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
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
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。
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]
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。
高速铁路信号系统 近年来,我国高速铁路建设取得了迅猛发展,截至2011年底,高速铁路营业里程达7 531 km(不包括台湾地区),在建高速铁路1万多千米,已成为世界高速铁路运营速度最高,运营里程最长、在建规模最大的国家.铁路信号系统是为了保证铁路运输安全而诞生和发展的,它的第一使命是保证行车安全,没有铁路信号,就没有铁路运输的安全.随着列车运行速度的提高,完全靠人工望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了,当列车提速到200km/h时,紧急制动距离将达到2 km(常用制动距离超过3 km),因此,国际上普遍认为当列车速度大于时速160 km 时,必须装备列车运行控制系统(简称列控系统),以实现对列车间隔和速度的自动控制,提高运输效率,保证行车安全.要实现列车自动控制,需要解决许多关键技术问题,例如:车-地之间大容量、实时和可靠信息传输,列车定位,列车精确、安全控制等,需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现,以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统. 高速铁路装备了列控系统后,提高了列车运行速度和行车密度,同时对中国铁路信号技术还具有积极的促进作用,但由于发展速度太快,设备、标准、管理与养护都免不了存在一些缺陷和不足.本文作者简要阐述了中国列车运行控制系统为我国铁路发展所产生的促进作用,也对现有系统存在的若干问题进行了分析,在分析的基础上,针对今后中国列车运行控制系统的建设提出了改进建议. 中国列车控制系统（CTCS） 2003年,铁道部参照欧洲列车运行控制系统(ETCS)相关技术[3],根据中国高速铁路建设需求制定了5中国列车运行控制系统(CTCS)技术规范总则(暂行)6,以分级的形式满足不同线路运输需求.CTCS系统由车载子系统和地面子系统组成.地面子系统包括:应答器、轨道电路、无线通信网络(GSM-R)、列控中心(TCC)/无线闭塞中心(RBC).车载子系统包括:CTCS车载设备、无线系统车载模块等. CTCS依次分CTCS-0~CTCS-4共5个等级, 以满足不同线路速度需求.CTCS0级为既有线的现状;CTCS1级为面向160 km/h以下的区段;CTCS2级为面向干线提速区段和200~250 km/h高速铁路;CTCS3级为面向300~350 km/h及以上客运专线和高速铁路;CTCS4级为面向未来的列控系统. TCS-2级列控系统[5]是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息,并采用目标-距离模式监控列车安全运行的控制系统.地面一般设置通过信号机,是一种点-连式列车运行控制系统.在CTCS-2级列控系统中,用轨道电路实现列车占用及完整性检查,并连续向车载设备传送空闲闭塞分区数量等信息.用应答器向车载设备传输定位、线路参数、进路参数、临时限速等信息.列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息传输等功能.同时,列控中心根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息,产生行车许可,并通过轨道电路及有源应答器将行车许可传递给列控车载设备.列控车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息,结合动车组参数,按照目标-距离模式生成控制速度,监控列车安全运行. CTCS-3级的列控系统[6]是基于无线通信网GSM-R传输列控信息并采用轨道电路检查列车占用的连续式控制系统.CTCS-3级列控系统采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式,地面可不设通过信号机,司机凭车载信号行车,同时具有CTCS-2级功能.CTCS-3级列控系统地面设备包括:无线闭塞中心、列控中心、轨道电路、点式应答器、GSM-R通信接口设备等.车载设备包括:车载安全计算机、GSM-R无线通信单元、轨道电路信息接收单元、应答器信息接收模块、列车接口单元等. 在CTCS-3级列控系统中,无线闭塞中心根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可,
