火车轨道铁路运输设备——铁路信号的历史沿革与发展
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浅谈铁路信号技术的发展作者:李金文来源:《中小企业管理与科技·上旬刊》2011年第01期摘要:目前,人们对铁路信号有不同的理解。
有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用,铁路信号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、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。
关键词:铁路信号技术发展趋势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。
目前,人们对铁路信号有不同的理解。
有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
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。
1 铁路信号技术的历史发展随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用,铁路信号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、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。
1825年,世界上第一列列车在英国运行时用一人持信号旗骑马前行,引导列车前进。
1832年,美国在纽卡斯尔-法兰西堂铁路线上开始使用球形固定信号装置,以传达列车运行的消息。
如列车能准时到达则悬挂白球,如晚点则挂黑球。
这种信号机每隔5公里安装1架。
铁路员工用望远镜了望,沿线互传消息。
1839年,英国铁路开始用电报传递列车运行消息。
1841年英国铁路出现了臂板信号机。
1851年英国铁路用电报机实行闭塞制度。
1856年,J·萨克斯贝发明机械联锁机。
1866年,美国利用轨道接触器检查闭塞区间有无机车车辆。
60年铁路信号的发展历程在铁路运输的实践中,即使铁路线路、桥梁、机车和车辆等设备条件良好的情况下,也会发生列车冲突和颠覆等重大事故。
发生列车冲突的原因可能是两列或多列列车同时占用一个空间造成的;也可能是由于道岔位置不正确而导致列车驶入错误线而造成冲撞;另外,列车速度超过了线路限制速度也会引起颠覆事故。
为保证安全,铁路部门在划定的空间入口处设置信号机以指挥列车能否可以驶入该空间。
信号机的开放,必须检查线路的空闲、道岔位置的正确和敌对信号的关闭,以防止列车冲突和颠覆等重大事故的发生。
因此,在现代铁路运输系统中,除了铁路固定设备(线路、桥、隧)和移动设备(机车、车辆),还需要铁路信号系统,简称铁路信号,他们构成了铁路运输系统三个不可分割的技术基础。
铁路信号系统是为了保证运输安全而诞生和发展的,系统的第一使命是保证行车安全,也可以这样说,没有铁路信号,也就没有铁路运输的安全。
1949年以前,我国铁路信号非常落后,没有成形信号制式,东北等铁路沿用日本遗留的初级信号设备,胶东半岛采用德国设备,云南的米轨铁路采用法国制式。
没有铁路信号设备生产能力。
以手板道岔、人工动作臂板信号为主要手段,信号技术十分落后。
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。
针对我国铁路的不同发展情况,形成了完备的信号制度与制式标准,建立了雄厚的铁路信号生产、研发、设计施工、管理队伍,信号技术从手动-机械-继电发展到以信息技术为核心电子时代。
改革开放以来,特别是铁路六次大提速及近年来的高速铁路、客运专线建设,更是使我国铁路信号产生了根本的变化。
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。
浅谈铁路信号技术的发展目前,人们对铁路信号有不同的理解。
有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用,铁路信号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、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。
