從《鐵路主要技術政策》看鐵路信號技術變革

張志輝

（北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073）

張志輝，男，畢業于北京交通大學，高級工程師，現任北京全路通信信號研究設計院有限公司總工程師。主要研究方向包括鐵路信號技術，曾參與廣深線鐵路信號工程、京滬高速鐵路通信信號工程、“十一五”國家科技支撐項目，曾獲得茅以升鐵道工程師獎。

在建國10年之際，北京站成功開通組合式電氣集中聯鎖，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鎖技術的發展，經過多次技術改進6502定型為全路繼電式電氣集中聯鎖的主要制式，一直應用到現在。在由非集中聯鎖向電氣集中聯鎖、由人工閉塞向繼電半自動閉塞、自動閉塞發展過程中，鐵路信號逐步成為保障行車安全的核心設備，納入了鐵路技術政策中關注的篇章。

1983年5月以（83）鐵辦字674號文首次發行的《鐵路主要技術政策》（以下簡稱“技術政策”），作為鐵路技術發展的綱要性文件，指導鐵路有關規劃、規章、規程、規范、標準等的編制，當然包括鐵路信號。

83版“技術政策”針對2000年前鐵路所面臨的任務作了政策上的規定，隨著我國鐵路技術發展和科技進步，1988年、1993年對“技術政策”進行了兩次修編。八五期間，修訂的“技術政策”，突出強調了信息技術的作用，其中的一個重要方面則是廣泛應用微電子等信息技術，促進鐵路信號技術的發展，加速實現區間閉塞、車站聯鎖、行車調度指揮和列車運行控制的現代化，同時強調了“安全”作為鐵路運輸的永恒主題，離不開鐵路信號。修編后的93版“技術政策”，將88版提出的“適當提高行車速度”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化配合，將客車最高運行速度提高到140 km/h，貨車提高到90 km/h，這樣對鐵路信號提出越來越高的要求，同時鐵道部也提出了《八五期間電務技術裝備政策》，明確鐵路信號的根本任務是發揮科技優勢，在提速、安全等方面促進鐵路生產，保證國民經濟的發展需要。該時期鐵路信號貫徹執行“安全第一，預防為主”的方針，強調信號安全基礎設施方面全面兌現，充分發揮信號保障行車安全的作用。在這樣的背景下，“八五”末期，多信息移頻自動閉塞取得突破性進展，ZP-89型8信息、18信息移頻自動閉塞分別通過鐵道部技術審查，自動閉塞區段基本配置了連續式機車信號，列車超速防護系統（LCF型）進行了功能試驗和試運行，并通過了技術審查；6502電氣集中在繼續發展的同時，微機繼電式電氣集中聯鎖（WJD-I）得以擴大應用，通號公司、鐵科院、卡斯柯信號公司、北方交通大學、蘭州鐵道學院研制國產微機聯鎖系統和引進英國GEC公司的微機聯鎖也得以上道應用；調度監督設備開始應用，主要有鐵科院的D5型微機調度集中系統、DJ4微機調度監督系統、卡斯柯的CTC4000微機調度集中系統、DSS微機調度監督系統，通號公司TY-DJ性調度監督系統；外鎖閉道岔轉換設備（ZYJ4）通過鐵道部技術審查，并在廣深線上應用；通過引進、局部改造、適用外鎖閉的S700K-C型電動轉轍機上道應用?！熬盼濉逼陂g，我國經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對快速旅客列車，最高運行速度達到了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段最高運行速度達到了160 km/h，廣深線最高運行速度達到了200 km/h。

這一時期信號主要技術發展特點：

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

2）營業線上的機車信號基本全部配置，連續式機車信號、接近連續式機車信號迅速發展，列車超速防護系統在部分區段進行了試驗。

3）逐步完成非集中聯鎖向集中聯鎖的改造，計算機聯鎖在全路范圍發展的格局已經初步形成。

4）調度集中和調度監督均有發展，但裝備率很低。

5）第一代TJWX信號微機監測系統現場試用后，進行二次開發的TJWX-2000型微機監測系統采用統一軟、硬件，實現了全路聯網的功能，成為全路監測信號設備運用質量、優化維修手段、加強管理、確保行車安全的重要技術設備。