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 铁路信号系统中无线通信技术的应用 作者：张继龙 来源：《环球市场》2017年第15期 摘要：在列车的信号控制系统方面，因为轨道的信号所处的环境比较差，因此它的传输速率会比较低，还不可以支持高速铁路的快速发展。其中信号系统指能够保证高铁列车的安全和加快运行的速率。而信号系统是指控制着列车指挥与运行的设备，虽然它的投资总额在整个高速铁路工程中占的比率比较小，然而在一些方面有着十分关键的作用，比如加强通行力度、确定高速铁路的安全和提高工作者的坏境等。基于此，文章对铁路信号系统中无线通信技术的应用进行探讨。 关键词：铁路信号；无线通信技术；应用 在铁路建设中，通信系统的投资虽然不大，但是所发挥的作用不容忽视。由于轨道电路信息的传输速率慢、传输环境差、维护费用高，已经无法满足铁路的发展要求。而无线通信技术的出现，有效地解决了这一技术难题，提升了铁路的能源消耗，降低了系统成本。未来无线通信技术将会成为铁路信号系统发展中的一项重要技术。 1 无线通信技术特点 无线通信技术的主要特征有：①能够更稳定、有效地控制铁路的运行情况，不仅可以节省资源、降低能源消耗，还可以避免列车在运行状态下出现多次发动或者速度过快的问题；②在一些较为重要的控制系统中，根据自身情况、实际操作状态，列车进行自行调节，再通过利用计算机行辅助调整，从而能够有效加强铁路信号系统运行的安全性及其管理水平；③通过应用无线通信技术，能够减少中继设备的使用，如地面信号设备，从而减少了铁路信号系统的成本以及信号系统设备的保养、维护投入。 2 铁路信号系统中无线通信技术 2.1 充分考虑无线接入技术的临时调整性 结合电力无线通信的实际发展概况，可知其终端接入过程中存在着临时性问题，需要在无线通信信道使用中做出相应的调整，确保各种电力信息的正常传递与接收。在电力无线通信过程中，为了增强通信的安全性，需要设置用户登录验证形式，明确不同用户的访问权限，促使用户能够正常滴接入无线通信终端。受到这种机制的影响，对相关的数据信息传输安全性带来了潜在地威胁，加大了电力信息传输风险。 2.2 无线接入技术使用中的数据冲突问题
现代通信技术考试试题2 导读：现代通信技术考试试题，1.16．下列（C）不属于有线通信，1.17．通信网上数字信号传输速率用（E）来表示，1.18．光纤通信（C）的特点正适应高速率、大容量数字通信的要求，2.24．在时分复用通信中，最精确、最常用的的检错技术码是（D），A．实现标准通信B．网络功能模块化，远距离越洋通信和电视转播大都采用（C）通信系统，5.21．卫星通信的多址方式是在（D）信道上复用的，可将通信分为（模拟通 现代通信技术考试试题 一. 选择题 1.15．国际电信联盟的英文缩写是（ C ）。 A．IEEE B．ISO C．ITU D．IEC 1.16．下列（ C ）不属于有线通信。 A．双绞线 B．同轴电缆 C．红外线 D．光纤 1.17．通信网上数字信号传输速率用（ E ）来表示，模拟信号传输速率用（ C ）来表示。 A．bit B．byte C．Hz D．dB E．bit/s F．byte/s G．volt/s 1.18．光纤通信（ C ）的特点正适应高速率、大容量数字通信的要求。 A．呼损率低 B．覆盖能力强 C．传输频带宽 D．天线增益高 2.21．PCM30/32基群方式属于（ B ）。 A．FDM B．TDM C．WDM D．SDM 2.22．在30/32路PCM中，一复帧有（ D ）帧，一帧有（ B ）路时隙，其中话路时隙有（ A ）路。 A．30 B．32 C．18 D．16 E．14 F．12 2.23．在30/32路PCM中，每帧的时间为（ B ）us，每个路时隙的时间为（ C ）us，每个位时隙为（ E ）us。 A．100 B．125 C．3.9 D．3.125 E．0.488 F．0.39