标签:铁路信号技术发展趋势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。
目前,人们对铁路信号有不同的理解。
有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
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。
1 铁路信号技术的历史发展随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用,铁路信号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、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。
1825年,世界上第一列列车在英国运行时用一人持信号旗骑马前行,引导列车前进。
1832年,美国在纽卡斯尔-法兰西堂铁路线上开始使用球形固定信号装置,以传达列车运行的消息。
如列车能准时到达则悬挂白球,如晚点则挂黑球。
这种信号机每隔5公里安装1架。
铁路员工用望远镜了望,沿线互传消息。
1839年,英国铁路开始用电报传递列车运行消息。
1841年英国铁路出现了臂板信号机。
1851年英国铁路用电报机实行闭塞制度。
1856年,J·萨克斯贝发明机械联锁机。
1866年,美国利用轨道接触器检查闭塞区间有无机车车辆。
1867年,出现点式自动停车装置,这种装置能强迫列车在显示停车信号的信号机前停车。
铁路信号的由来铁路信号是人们在实践中逐步发明和完善的。
早期的铁路开始行车时,是由铁路职工骑马在前面引导列车运行。
为了醒目,他们带着礼帽,身穿黑大衣和白色裤子,用手信号指挥列车前进或停止。
当时铁路仅限于白天行车,列车很少,速度大约每小时6~16公里,所以由人骑马来指挥,安全上没什么问题。
以后,列车对数多了,速度也快了,骑马已跑不过火车,跟在火车后面打信号还有什么用?为了确保安全,人们开始研究固定的信号设备:用一块长方形的板子,横向线路是停车信号,顺向线路是进行信号。
可是顺向线路的板子实际上很难看见,所以又在顶端加块圆板。
当必须在晚间开车时,就以红色灯光表示停车信号,白色灯光表示进行信号。
随着列车速度的不断提高,要求从远方就能准确看到信号的显示。
人们发现,在面积相等的情况下,圆形、方形和长方形相比,以长方形看得最远。
因此,1841年英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示,装设在伦敦桥车站。
这是铁路上首次使用的臂板式信号机。
这种臂板式信号机有两种显示:水平位置表示停车信号,向下倾斜45度表示进行信号。
夜间仍用红色灯光表示停车,用白色灯光表示进行。
如图3-1所示。
但是,后来发现白色灯光容易和铁路附近的家用灯光混淆,就改用了绿色灯光。
图3-1 臂板信号机示意图1912年出现了色灯信号机。
它不仅使昼夜间的信号显一致,而且可利用色光和灯位的不同组合增加信号显示,提供较多的信息,直到现在,色灯信号机仍然得到广泛使用。
随着铁路运输的发展,特别是行车速度的提高,要求信号能便于瞭望并提供更丰富的信息,而地面固定的色灯信号机受到色光数量和显示距离等因素的限制,因此,现在以显示速度信息为主的多信息机车信号又得到广泛应用。
铁道信号技术发展分析铁道信号技术是指为确保铁路交通安全和高效运行而使用的一种技术系统。
随着铁路运输的发展和现代化,铁道信号技术也在不断发展和演变。
本文将从历史发展、现状分析和未来趋势三个方面阐述铁道信号技术的发展情况。
一、历史发展铁道信号技术的历史可以追溯到19世纪初,当时的铁路交通安全主要依靠列车驾驶员和信号员的手动操作。
这种方式存在很大的局限性,无法确保列车运行的安全和顺畅。
随着工业革命的推进和科技的发展,人们开始研发自动化的铁道信号系统。
在20世纪初,出现了最早的机械信号系统,通过机械装置和信号灯来指示列车的运行状态。
随着电气技术的进步,20世纪中期出现了电气化的信号系统,采用电子元件和电气设备来实现信号传输和控制。
这一时期标志着铁道信号技术的现代化和自动化,大大提高了铁路运输的安全性和效率。
二、现状分析目前,铁道信号技术已经实现了数字化、智能化和网络化的发展方向。
数字信号系统采用数字通信和控制技术,能够实现列车位置监控、远程控制和自动化运行。
智能信号系统则具有自学习和自适应能力,能够根据实际情况进行调整和优化。
网络信号系统则实现了信号设备之间的互联互通,形成了统一的信号网络。
