高速铁路信号系统

高速铁路信号系统（共9篇）

高速铁路信号系统 篇1

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,并通过

高速铁路信号系统 篇2

一、高速铁路移动通信信号的覆盖问题

随着我国铁路运输业的飞快发展, 高铁的运输速度、运输强度都有所提高, 再加上我国的国土面积广阔, 地势高低起伏, 偏远地区较多, 都使得我国高速铁路移动通信信号的覆盖面临着严峻的挑战。具体来说, 主要问题包括以下几个方面。

第一, 移动通信信号覆盖技术有待进一步提高。据调查了解到, 我国目前的铁路网络信号覆盖大多采用的是城乡基站与铁路覆盖结合的方式, 在高铁运行速度较慢的时候, 信号覆盖情况比较理想, 但是近年来高铁的运行速度大幅提高, 其覆盖信号的强度远远跟不上高铁运行的速度。第二, 高铁技术不断改革以来, 车厢的封闭性能更加良好, 时速更快, 也造成了信号的衰减, 使得移动网络的质量下降, 接通率降低, 断线情况时有发生, 更不用说一些想要上网的乘客对信号强度的需求。另外, 高铁运输不单单只经过一个地区, 往往会涉及很多区域, 这就会造成通信信号的时强时弱, 影响高铁的整体信号覆盖水平。

二、实现高速铁路移动通信信号覆盖的优化对策与实践

1. 加强基础覆盖

为了更好地适应高速铁路的发展运行特点, 有针对性的解决信号覆盖的问题, 就一定要从加强基础覆盖率开始着手。首先, 党和国家要不断减少地区切换重选的次数, 增加覆盖面积, 改善无线环境, 尽量加大每一个主控小区的覆盖面积。其次, 要优化重选切换参数, 提高其反应灵敏度, 做到及时跟踪信号, 使计算机、手机等设备能够使用到最强信号, 并尽可能的减少沿路的LAC (位置区编码) 数量, 提高接通率。

2. 全方位提高高铁经过地区的信号强度

在高速铁路通车的工程中, 想要保证其畅通的通信信号, 就一定要逐步逐级的改进信号系统, 在技术使用的过程中还要根据实际情况出发, 确定各道路段的主覆盖地区, 进行技术在其领域内的应用, 具体来说主要包括以下几个方面。

第一, 在较大范围的覆盖空洞处建立补充新基站。例如在浙赣线的鹰潭贵溪与上饶戈阳的交界处, 此地地处丘陵地区, 最近的两个基站相距5千米以上, 就可以通过建立新基站的办法, 从而加强信号的传送力度;第二, 对现网铁路覆盖区域进行天线和发射功率的调整, 提高其覆盖深度;第三, 通过减少铁路信号覆盖区域的数量, 清理覆盖率差的信号基站来实现覆盖率的增强, 从而避免经常重选的现象发生;第四, 调整主控区域的切换控制数据;第五, 通过逐步减少LAC的数量, 来增加手机发生位置的更新量;第六, 检查主控区域之间相邻小区的关系, 保证参数的准确性。

3. 加强信号覆盖技术人才队伍的培养

高速铁路移动通信信号的覆盖, 是一项高技术领域, 涉及到的知识众多, 对技术能力要求很高, 因此, 党和国家一定要加强完善人才队伍的建设和培养, 不断增加资金投入, 引进先进技术, 完善科研工作。另外, 还可以坚持“引进来与走出去”并存的战略, 既可以引进国外的优秀人才和先进技术, 并与自身的实际情况相结合, 实现技术的创新。也可以选拨年青的高素质、高技术人员去国外进行学习, 把先进的技术工艺带回国内, 为我国的铁路事业服务。

三、结束语

总而言之, 现如今, 我国的高速铁路移动通信信号覆盖面积和覆盖率还有待进一步加强, 在对其进行优化调整的过程中一定要从加强基础覆盖入手, 不断创新, 改进传统的模式, 把现代科学技术应用到信号覆盖中来。并结合我国国情以及高铁运输的现状, 对出现的问题加以改进, 从而进一步优化完善高速铁路的移动通信信号覆盖水平。

参考文献

[1]殷圳桥.高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践[J].江西通信科技, 2007, (4) :831-93