中国铁道科学研究院通信信号研究所,100081 北京 ＊副研究员 ＊＊助理研究员 收稿日期:2009-01-21 我国铁路信号系统安全评估的研究 赵 阳＊ 张 萍＊ 王 鲲 ＊＊ 摘 要:介绍了我国铁路信号系统安全评估的基础和主要流程,详细阐述了安全评估过程中必须 注意的几个关键概念。关键词:铁路;信号;安全;评估A b s t r a c t :T h e b a s e s a n d m a i n p r o c e s s o f s a f e t y a s s e s s m e n t o v e r r a i l w a y s i g n a l s y s t e mi n o u r c o u n t r y w a s i n t r o d u c e d t o g e t h e r w i t hd e t a i l e dd e s c r i p t i o no f s e v e r a l k e yc o n c e p t s i nt h e p r o c e d u r eo f s a f e t ya s s e s s -m e n t .K e y w o r d s :R a i l w a y ;S i g n a l ;S a f e t y ;A s s e s s m e n t 随着我国铁路客运专线及高速铁路的建设,越来越多的电子设备被用于铁路信号系统中,提高了系统的整体性,这不仅在技术层面上,而且在管理层面上,都提出了新的安全要求。因此,为了保证铁路运输的安全,确保我国铁路信号系统满足相应的规范要求,适用于相应的运营环境,借鉴国外信号系统进行安全评估和认证的经验,结合我国铁路运输的具体特点,对我国铁路信号系统进行安全评估研究势在必行。 1 我国铁路信号系统安全评估的基础 20世纪90年代初,I E C (I n t e r n a t i o n a l E l e c t r i -c i a n C o m m i t t e e ,国际电工委员会)制定了安全相关系统的设计和评估标准I E C 61508。该标准提出了安全相关系统的“安全完整性等级(S I L ,S a f e t y I n t e g r i t y L e v e l )”概念,并以此作为对系统安全的 综合评估指标。随后欧洲电工标准委员会(C E N -E L E C )基于I E C 61508标准制定了相关的铁路信号系统设计评估标准以及安全认证体系。这些标准主要包括以下几方面。 1.E N 50126铁路应用:可靠性、可用性、可维护性和安全性(R A M S )规范和说明。 2.E N 50129铁路应用:信号领域的安全相关电子系统。 3.E N 50128铁路应用:铁路控制和防护系统的软件。 4.E N 50159-1铁路应用:在封闭传输系统中 的安全通信。 5.E N 50159-2铁路应用:在开放传输系统中的安全通信。 目前,我国已经完成了I E C 61508标准的等同采标工作,E N 50126/8/9的等同采标工作正在进行中。因此,完全可以将E N 50126/8/9标准作为我国铁路信号系统安全评估的基础。 2 我国铁路信号系统安全评估的基本流程 通过对世界各国铁路信号系统安全评估体系进行调研,不难发现安全评估分为通用产品(G e n e r -i c P r o d u c t )、通用应用(G e n e r i c A p p l i c a t i o n )和特定应用(S p e c i f i c A p p l i c a t i o n )3类。无论是针对铁路信号系统做哪一类的安全评估,独立安全评估I S A (I n d e p e n d e n t S a f e t yA s s e s s i n g )都是一个国际上比较通行的做法,它一般由具有专业资质的商业组织承担,由其对铁路信号系统进行独立安全评估,并产生评估报告。该报告虽然不具有法律效力,但可以作为铁路权威机构判断其是否许可和接收该产品的重要证据之一。图1给出了国外铁路信号系统的通用接收流程,也间接地显示了I S A 在铁路信号系统许可和接收过程中的地位和作用 。 图1 国外铁路信号系统的通用接收流程 独立安全评估可以验证在相应的铁路信号系统中已经采取了合适的安全管理组织、计划、程序、设计标准和安全措施,确认产品相关风险已经降低 到可接受程度,且其安全例证提供了足够的证据, — 18— 2010年2月铁道通信信号F e b r u a r y 2010 第46卷 第2期 R A I L WA YS I G N A L L I N G ＆C O M M U N I C A T I O N V o l .46 N o .2 DOI :10.13879/j .issn 1000-7458.2010.02.005
