，具有受自然条件影响小、运输能力大，能够负担大量客货运输的显著特点。迫于运输市场愈演愈烈的竞争，各国铁路部门都在积极采取铁路新科技来提升铁路的运输能力。而在实现高速、重载运输的同时，要保证列车的行车的安全，就不能不提到铁路信号。铁路信号设备是保证列车行车安全的重要基础设备，其技术水平发展直接影响到了行车安全水平和铁路运输效率。 1.铁路信号的定义 铁路信号是用特定的物体（包括灯）的颜色、形状、位置，或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。铁路信号是铁路运输系统中，保证铁路行车安全、提高区间和车站通过能力以及编解能力的手动控制及远程控制的技术和设备的总称；是在行车、调车工作中，用于向行车人员指示行车条件而规定的符号；是显示、联锁、闭塞设备的总称。 2.铁路信号作用及发展历程 铁路信号的最主要的功能就是保证铁路行车安全。 随着列车运行速度的不断提升，从最初的人持信号旗、骑马前行、引导列车前进；到逐渐发展的球形固定信号装置、电报信号、连锁机、轨道接触器、自动停车装置；到后来出现的车内信号、调度集中控制、行车指挥自动化等设备。 每一次铁路速度的提升就会要求一种新型铁路信号的出现；每次铁路信号的革新，就会给铁路运输带来一次质的飞跃。随着铁路信號技术的发展和铁路信号的广泛应用，铁路信号的发展也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益的一种现代化技术手段。 3.铁路信号的组成
3.1信号控制设备 信号控制设备是指信号联锁系统，是保障铁路运输安全的核心，是铁路信号中最重要的组成部分。信号控制设备通过信号传输设备接收和发送不同的信息，经由联锁关系来控制信号设备及各种信号的显示。 3.2信号显示设备 信号显示设备指接收来自于信号控制设备的信息，通过信号机，机车信号，控制台、显示器，音响等设备，采用声、光等信息，来实时反应列车和相关信号设备状态的铁路信号设备。 3.3信号传输设备 指服务于信号控制系统与信号显示系统之间，进行各种信息互通的传输设备及媒介。 3.4信号防干扰措施及设备 指为防止信号被其他因素干扰而产生错误的信号显示而设立的防干扰设备及措施。 4.国内铁路信号技术及发展趋势 4.1信号控制设备的技术发展 信号控制设备中的核心是联锁系统。 国内联锁系统发展主要历经了早期的继电器联锁，90年代时期的计算机联锁加安全型继电器执行形式的控制系统，以及目前在广泛推广的计算机联锁系统。 计算机联锁除了自身的联锁系统管理之外，还可以向旅客服务系统、列车运行监督系统以及列车指挥系统等提供信息，加快铁路运输管理的一体化的实现。随着计算机技术的迅速发展，尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究，计算机联锁技术日趋成熟，我国的计算机联锁也逐步开始由计算机联锁加安全型继电器控制型向全电子计算机联锁转变。 全电子计算联锁系统是基于未来铁路及城市轨道交通联锁设备集成度高、安装速度快、维护方便的使用需求而研制；具有模块化程
铁路信号系统新技术的发展趋势 近20多年来，在运输市场激烈竞争的压力下，各国铁路，特别是发达国家铁路为实现提速、高速和重载运输，积极引进采用新技术，大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。 一、故障-安全技术的发展 随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展，故障—安全技术得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障—安全核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构形式，其同步方式有软同步和硬同步。西门子公司、阿尔斯通公司、日本京山公司、日本日信公司等推出了不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。 故障—安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发 展打下坚实的基础。 二、高水平的实时操作系统开发平台 实时操作系统（RTOS,Real Time Operation System）是当今流行的嵌入式系统的软件开发平台。RTOS最关键的部分是实时多任务内核，它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等，这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的，也就是RTOS 的应用程序接口（API,Application Programming Interface）。在