[2]贾春华.我国3G时代高速铁路移动通信系统演进趋势[J].铁路通信信号工程技术, 2009, 6 (6) :87-4

高速铁路信号系统 篇3

【关键词】高速铁路；信号系统；智能监测技术

前言

目前，我国已经成为世界上高速铁路运营里程最长、运营速度、建设规模最大的国家，而且随着我国信息技术的不断发展，我国的高速铁路信号技术和设备逐步由原来的单一转向了综合性、系统化的发展趋势，逐步建立了高速铁路信号系统监测综合自动化系统，以切实保障列车的安全、稳定运行。但是目前我国高速铁路信号系统的维修维护模式仍比较传统，采用的是人工检修为主的方式，虽然建立了铁路信号监测系统，但是由于各个监测系统之间没有形成一个整体，缺少互联互通，所监测到的数据也由于综合性、关联性不强而无法实现有效共享。但是随着我国社会经济的快速发展，高速铁路会成为未来的运输主力，针对高速铁路信号系统监测技术存在的弊端，我们必须要给予高度重视，利用先进的网络技术和控制设备对信号设备的运行状态进行全面、科学、实时监测与记录，实现真正意义上的现代化高速铁路信号系统，切实保障列车的安全运行。

一、我国高速铁路信号监测系统系统

（一）信号集中监测系统

信号集中监测系统，英文简称为CSM。它是一种三级四层体系架构，具有检测、信息储存、报警、状态再现等重要功能。CSM主要是通过CAN总线与信号机、电源屏、信号电缆、采集转撤机、轨道电路等多个信号设备的电气参数模拟量信息、部分开关量信息进行实时联系，同时CSM为了获取信息信息，还以通信接口的方式与CBI、TCC、ZPW2000轨道电路等设备的维修机进行连接。对于工作人员来说，在进行现场设备工作状态监测与诊断时，可以借助CSM设备，从而发现故障，更好的开展现场的维修工作。

（二）列控监测检测子系统

列控监测检测子系统的功能非常重要，对于列车运输过程的实时数据都能够进行不同程度的采集和处理。列控监测检测子系统主要包括： 车载司法记录器（JRU）、RBC维护终端、维护终端临时限速服务器 TSRS以及微机联锁电务终端。每个装置都有其重要的功能。其中车载司法记录器（JRU）是安装在列车上，主要对列车运行有关的安全数据进行记录，例如司机动作信息、输出常用制动命令或者紧急制动命令信息、输入信息、速度信。设置在RBC监控室的RBC维护终端主要用于查阅CTC系统的通信状态、RBC系统的工作状态以及C3列车的运行状态等。微机联锁电务终端是用于诊断计算机联锁系统故障，而临时限速服务器TSRS主要是诊断、管理与维护TSRS故障。

（三）GSM-R 通信监测系统

GSM-R通信监测技术主要包括两大检测装置，即GSM-R网管监测和通信接口监测。其中GSM-R网管具有告警管理、配置管理、故障管理等多项功能，可以对列车信号系统的工作状态进行实时监控，从而保障列车安全、稳定运行。而GSM-R接口监测主要是实时监测GSM-R网络重要接口，可以对网络接口的信令、业务数据进行跟踪与记录，并对异常网络事件进行分析，供GSM-R在线用户进行历史数据查询，监测网络状况等。

三、我国高速铁路信号监测系统技术现状分析

近年来我国在高度铁路信号系统技术方面也取得了一定的成就，围绕信号系统监测与维护也积极展开了很多工作，已经逐步将信号集中监测以及各种列控设备的管理与维修投入正常的使用中，但是在肯定这些成就的同时，我们还需要看到其不足，其和我国的高速铁路发展规模还存在很多不协调之处。

（一）信号系统监测设备之间缺少互联互通、监测数据关联性不强

对于我国铁路信号监测设备来说，信号集中监测系统是其的核心设备，信号集中监测系统主要对轨道电路、电源屏、转撤机、信号机、信号电缆等设备的电气参数和部分开关量信息进行实时监测，同时还连接ZPW2000轨道电路、TCC等设备的维修机，以此来获取有效的监测信息。但是信号集中监测系统却那些动态监测设备（DMS）、RBC维护终端等设备之间的连接性不强，缺少互联互通，因而监测的数据关联性、综合性也不是很强。如果列控系统出现了故障，信号集中监测系统无法实现自我诊断故障原因，还必须要依靠人工去完成检测与维修，这样检测、维修的效率就会大大降低。

（二）设备状态的智能分析与预测实施到位

列车在运行过程中必须要保障一切设备都处于良好的运行状态，一旦任何一个环节出现问题，极有可能造成严重的后果。因此在列车运行中，需要铁路信号各种监测设备存储和记录了大量的监测数据。但是铁路信号各种监测设备无法利用智能分析软件深度挖掘所记录的历史数据，进而也就无法准确分析道岔转辙机、轨道电路等设备的运用状况。