6）DMIS一期工程進入了竣工收尾階段，標志著行車指揮現代化進入實質階段。

7）提速道岔分動外鎖閉轉換設備上道應用為提速列車安全運行、提高過岔速度提供基礎保障。

8）智能化電源屏通過鐵道部技術審查，得以運用。

2000年鐵道部發布了第四版“技術政策”([2000]鐵科教83號)， 明確了該時期鐵路技術發展的總體原則是“在國家發展戰略指導下，加快科技進步，突出技術創新，以市場為導向，以經濟效益為中心，以運輸安全為前提，不斷提高運輸能力、質量和效率。堅持自主開發與引進相結合，積極采用高新技術，重視技術的綜合集成。根據不同運輸需求，采用不同層次的技術和裝備，系統配套，發揮整體效能”。進一步突出了信息技術的作用，其中的一個重要方面是廣泛應用計算機技術，促進鐵路信號技術的發展，完善區間閉塞、車站聯鎖、行車調度指揮和列車運行控制的現代化，強化鐵路運輸安全，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（最高運行速度160 km/h）擴大到京九線、浙贛線、隴海線、蘭新線，逐步向西部擴展；第四次，2001年10月21日，京九線、武漢-成都、京廣南段、浙贛線、哈大線進行提速，將四川、重慶納入提速路網；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進行全面提速，最高運行速度達到了160 km/h及以上區段達到7700 km。部分地段線路路基達到了200 k/h速度要求。這兩次提速使四顯示自動閉塞、計算機聯鎖、主體化機車信號、列車超速防護、道岔轉換及外鎖閉裝置等得到了快速發展，為第六次提速做好了技術準備。而2003年10月第一條時速200 km的秦沈客運專線的正式投入運營，為客專建設提供了技術儲備。

這一時期信號主要技術發展特點：

1）自動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產權的ZPW-2000系列無絕緣自動閉塞系統，該設備運行穩定可靠，為全路自動閉塞制式統一奠定了基礎。

2）JT-C型機車信號設備通過鐵道部技術鑒定，為提速列車提供了故障-安全的車載設備；全路實施的機車信號低頻信息統一改造解決了提速列車交路運用地面信息統一的問題。

3）信號系統積極發展列車運行安全控制與配套技術，硬件冗余的安全計算機聯鎖設備開始擴大應用，如：DS6-K5B、EI32-JD、TYJLAXD。

4）列車調度指揮TDCS投入使用，CTC分散自律研制成功，并在西哈段運用。

5）提速道岔分動外鎖閉轉換設備成為保障提速列車安全運行、提高過岔速度關鍵基礎設備。

7）CTCS技術規范總則（暫行）和CTCS-2級技術條件（暫行）確定，為高速鐵路建設提供了規范和技術標準。

8）加快了引進國外先進技術和國產化的步伐，秦沈客運專線引進了法國CSEE的聯鎖列控一體化設備，青藏線引進了美國GE公司的ITCS列控系統，完成200 km/h動車組ATP設備的招標準備工作。

2004年第五版“技術政策”（鐵科技[2004]78號）發布，明確了鐵路技術發展方向：“旅客運輸高速化、快速化、貨物運輸重載化、快捷化，運輸管理信息化，安全裝備系統化，工程建設現代化，經營管理科學化”。計算機技術、通信技術、自動控制技術、信息技術、網絡技術的進一步應用，極大程度上促進了鐵路信號技術的發展，圍繞著“安全、效率”的主題，信號再次展開技術革新，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、武九、廣深線等既有干線實施了200 km速度級的提速，其中京哈、京滬、京廣、膠濟等提速干線部分區段可達到時速250 km。這次提速，既有線CTCS-2級列控系統當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，標準我國已經進入高速鐵路時代。京津城際在引進西門子ETCS-1級列控系統的同時疊加了CTCS-2級列控系統，形成了CTCS-3D列控系統，保障300 km/h動車組安全運行。合武、合寧等線路開通，使得CTCS-2級列控系統作為主要列控系統在200～250 km/h的區段上應用。武廣客專、鄭西客專、京滬高速相繼開通，證明CTCS-3級列控系統作為高速鐵路主要控制系統是可行的，符合我國國情。

這一時期信號技術發展特點：

1）高速鐵路全面采用調度集中系統，綜合調度系統技術在推進中。

2)不同速度等級ATP設備相繼安裝到CRH動車組，車載設備向更安全發展。如CRH-200H、CRH-200C、CRH-300H、CRH-300S、CRH-300T。

本次評估工作，將評價目標根據評估對象的特點劃分為二級評估指標，一級評估指標包含A建筑防火特性、B消防設施設備、C消防安全管理、D人員消防安全素養共4項，每項劃分為若干二級指標，本次評估目標共計劃分為18個二級指標，如圖2所示。