除了传统的信号设备外,现代铁道信号技术还引入了先进的装备,如无人机监测、卫星定位和激光雷达等技术。
这些新技术的应用,使铁路运输的监控和管理更加精准和高效。
航空无线电通信技术的应用,增强了列车与列车之间、列车与指挥中心之间的通信能力。
铁道信号技术的现状也存在一些问题和挑战。
铁道信号系统的复杂性和成本比较高,需要大量的投资和技术支持。
传统的信号设备老化和维护成本也较高,需要进行更新和改造。
铁路运输环境的复杂性和多变性要求信号技术必须具有更高的可靠性和安全性。
三、未来趋势未来,铁道信号技术将朝着智能化、自动化和网络化方向发展。
随着人工智能和大数据技术的不断成熟,铁道信号系统将具备更高的智能化水平,能够实现列车运行的自主控制和智能调度。
铁道信号工程与信号技术发展探究铁道信号工程是铁路运输中的重要部分,以确保列车行车安全和通行效率为目标。
随着技术的不断进步和发展,铁道信号技术也随之发展和改进。
铁道信号工程最早可以追溯到19世纪,当时人们开始使用手动信号来指示列车的运行情况和位置。
这种信号系统主要是由信号员手动操作信号灯或旗帜来进行列车的调度和控制。
随着铁路交通的增长和列车数量的增加,手动信号系统已经无法满足需求。
20世纪初,电气信号系统的出现彻底改变了铁道信号工程的面貌。
电气信号系统利用电气设备和电子技术来实现列车的控制和调度。
电子信号灯可以远程控制,通过电磁系统来改变信号的显示状态。
这种系统可以大大提高列车运行的安全性和效率。
随着计算机技术的快速发展,铁道信号工程进入了一个全新的阶段。
计算机信号系统的出现使得信号工程的自动化程度大大提高。
通过计算机的智能控制,可以实现列车的精确调度和运行控制,避免了人为因素带来的错误和延误。
随着无线通信技术的发展,铁道信号工程也开始应用无线通信技术来实现列车和信号系统之间的信息传递。
利用无线传感器和通信设备,可以实时监测列车的位置和状态,并将这些信息传回信号控制中心进行处理。
这种无线通信技术的应用可以大大提高信号系统的灵活性和响应速度。
铁道信号工程还可以借鉴其他领域的新技术,例如人工智能和大数据分析等。
通过人工智能算法和大数据分析技术,可以更好地预测列车运行的需求和趋势,提前做出调度和控制的决策。
这样可以提高列车运行的效率和准确性,减少拥堵和事故的发生。
铁道信号工程是铁路运营中不可或缺的一部分,随着技术的不断发展,信号技术也在不断进步和改进。
通过电气信号、计算机技术和无线通信等新技术的应用,可以实现列车的精确调度和运行控制,提高列车运行的安全性和效率。
未来,随着人工智能和大数据分析等技术的进一步发展,铁道信号工程有望迎来更大的突破和创新。
从轨道电路的运用看铁道信号的发展车站与车站之间的铁路线路称为区间,它与无数的车站连接成了铁路这条运送旅客和货物的国民经济大通道,区间信号闭塞设备是保证列车在区间畅通无阻、快速、安全运行的重要设备,而轨道电路是信号闭塞设备的重要基础设备之一。
笔者从区间轨道电路从无到有、又将从有到无的演进过程,简述铁路区间信号闭塞设备的发展。
一、区间轨道电路从无到有(一)、区间无轨道电路解放初期,我国铁路72%的线路没有闭塞设备,其余大部分还是人工闭塞设备,列车在区间行车,安全毫无保证,更谈不上提高运输效率。
50年代中期我国铁路工程人员自行设计并安装了区间继电半自动闭塞设备,如64 D单线继电半自动闭塞,它是在相邻两站各设一台半自动闭塞机,经闭塞电话线将两台半自动闭塞机连接起来,列车要进入区间,首先需要两站值班员分别操纵闭塞机,控制发车站出站信号机的开放,列车出发,压上进站信号机内方的站内轨道电路时,出站信号机自动关闭。
有车在区间运行时,闭塞机处于闭塞状态,无法通过操纵再去开放本站或对方站的出站信号机。
列车到达接车站需人工确认是否整列到达后,再由接车站值班员操纵闭塞机,解除闭塞状态。
2005年底统计,全路有61.7%的线路安装继电半自动闭塞设备,用它来解决列车在区间行车的安全问题。
虽然64型继电半自动闭塞设备具有设备简单、使用方便、维修容易、投资少、安装快的优点,但是半自动闭塞设备存在很多的不足,如(1)自动化含量不高,需要人工办理闭塞手续才能向区间发车,增加了列车在车站的停留时间;(2)区间的通过能力很低,同一方向线路同时只允许一趟列车运行;(3)区间没有安装轨道电路,存在着诸多不安全因素:不能从电气上去监督列车在区间运行的情况,不能检查区间是否遗留车辆,遗留车辆既阻塞线路还可能与通过区间的列车正面冲突。
随着我国经济的发展,行车速度提高、行车密度加大,半自动闭塞设备已不能适应铁路的需求,于是自动闭塞设备逐步取代半自动闭塞设备。