信号机维护技术标准 通则 1、信号机（含信号表示器，下同）的设置位置和显示方向，应使接近的列或车列容易辨认信号显示，并不致被误认为邻线的信号机。信号机的显示，均应使其达到最远。曲线上的信号机，应使接近的列车尽量不间断地看到显示（因地形地物限制的除外）。 2、各种信号机及表示器，在列车规定分级制动距离小于800m时的显示距离： a)进站、通过、遮断信号机，不得小于1000m。 b)高柱出站、高柱进路信号机不得小于800m。 c)预告、驼峰、驼峰辅助信号机，不得小于400m d)调车、矮柱出站、矮型进路、复示信号机，容许、引导信号及各种表示器， 不得小于200m。 在地形、地物影响视线的地方，进站、通过、预告、遮断信号机的显示距离，在最坏条件下，不得小于200m。 色灯信号机 1、信号机的安设应符合下列要求： a)水泥信号机柱不得有裂通圆周的裂纹，裂纹超过半周的应采取加固措施；纵 向裂纹，钢筋不得外露；机柱顶端须封闭不进雨雪。 b)水泥信号机柱的埋设深度为柱长的20%，但不得大于2m。卡盘的埋深依照设 计。机柱培土直径距机柱外缘不小于800mm，并夯实。 c)设在路堤边坡的信号机，如有影响信号机稳固的因素时，应以砌石或围桩加固。当用片石、水泥砂浆砌围时，砌围边缘距信号机柱边缘不小于800mm。 d)信号机梯子中心线与机柱中心线应一致，梯子无过甚弯曲，支架应水平安装。 2、同一机柱上的色灯信号机构，其安装位置应保证各灯显示方向一致；两个同色灯光的颜色应一致。 3、信号机构的灯室之间不应窜光，并不应因外光反射而造成错误显示。 4、信号机构的光源应正确调整在透镜组的焦点 5、XSZ—135型组合式信号机构的主光轴应与瞄准镜插孔的主光轴平行，其灯泡的发光点应调整到信号机构的焦点位置上。 6、机构门应密封良好，且开启灵活。 7、机构的各种透镜、偏散镜不得有裂纹和影响显示的剥落。 8、色灯信号机灯泡的端子电压为额定值的85%~95%（调车信号为75%~95%，容许信号为65%~85%）。 9、双丝灯泡的自动转换装置，当主丝断丝后，应能自动转至副丝，有断丝报警功能的，应报警。 信号灯泡 1、信号灯泡符合下列要求时方准使用：（a)检验灯丝达到标准。（b) 在额定电压和额定功率条件下，主灯丝经过2h，副灯丝经过1h的点灯试验良好。 2、发现色灯信号机灯泡有下列任一情况时不准使用：（a)主、副灯丝同时点亮，或其中一根灯丝断丝。（b)灯泡漏气、冒白烟、内部变黑。（c)灯口歪斜、活动或焊口假焊。 信号点灯及灯丝转换装置 1、XDZ型多功能信号点灯装置应符合如下要求： 1)主灯丝断丝时，应能自动转换到副灯丝，转换时间小于0.1s。 2)主灯丝或副灯丝断丝时，都应有断丝报警。 3)在下列环境条件下应可靠工作：（1)环境温度：—25°C~65°C。（2) 相对湿度：90%（25°C）。
我国铁路信系统的现状与发展 铁路是国民经济的大动脉，对国家的发展起着重要作用。由于铁路运输的成本低、效率高、安全、并且节约能源，目前世界各国都在加快研究铁路运输技术，现代铁路正向高速、重载、高密度方向发展。铁路信号系统不仅是列车安全运行的保障，也是提高铁路效率的重要设备，是现代化铁路系统中不可缺少的部分。 1 我国铁路信号系统现状 由于历史的原因，我国铁路在诞生初期由不同的外国资本所控制，缺乏统一规划，因而信号不统一，设备简陋，制式混乱，器材规格各异。建国以后，经过50多年的建设，我国铁路信号系统已基本达到体系完整、产品配套、信号统一的成熟阶段，实现了由机械信号向以继电技术为主、逐步向电子信号系统过渡的转变。但随着我国经济的快速增长，当前的铁路信号系统表现出如下不足之处。 1．自动化程度尚须进一步提高。继电技术虽然成熟，但设备体积较大，难以实现智能控制和联网集中监测。随着微电子技术的发展，在工业控制领域中，继电控制技术已逐渐淘汰，取而代之的是PLC、微机控制等智能控制技术。与工业控制领域相比，我国铁路信号系统还大量采用继电控制设备，虽然也逐渐采用了一些计算机智能控制设备，但发展步伐较慢，难以形成大规模的综合控制体系，在提高整体效率及优化资源配置方面的效果不够明显。 2．安全性不够高。受到自动化程度的限制，行车调度指挥工作过多依赖人力，列车的控制也主要依赖司机对地面信号的观察与判断。随着
列车速度的提高以及密度的增加，行车调度指挥工作越来越繁忙，调度员在长时间的工作中容易出现疏忽，不仅会降低工作效率，也会直接影响到列车的安全运行。而当列车速度超过160 km／h后，仅仅依靠司机的视力已经无法保证列车安全运行。 3．管理分散。铁路系统是一个整体，不同时间、不同地区的情况差异很大。现有的铁路信号系统中通信手段落后，信息传递速度慢，无法从整体上合理配置资源，尽管已经安装了微机监测系统．但还没有真正地发挥作用。 4．管理水平落后。我国的铁路系统过去一直是由政府部门来管理，现行的管理机制使得铁路系统人员臃肿，办事效率低．营销手段落后，资源得不到合理利用。在当前市场经济条件下，铁路系统作为物流环节中的重要组成部分，应当由企业而不是政府机关来管理，引进现代化企业的管理机制，以提高效率，增加效益。 2 现代铁路信号系统 铁路信号设备最初是作为铁路行车的一种安全设施发展起来的。随着经济的发展，铁路网越来越复杂，列车的速度与密度都在不断增加，对铁路信号设备的要求也越来越高。面对微电子、控制、信息技术的飞速发展，现代化铁路信号系统已不仅仅是保障铁路安全运行的部分。而是整个铁路系统安全、高效运行的控制系统。 下而分别介绍几种有代表性的列车运行控制系统。 2.1 ATCS 北美的ATCS（Advanced Train Control System）是70年代末期，由