3)閉塞制式 由固定閉塞向準移動閉塞轉化，ZPW-2000系列軌道電路成為全路統一的軌道電路制式，與區間同制式的軌道在站內得以應用。

4)全面采用硬件冗余的安全計算機聯鎖（如2×2取2硬件平臺）。

5)CTCS-2、CTCS-3級列控系統應用于客運專線和高速鐵路建設中，相應的配套設備成功上道，如：列控中心、臨時限速服務器、無線閉塞中心RBC等。

6)交流外鎖閉轉轍設備成為主要應用產品，如700K、ZDJ9、ZYJ7等。

7)信號監測系統向集中化、智能化發展。

2012年鐵道部以“鐵道部令第34號”下發的第六版《鐵路主要技術政策》，明確了新時期鐵路技術發展的總原則：“以安全為前提、市場為導向、效益為中心，系統提升運輸安全、工程建設、經營管理等領域技術與裝備水平，增強鐵路科技持續創新能力，為我國鐵路科學發展提供技術支撐和保障”。

新版技術政策繼續推行科技進步與技術創新，高新技術與適用技術并舉，不同等級技術裝備協調發展的技術政策。未來的一段時間內信號技術研究主要集中在以下幾個方面：

1）進一步完善技術體系、技術標準。以現有的高速鐵路技術體系為依據、以中國現有鐵路行業技術標準體系為基礎，進一步對高速鐵路建設和運營經驗進行系統總結，從整體需求入手，通過技術創新完善我國鐵路技術體系、技術標準。

2）信號技術將圍繞著系統完善、優化，提高信號設備安全完整性等級（SIL）開展相關技術研究，信號系統面向第三方評估認證和評估機制，全面提高系統可靠性、可用性、可維護性、安全性。

3）通過技術創新和引進、消化、吸收、國產化的技術路線，完善不同等級的信號技術裝備。CTCS系統格局已經確定，“列車運行控制系統裝備等級根據線路允許速度選用。160 km/h客貨共線鐵路采用CTCS-0級或CTCS-1級列控系統，200 km/h客貨共線鐵路采用CTCS-2級列控系統，250 km/h高速鐵路優先采用CTCS-3級列控系統，300 km/h及以上高速鐵路采用CTCS-3級列控系統”。因此加快設備國產化以及自主的替代產品研發進程，加速對既有線CTCS-0區段的技術研究以及基礎設備的研究和優化（如基于提供線路基礎數據的列車運行監控技術、多特征軌道電路技術等），是保障鐵路建設和國民需求的重要條件。

4)發展聯鎖、閉塞、列車運行控制一體化技術。目前國內信號設備相互分立設置，接口、協議標準較為明確，但同樣也存在一些問題，諸如：故障點較多、接口協議變化導致相關系統修改難度較大、系統間安全防護措施較為復雜、系統資源較大浪費，更關鍵的是系統實時性、可靠性較差。通過系統結構、系統功能、系統安全等方面研究，通過整合聯鎖、閉塞、列控設備，以提高信號系統性能。

5)通信、信息化技術將成為信號技術發展的重要支撐，青藏線ITCS中GPS、高鐵CTCS-3中GSM-R的作用已經充分證明通信、信息技術已經成為信號發展的推手，不可缺少。未來北斗衛星定位技術，云計算等技術必將成為促進信號技術發展的一大因素。

6)發展信息與網絡安全技術。信號系統間聯系逐步從電氣接口向網絡接口發展，網絡范圍日漸擴大，網絡信息種類逐漸增多，網絡資源逐漸開放，網絡安全面臨的問題隨之而來，網絡、信息安全程度是保證鐵路安全運輸的另一個關注的技術。

7)發展信號動靜態檢測、監測和智能分析技術。目前國內電務監測維護領域主要有信號集中監測系統，該系統對信號地面設備狀態和信號設備結合部狀態進行實時監測，具備數據存儲、統計分析、故障報警和預警等基本功能，但存在著系統誤報警、智能分析功能不夠完善，車載設備、網絡通信質量、車地信息監測欠缺等問題，影響了鐵路信號設備的維修時間，降低了鐵路運輸效率。因此研究信號系統的監測、智能分析手段可以有效的縮短信號系統維修時間，進而保證行車安全的有效措施。

縱觀鐵路信號技術的發展歷程：從人工閉塞到半自動閉塞、自動閉塞、準移動閉塞；從非集中聯鎖到集中聯鎖、區域性集中聯鎖；從地面信號到接近式機車信號、連續式機車信號；從機車信號到列車超速防護；從電話調度命令到無線報文控車命令；從單向地對車到雙向車地通信，從開環控制到閉環控制，鐵路信號技術經歷量變到質變的變化，每次變革都促進了鐵路“提速”，鐵路技術政策的變化讓信號技術快速發展。自83年第一版技術政策發布至今，30年來我國鐵路建設走出一條符合中國國情的技術道路，CTCS技術體系的建立，標志我國信號技術產品單一化向系統化、標準化發展，未來的幾年、乃至幾十年，我們將圍繞建設安全、高效、節能、環保、高度信息化的現代化鐵路的目標下繼續發展信號技術。