中国铁路通信系统原理

铁路工程的信号通信技术与应用作为交通领域的主要组成部分之一，铁路在现代化建设中扮演着重要角色。

信号通信技术的应用，为铁路行业的安全、高效运行提供了有力保障。

下文将从信号通信技术的基本原理、应用场景以及未来发展趋势三个方面展开论述。

一、信号通信技术的基本原理铁路行业的信号通信技术主要分为两类，一种是信号系统，另一种是通信系统。

信号系统主要负责控制车辆的运行，保证路面设备的工作正常；通信系统则主要负责车站之间、车辆之间的信息传递。

两者协作构成了铁路行业的信号通信系统，进而保证了铁路行业的正常运行。

1.信号系统原理铁路行业的信号系统采用的是电子控制技术，通过信号灯、车场、地面设施来控制车辆行驶。

在灯色、位置、数量等方面都有所区别，具体表现为：（1）列车移动阶段所匹配的信号灯颜色和位置①绿灯：行驶方向明确，可以起动。

②黄灯：停车紧急，禁止起动。

③红灯：禁止起动。

（2）车站接近信号标志①进站信号：发车放行的标志，绿灯表示准许进站，黄灯表示减速，红灯则表示禁止进站。

②出站信号：核载发车的标志，与进站相反。

（3）地面安全设施①轨道电路：安装在铁轨两侧的设施，检测车辆行驶状态，确保运行安全。

②信号珠：采用不同颜色和尺寸配合灯光进行下一个信号的变化和车辆禁放信息传递。

2.通信系统原理铁路行业的通信系统一般采用一些专门的频率进行无线通信或光纤电缆进行传输，具体表现为：（1）微波频率无线通信微波通信技术应用广泛，主要是因为其具有传输速度快、带宽大、距离远的特点，同时抗干扰的能力也较强。

（2）切换电缆通信切换电缆（SATE）是通信领域中的一种光缆，并通过互联网络进行信息交换。

二、信号通信技术的应用场景铁路行业的信号通信技术在高铁、普速、地铁等场景中都得到广泛的应用。

1.高铁场景高铁场景在信号通信技术的应用方面，主要是轨道电路告警、应答器运行监测、联锁系统的数据传输等等。

其中，压力传感器是相对核心的部分，采用的原理是采集来自铁路路况、车辆抖动、车轮卡轨等情况下产生的压力变化，通过光电传感器将涉及到的参数传输至服务器。

CH0:1、现代铁路信号系统，是集计划(管理)、控制、监测、维护为一体的综合化、集成化的复杂系统、安全-关键系统。

2、铁路信号关键技术——故障-安全技术3、CTCS-2系统限速设置流程：a、调度中心向车站下达限速调度命令b、车站值班员签认限速调度命令c、向车站列控中心传送限速调度信息d、列控中心选择限速报文并向应答器传送e、列车在经过有源应答器时接收限速信息4、基于固定闭塞的目标距离控制—点连式5、基于移动闭塞的目标距离控制，行车许可生成原理：列车的占用检查由车载设备自行计算；地面设备根据列车发送的位置计算和给出行车许可；两车追踪，后车根据地面给出的限速信息向前搜索障碍点，计算允许速度。

行车许可生成过程：在移动闭塞方式下，两车追踪的情况中，列车实时计算自身的位置，并通知地面设备，地面设备将前车的位置连同本列车前方所有障碍点、限速点等信息发送给本列车，可见前车的位置对于本列车来说等同于线路上其他障碍点，只是限速为零，本列车从自身车头开始向前搜索，将所有障碍点的限速信息综合考虑，计算当前的允许速度，进行速度监控。

6、固定闭塞列控系统特点：依靠地面检查列车占用情况，两车追踪时以前车为参考点向后顺序开放信号，为后续的列车生成行车许可。

移动闭塞列控系统特点：依靠列车自行实现精确定位并报告给地面，两车追踪时后车获取前方信息后向前计算行车许可。

7、移动闭塞列控系统运行过程：列车实时计算自身的位置，并且依赖点式应答器的定位信息实现精确定位，并通过无线传输发送到地面子系统，地面子系统将目标停车点（前方列车尾部）连同其他线路上的障碍点信息（位置、限速等）发送给列车，车载子系统利用这些信息进行相应的计算，将计算的允许速度通过人机界面通知司机，按照允许速度进行驾驶。

8、移动闭塞列控系统地面设备：增加了无线传输方式，地面设备没有轨道电路设备而是增加了无线闭塞中心，车载子系统也不依靠信号行车。

地车信息传输方式仍然采用的是点-连式传输方式，包含连续式的无线传输，也包含点式的应答器等方式。

铁道通信概论王金兰2电话系统—互联互通靠交换The artery of railway transportation .目录消失了的电话接线员人工交换走向自动“纵横制”取代“步进制”数字通信时代的名星我国铁路程控交换机的发展80年代电话接线员世纪年代初期，我国铁路大量的电话交换机还都是人工交换机，人工交换机分磁石式和共电式两种•磁石式交换机。

一般为50门或100门，即一台交换机能收容50个或100个电话用户，对它们之间的通话要求由电话员进行接线，交换台上设有每个用户的号牌或指示灯和塞孔。

世纪年代初期，我国铁路大量的电话交换机还都是人工交换机，人工交换机分磁石式和共电式两种•共电式电话交换机。

与磁石式交换机类似，也由电话员接通电话，只是用户的电话机比磁石式电话简单，没有手摇发电机。

拿起话筒就可以呼叫电话员，这部分供电由交换机供电，大家共用交换机的电源，所以叫共电式。

磁石式的用户号码牌被用户灯替代。

•用户摇动手摇发电机(磁石式）或摘机（共电式）送来呼叫信号时，交换台上的代表该用户的号牌掉落（磁石式）或指示灯亮（共电式），同时显示呼叫用户的号码用户发起通话•电话员即可拿起一根空闲的塞绳，将其一端的插塞（应答塞子）插入呼叫用户的塞孔，并将电键扳向通话一侧，询问呼叫用户要通话的号•用户回答后，电话员将呼叫塞子插入被叫用户塞孔接线员连接用户通话•被叫用户摘机应答后，电话员通知被叫用户通话通话被叫用户摘机应答电话接线员的工作过程北京1234北京枢纽局---长途台长途台—上海枢纽局上海枢纽局-用户上海5678长途电话•史端桥，自动电话交换机的发明者，美国人。

•史端桥的故事我国世纪年代后期，开始引进步进制自动电话。

年，铁道部要求门以上的电话所，不论新建或扩建，在条件允许时，力争史端桥电话交换全部采用步进制交换机。

步进制交换机。

由主叫用户拨号直接控制交换机接线器的定位，因此要求用户的电话机还有拨号键盘，直接呼叫被叫号码，用户拨每一个号码时，送出一个脉冲，控制交换机的选号，这是利用电脉冲“开、关”功能的机电式选叫方式。

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。