铁路、航空航天以及核反应堆等安全性要求很高的系统中引入RTOS，可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。随着嵌入式系统中软件应用程序越来越大，对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。在这种情况下，如何保证系统的容错性和故障—安全性成为一个亟待解决的难题。基于RTOS开发出的程序，具有较高的可移植性，可实现90%以上设备独立，从而有利于系统故障—安全的实现。另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会，嵌入式软件的函数化、产品化能够促进行业交流以及社会分工专业化，减少重复劳动，提高知识创新的效率。 在铁路这样恶劣工作环境下的计算机系统，对系统安全性、可靠性、可用性的要求更高，必须使用安全计算机，以保证系统能安全、可靠、不间断地工作。而安全计算机系统的软件核心就是RTOS。目前，英国的西屋公司（Westinghouse）已经在列车运行控制系统中采用了RTOS，瑞典也有很多铁路通信和控制系统采用OSE实时操作系统。 采用实时操作系统可以满足如下性能或特性： 提高系统的安全性。实时操作系统可以成为整个软件系统的中间件，即实时操作系统通过驱动程序与底层硬件相结合，而上层应用程序通过API和库函数与实时操作系统相结合。实时操作系统完成系统多任务的调度和中断的执行，这样系统的安全模块和非安全模块将会得到有效的隔离，RTOS可以很好地解决硬件冗余模块的同步问题。
铁路信号智能电源系统 铁路信号技术的发展，需要有综合电力电子技术、信息技术、电工新技术的更安全、更可靠、更容易维护、更方便使用、寿命更长、体积更小的新型智能化电源系统。 为满足铁路高速发展的需要、北京特锐电子科技开发有限公司、铁路部电化局北京电铁通信信号勘测设计院及郑州铁路局武汉分局武昌电务段共同研制了"铁路信号智能电源系统"，并由北京特锐电子科技开发有限公司生产。 铁路信号智能电源系统的概述： 铁路信号智能电源系统属于铁路电源领域中新一代的产品，其特征为：它含有以计算机为主构成的现场检测层和电源变换层、隔离保护层。现场检测可通过远程网和局部网使远端机和副控机与主控机同步运行并可进行自动电话拨号报警和现场图像监视，主控机对电源的运行实时监测。电源变换层将输入交流电源变换为不同电压、功率、直流或交流、相互隔离、具有完善保护功能、能满足铁路信号使用要求的输出电源。隔离保护层对电源系统进行避雷保护、分级断路器保护、变压器隔离用输出短路保护。具有智能化、网络化、模块化、高可靠、高安全、高效率、小体积、少或免维护的优点。 铁路信号智能电源系统的具体特点： 本产品充分利用成熟的新技术，采用系统工程的思想，设计和研制了新型的智能化、网络化、模块化、热备份、标准化、安全型的铁路信号电源系统，充分考虑了其安全性、可靠性、易用性和易维护性。 系统具有过压/欠压/断相/错相检测的输入电源自动/半自动/手动转换系统、集中输入输出配电系统、微电脑补偿自动旁路稳压系统及R 型隔离变压器系统、UFB/辅助电源/报警一体化系统、标准化多模式双机模块直流电源系统、直流模块限流+容量冗余+完全热备份主备用结构、主/备25HZ电子变频电源系统、电子开关双机冗余闪光电源、轨装型隔离传感器系统、本地浪涌抑制系统+外配避雷系统结合的抗雷击系统、直接利用现有电话网的PSTN直接数据通路远程联网技术、对等网方式的局部联网技术、主回路分级断路器保护技术、副回路带LED显示熔断器保护、标准19英寸机柜（设备均改造为19英寸标准机箱模式）、导线连接采用先进的笼式弹簧接线端子、所有主回路断路器、接触器、继电器、模块正常/故障状态、输入输出电流/电压等均由检测计算机动态监测、记录、打印及报警，并可由设于本地另一场所的副控计算机和设于远方的远端计算机准同步检测。 本产品可以根据实际需要选择模块组合构成，以适应不同规模车站的要求。 ● 适应多种制式的高频开关电源模块 1.采用开关电源方案,效率高、体积小、重量轻,输入电压范围宽,实现AC220V±20%。 2.输出电压可调范围宽，可按使用要求全范围22V～60V连续调压。