通信工程铁道信号专业认识实习报告 新学期开始的第一周，已经升入大三的我们，校方为我们安排了本专业的认识实习，虽然内容不算太多，形式也较简单，但是校方的心意和态度很明显也很坦诚，就是让我们提前接触一下我们所学专业和就业的实质性的一些东西，以更好地促进学习和就业。身为学生的我们，站在大三这个即将走向社会的位置，深有感触，顺利的配合老师以及为我们演讲的校友，完成了此次认识实习。 一、实习内容 本次实习学校首先请我们专业的教研主任及老师为我们介绍了我们这批学生的培养计划以及本专业各位老师，并就我们的一些相关考试选课等内容做出了一些指示和点播，要求我们认真完成所学基础专业课程，并尽量多学限选的一些课程。 接着，校方请了一位毕了业的校友为我们做了一场关于本专业毕业就业的报告。报告中，校友指出多数我们铁路信号专业的学生就业是比较容易的，而且很有可能就是做铁路相关的工作。他向我们介绍了关于铁路在运营过程中的一系列的信号运作、接收、控制等的原理，还介绍了有关信号收发，控制的机器。他告诉我们铁路通信一定要讲究稳定和安全，这一点我深有感触。 然后是我们参观了我们通信的实验室。导师让两位助理为我们演示了两个所学知识应用的实验，信号的采样和简单的光纤通信应用。 最后的一天，校方有又排了另外的一场讲座，主讲人是又一位大连阿尔派公司的校友。演讲中，他提到了很多关于工作中需要注意的事情，责任心是一个很重要的东西，他说。他还提到了很多我们现在正在学以及今后要学习的专业基础课程，他说这些课程一定要学扎实，对以后就业面试都是有极大帮助的。 二、实习心得、收获 本次实习，我觉得还是收到了一定的预期效果，因为，在老师和演讲校友的教诲之下，我们对本专业的一些情况变得清晰了一些。
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
哈尔滨铁道职业技术学院 铁道通信信号专业 建设方案 二O一一年十一月二十九日哈尔滨铁道职业技术学院
目录 一、建设背景 (1) 二、人才培养目标 (2) 三、专业建设目标 (4) 四、专业建设情况 (5) 五、专业课程体系、教材 (9) 六、专业考试、考核 (10) 七、人才培养模式与课程体系、教学内容改革 (13) 八、专业建设经费、进度、预期效果 (16) II
一、建设背景 1.行业背景 信息化是当今世界经济社会发展的必然趋势，已经成为推动人类社会高速发展的强大动力，成为各个国家实现现代化的重大发展战略。党的十六大报告提出“信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择”。大力推进信息化，是促进生产力跨越式发展、增强综合国力和国际竞争力、维护国家安全的关键环节，是覆盖现代化建设全局的战略举措。 20世纪中期以来，在世界范围内，信息技术带动了铁路行业整体技术的迅猛发展，行车指挥自动化、客货快运网络化、市场营销信息化、安全装备系统化，使铁路行业的面貌焕然一新。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。 2.专业人才需求 随着科技的飞速发展，社会越来越需要一些能够从事通讯、信号工作的高等工程技术应用人才。近年来，铁路信号成功地应用了微电子、自动控制和计算机等先进技术，极大地促进了铁路信号的发展。因此，铁路信号的发展水平，已成为当今铁路现代化的重要标志之一。我们经过对市场、行业的细致调查，发现我国现有的对口专业人才，尤其是大专以上学历的对口专业人才尤为匮乏，远远满足不了社会需求。该专业急待大量的高等技术性专业对口人才，以便于填补社会人才缺口，满足行业及社会对该类专业人才的需要。 “十二五”是我国全面建设小康社会的关键时期，也是铁路大跨越、大发展的重要时期。随着信息化理论的提出，需要我们大力发展信息技术，实现铁路的信息化管理。铁道信号技术正在蓬勃发展，需要与之相适应的技术人员。据预测，上海某地铁运营有限公司2010至2011年共需要城市轨道交通通信信号人才139名，要求具有较好的计算机软、硬件应用和开发能力、较强的工作适应能力，是轨道交通方面急需的六类人才之一，由此可见，信号专业人才有着广阔的市场前景。 随着国务院《中长期铁路网规划》的出台和全国铁路的提速，到2010年，铁路营业里程将达8.5万公里左右，到2020年，全国铁路营业里程将由现在的
