淺談繼電器在鐵路信號系統中的應用

馮婧

摘 要：繼電器是鐵路信號系統中應用廣泛的一種電子元器件，結合繼電器的特性與計算機自動控制系統的發展方向，本文主要探討在鐵道信號領域中，繼電器與自動控制系統的應用和發展。

關鍵詞：繼電器；鐵道信號；自動控制；應用

1.概述

繼電器是自動控制系統中常用的電子元器件，用它可以來接通和斷開電路，構成自動控制和遠程控制系統，其具有控制命令的發出和實時監測設備狀態的功能。繼電器在設計自動控制系統的各個領域均有被采用。在鐵路信號技術中，繼電器的應用也非常廣泛。譬如，信號繼電器是繼電式信號系統的關鍵性組成部件，同時也可以作為微電子計算機式信號控制系統的接口部件。因此，可以說信號繼電器是鐵路信號技術中的一種重要部件，其作用也都尤為重要。

2.繼電器的作用

然而伴隨著電子信息技術的逐漸成熟，電子元器件特別是微型計算機的出現，傳統的繼電器逐漸被取代。這類電子元器件具有運行速度快、存儲容量大、實現功能強、體積小等特征，能夠改善在安全性、可靠性等各項技術方面自動控制和遠程控制系統的處理能力，同時也提升了信息系統的技術水準。

但是，較之于其它的微電子元器件，繼電器仍具有其不可替代的優勢，如：繼電器良好的開關性能，不易受周圍環境溫度的影響、抗雷擊性能良好、無噪聲，尤其是它所具有的繼電特性這一點，就為自動控制和遠程控制的發展創造了許多便利的條件，使得繼電器不但沒有被其他電子元器件所取代，將長期存在，并且還使它具有了更加廣闊的應用空間，在鐵道信號、軌道交通領域乃至國民經濟各部門的生產控制過程和國防系統的自動化以及遠程控制自動化等各個領域當中都在被廣泛的應用。

3.繼電器與鐵路信號系統

在鐵道信號領域中，目前，信號繼電器依然起核心作用的場所主要存在于以繼電技術構成的系統中，比如6502繼電集中聯鎖系統。而在以電子元器件和微型邏輯計算機構成的系統中，比如計算機聯鎖系統和駝峰自動化等系統中，雖然僅僅只是將系統的邏輯控制主機與類似于室外三大信號基礎設備這樣的執行部件進行結合，作為接口部件存在和被使用，但是用全電子化系統將繼電器全部取代亦或是替換掉，可能仍然需要相當長的時期。

3.1 繼電器的發展

繼電器后來的發展，有點類似于某一時期的中國人對于蓄發留辮子的情懷。看過的一部古裝電影中有個橋段，說的是一位大俠的辮子被剪了之后，一夜之間成了神槍手，他懲奸除惡，是正義的化身，在影片的結尾還留下一句極富哲理的話，他說：“辮子沒了，可神還留著”，我覺得這和后來繼電器與信號的發展演變有幾分神似。當高鐵、客專、動車、城際快速發展的時候，新技術撲面而來，讓人們都有點應接不暇。而在此時的技術體系下，重力繼電器已經少有其用武之地了。但是這都不重要，因為它的神還留著。當時伴隨新技術引進的，還有一套嚴密的可靠評判標準—歐洲鐵路標準，現在已經轉為國標。歐標當中提到了固有故障-安全屬性，言下之意就是說該元器件被生產制成后就是安全的。這樣的屬性不就是在描述重力繼電器本身嗎？

3.2 重力繼電器

對于鐵路信號系統來說，大部分學信號的人一定認為最安全的用電器件非重力繼電器莫屬。這里所說的重力繼電器已經不僅僅是簡簡單單的一個繼電器了，更多的或許是依附在這其中的傳統信號人對于安全的理解。為什么大家會覺得重力繼電器是安全的？

要是問任何一個信號專業的人，大部分人的回答肯定都一樣，他們會說繼電器可以在有電的時候勵磁吸起，沒電的時候依靠重力的作用失磁落下，從而導向安全側。在這個答案里，重力變成了實現安全的關鍵。那么真的是這樣嗎？卻好像也從來沒有人懷疑過什么。但是，事實上重力只是其中的一個因素，另外還有一個被忽略的重要因素就是帶動觸點動作的連桿。前后接點會被連桿帶動一起動作，若前接點出現粘連異常時，連桿就會停留在前接點閉合的位置，此刻后接點一定是斷開的，即使繼電器失電，前后接點均閉合的情況也不會發生。如此這般，重力繼電器工作時的狀態就是確定的、可知的。所以，重力加上觸點的聯動，造就了重力繼電器獨一無二的安全屬性，贏得眾人的放心和芳心。又因為繼電器是構成電路或系統最基本的單元，既然它是安全的，再加上它被多年應用的經驗，由重力繼電器搭建的系統無可厚非的就成為了安全的系統。這應該就是信號人偏愛繼電器的根本原因之所在。

自從繼電集中聯鎖出現以后，在世界范圍內得到了廣泛的應用和推廣，它在一定程度上實現了車站內行車指揮的自動控制，能及時準確地反映現場信號和行車實況，縮短了聯系時間，消除了因人為聯系錯誤而引發的事故，對于保證行車安全、提高運輸效率起到了非常顯著的作用。

4.聯鎖控制系統

車站聯鎖系統能夠實現聯鎖功能，它是以進路控制為主要內容。伴隨著科技的發展和鐵路運輸的需要，聯鎖系統也在逐步演變和完善中。我國鐵路的，6502繼電聯鎖這套控制系統，很好地實現了安全聯鎖功能，它就是由重力式安全型繼電器構成的控制電路，并且它能夠可靠地保證系統在故障狀態下的安全性，與此同時，這套系統對于提高作業效率也效果明顯。直到今日，繼電聯鎖地位在我國鐵路系統中依然是很重要的。

計算機技術的快速發展，特別是在可靠性技術和容錯技術領域的深入探究，我國的微機聯鎖技術也已經逐漸步入成熟。就各國研究和使用計算機聯鎖系統的情況來看，由于微機其強大的大數據處理和邏輯運輸功能，使得它非常適用于車站聯鎖。計算機聯鎖系統具有故障-安全性能，能夠將繼電器與各種功能軟件相結合，實現數據的實時處理進而達到控制機械設備的意圖。系統已處于實用階段，隨著不斷積累和豐富的現場經驗，它的性能也在得到改善。

結束語

我國的信號聯鎖系統，屬于集散型冗余控制，主要是采用繼電式與計算機相結合，而組成控制系統的。目前計算機聯鎖控制系統已被上千個車站裝備使用。在鐵路信號系統中，雖然繼電器的使用規模有所減少，或許已不再占據主導地位，但聯鎖技術的核心使命-保證安全，小小的繼電器依舊是功不可沒的。它在保證信號設備穩定可靠工作，乃至保障鐵路安全高效行車方面，的確是不可或缺、靈魂般的存在。并且，仍將為鐵路信號計算機聯鎖控制系統向高安全、高可靠、高效和綜合自動化發展奠定穩固堅實的技術基礎。

參考文獻

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