8 高速铁路的信号与通信 8.1 概述 高速铁路的服务宗旨是“安全、正点、快速、舒适”。发展高速铁路不可能也不应只突出快速，更需要建立全新的运输模式，要在安全、正点、舒适上做文章。高速铁路信号系统是保障列车运行安全、提高运输效率的关键技术装备，对全面实现高速铁路的服务宗旨举足轻重。 当今信息产业正以超出人们预料的速度迅速发展，通信和控制领域正发生一系列深刻变化，这必会对铁路信号、通信产品和服务产生积极影响。这种影响主要表现在两方面：第一方面是产品的硬件和软件不断升级换代，产品安全性、可靠性、可用性和可维护性逐步提高，追求更高的性能价格比。第二是向综合自动化方向发展，向更便利的人机对话方向发展，向全面提高运输质量和路网运输能力的方向发展，以满足运营的要求。 高速铁路信号系统是完成行车控制、运营管理的综合自动化系统，主要是由用于指挥行车的综合调度系统，用于控制列车行车间隔的列车运行控制系统（简称列控系统），用于控制进路的联锁系统以及代用信号设备和专用通信设备组成。这是一套完整的信号安全制式，如图8-l所示。高速铁路信号系统的设备主要布置在调度中心、车站、区间信号室、车辆段、维修基地、线路旁和列车上。 8.2 高速铁路的信号技术 铁路信号技术是随着百年铁路的发展以及继电器、半导体、电子信息技术的变化而不断演进的。随着运行速度的提高，列控系统、超速防护系统以及综合调度系统等成为高速铁路必不可少的信号技术。 高速铁路与普通铁路不同之处主要有：①高速铁路设置综合调度系统，对列车运营指挥实行集中控制方式；②取消传统的地面信号机，采用列控系统；③采用计算机网络传输和交换与行车、旅客服务相关的信息。 高速铁路信号系统由综合调度系统、列控系统、计算机联锁系统等几个部分组成，各部分之间通过具有保护功能的广域网联接，并传输信息。传统的话音、信号凭证指挥方式不再适用于高速铁路。以下简要介绍一下综合调度系统、列控系统、计算机联
高速铁路信号系统发展现状及发展趋势分析 发表时间：2017-09-29T17:09:14.293Z 来源：《基层建设》2017年第14期作者：雷文超[导读] 摘要：随着经济的快速发展，铁路作为陆上交通的重要工具在我国的经济发展中发挥着越来越重要的作用。 武汉铁路局襄阳电务段湖北襄阳 443000 摘要：随着经济的快速发展，铁路作为陆上交通的重要工具在我国的经济发展中发挥着越来越重要的作用。尤其是近些年来，随着我国高速铁路网络的逐步建成并完善使得我国各地之间的交通更为方便、联系更为紧密。高速铁路信号系统是确保高速铁路能够正常运行的重要一环。基于此，本文主要阐述了高速铁路信号系统的发展现状和特点，并且探讨出高速铁路信号系统的发展趋势，从而进一步促进我国高速铁路信号系统的发展。 关键词：高速铁路；信号系统；现状；发展趋势 1我国高速铁路信号系统现状 1.1自动化程度有待提升 我国继电技术虽然已经越发成熟,但由于较大的设备体积,智能控制和联网集中监测很难得到有效实现。随着微电子技术发展速度的不断加快,在工业控制行业中,继电控制技术逐渐无法有效满足现代化工业要求,PLC和微机控制等智能控制技术逐渐开始得到普遍使用。而相对于工业控制领域而言,我国铁路信息系统却依旧还是运用继电控制设备,虽然也对一些计算机智能控制设备进行了简单使用,但是较慢的发展脚步,促使大规模的综合控制体系很难得到有效形成,从而也就无法让其整体效率得到显著提升,其资源配置也无法得到优化和完善。 1.2安全性方面存在不足 在自动化程度比较高的国家,铁路信号系统的控制和管理以及识别基本上都是依靠技术进行保障,但是由于我国铁路信号系统的自动化程度不高,这就更多的需要由人力来完成许多的工作,比如火车司机对于地面信号的观察和判断等,这种工作方法在以前铁路发展不太发达的时期较为有用,但随着铁路运输不断提速、高铁动车运输的发展,单纯的依靠人力进行控制和管理铁路信号系统己经很难适应了,而且这种方式的安全性存在很大问题,而且会严重影响工作效率。 1.3管理缺乏统一性,管理水平较为落后 首先，从我国当前的高速铁路信号系统管理模式来看，其管理缺乏统一性，管理水平相比于国外发达国家较落后。同时，自上到下的管理体系不健全，不能够将高速铁路信号系统的相关管理要求和规定落实到位，部门之间的配合不协调，以至于在实际情况中出现很多不必要的问题。其次,我国高速铁路系统在以往大都是由相关政府部门来进行综合管理,而现行的管理机制促使很多铁路系统人员没有认清自身职责所在,从而也就造成了较低办事效率、较为落后的管理手段以及资源无法得到有效和合理利用的现状。从当下我国市场经济条件的角度上来看,我国高速铁路系统作为交通运输行业中主要核心机构之一,应交给企业来管理,通过现代化企业的管理制度,让整体效率得到提升,进而让整体效益得到增加。 2现代铁路信号系统的特点 2.1网络化特点 现代铁路信号系统不单单只是由多种信号设备而简单组成的一种系统,而是一种具有完善的功能和层次分明的控制系统。在系统内部中,各个功能单元彼此单独运行,同时又彼此相互联系,对信息进行交换,构建出来非常复杂的网络化结构,能够让相关指挥人员对辖区内的各种情况做到全面了解和掌握,让系统资源得到灵活配置,从而促使铁路系统运行的安全性、高效性得到有效保障。 2.2信息化 想要保障高速列车运行的安全性就必须对列车运行过程中的信息全面、准确的掌握。因此,现代铁路信号系统大都运用了诸多较为先进的通信技术,例如：光纤通信、无线通信、GPRS以及卫星通信等。 2.3智能化 铁路信号系统的智能化主要分为两个部分：其一,系统的智能化；其二,控制设备的智能化。系统智能化主要是指相关管理部门结合铁路系统的实际状况,通过运用先进的计算机技术来对列车的运行进行合理规划,促使最优化的铁路系统能够得以有效实现。控制设备的智能化则主要是指通过对智能化的执行机构进行合理运用,促使指挥者所需要的信息能够得到准确、快速地获取,同时使其能够按照相关指令来对列车的运行进行合理指挥和控制,从而让列车运行的安全性得到有效保障。 3高速铁路信号系统发展趋势 3.1无线通信在高速铁路信号系统上的运用 无线通信的高速铁路信号系统通过利用车地间双向信息通道以实现对于运行列车的闭环控制，从而使得列车运行的安全性与可靠性大为提高。无线通信的高速铁路信号系统是现今高速铁路信号系统发展的重点，相较于原先所使用的CTCS中国列车控制系统对于列车运行的位置、速度等的相关信息都有着明确的显示，同时通过使用无线通信的方式与高速列车的车载设备进行数据交换与控制，从而实现对于列车运行状态的实时监控，在列车安全运行的前提下以最大限度的提升列车运行的密度。 3.2采用车地无线通道的控制方式 在现今的高速列车的控制中主要使用的是车地无线通道的控制方式以实现对于列车信息的交互。在列车的运行过程中，车载设备将高速列车的速度、位置等的运行信息通过使用GSM-R无线网络传输至无线闭塞中心中，无线闭塞中心通过对接收到的信息数据对比前车的占用信息来对当前列车的行车许可进行计算，待到计算符合要求后再将许可通过使用GSM-R无线网络发送至车载设备中。在这一高速列车的控制系统中，采用的是集中控制，无线闭塞中心通过联锁设备和列控设备对轨道的占用情况进行分析判断来对列车发出运行许可。由于在列车运行控制中采用的集中控制方式，不论控制中的任何一个环节出现故障都会导致高速列车行车许可计算失败从而造成安全事故的发生。为提高列车的安全运行，需要在对现今采用的车地信息交换的基础上研发出更为自主智能的通信方式，从而使得高速列车运行中的前后车的通信可以绕开列控中心，通过高速列车自身的自主定位和前后车之间的自主传递等的方式进行，从而进一步由车载设备自主计算列车的行车许可，自主实现高速列车超速紧急预警的方式控制高速列车的运行。通过构建车、车之前的信息传递，实现前后车之间的位置、速度等信息的传递，此外，在高速列车的运行过程中，前车还可以通过主动发送追尾碰撞警告、紧急事件预警以及道路信息通告等的信息以实现高速铁路运行的自主智能控制，确保列车的安全运行。