（三）通信网管及信号设备监测数据不能共享

目前，GSM-R已成为了列车控制与调度指挥系统的重要组成部分，主要负责CTCS-3级列控系统的车-地信息传输情况。但是在高速铁路运行过程中，我们会经常遇到通信超时、脱网等状况，这直接影响到了列车控制与调度指挥系统的正常工作。由于通信网管及信号设备监测数据不能实现共享，也就无法有效分析通信信号结合部分的故障问题，例如无线电干扰、信号地面设备、传输设备问题等问题，在第一时间内无法准确确定故障原因，也制约着我国列控系统应用的进一步发展。

四、铁路信号系统智能监测技术的未来发展构想

铁路信号综合智能化监测维护系统主要针对目前铁路信号系统的不足而开展的，其能够进一步提高铁路信号监测检测、综合智能分析和辅助决策的能力，从而为完善检测、监测设备功能以及技术集成提供一个发展平台。铁路信号综合智能化监测维护系统的总体构架主要包括三级应用平台，即车站、电务段以及电务处。首先信号集中监测车站系统汇聚来自车站的监测数据，然后将这些数据低昂电务段上传。而电务段将这些数据进一步整合为电务段的数据信息，以供自身的智能化故障分析和预报警。最后电务段通过数据中心将预报警数据向电务处上传，最终电务处在对所有来自电务段的数据信息以及TSRS、RBC、DMS、GSM-R网管等电务段无法获取的系统监测数据整合为自身的数据中心，以进行自我故障诊断。这样一来铁路信号智能化监测维护系统就能够克服掉原有信号系统监测技术存在的弊端。

结语

综上所述，本文主要在分析目前我国铁路信号系统监测技术组成基础上，指出了其中存在的主要问题，并初步提出了建立综合智能化电务监测维护系统的构想，以期更好的适应现代高速铁路的快速发展节奏，但是这个构想的真正实现还需要我们进一步的努力。

参考文献

[1]岳春华.广铁集团电务调度指挥中心的建设与运用[J].铁道通信信号，2013.49（3）：2-7

高速铁路信号系统 篇4

修订条文的通知

时间： 2013.09.29

现发布《高速铁路信号工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）、《高速铁路信号工程施工质量验收标准》TB10758-2010等2项标准的局部修订条文，自2013年8月6日起执行。原标准中的相应条文和内容同时废止。

标准局部修订条文

一、《高速铁路信号工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）

1． 第7.7.5条： 电加热元件应安装牢固，且与钢轨表面接触良好。2．第8.1.3条 钢轨放散锁定完毕，轨缝焊接符合轨道电路设备钻孔、安装条件。3．第8.2.2条：

进站口或站内股道为无绝缘分割的出站口机械绝缘节处设

备安装如图8.2.2-1所示。

站内轨道区段机械绝缘节处设备布置如图8.2.2-2所示。

4．第8.5.3条： 1 钢轨引接线

2）删除。

道岔跳线及并联线 1）道岔区段道岔多分支轨道电路区段应采用“分支并联的一送一受轨道电路”结构。道岔并联线从道岔弯股末端（道岔弯股的轨道绝缘节）起，向岔心方向（道岔绝缘节）依次间隔设置，间隔不应大于20m、岔心间隔不应大于30m，两端部必须设置道岔分支并联线，具体的孔间距及孔位置应符合设计和相关标准的要求。

一送一受轨道电路的道岔跳线及并联线如图8.5.3-1所示。

2）车站渡线两相邻区段均为ZPW-2000轨道电路时，绝缘节处的跳线及并联线如图8.5.3-2所示。

3）相邻区段分别为ZPW-2000轨道电路和25Hz相敏轨道电路时，渡线道岔跳线及并联线布置，如图8.5.3-3所示。

5．第8.5.4条： 钢轨钻孔时，应根据塞钉大小选用匹配钻具。电钻角度应与钢轨

钻孔面垂直，并稳固。钢轨钻孔应符合本技术指南第8.1.4条规定。

道岔内钢轨钻孔应在道岔生产厂内进行，孔径、孔间距及孔位置应符合设计和相关标准的要求。

在轨道板或道床板的轨道连接线均应采用M8化学锚栓和Ω型镀锌卡具进行固定。有砟地段普通轨枕的轨道连接线穿越钢轨时，应采用绝缘卡具固定，距轨底不得小于30mm。

二、《高速铁路信号工程施工质量验收标准》TB10756-2010

1． 第7.5.3条： 机械绝缘节处钢轨引接线应采用绝缘卡具安装牢固。

铁路信号系统防雷保护方案 篇5

一、概述

铁路系统信号结构庞大，设备众多，用以实现其强大的功能。例如：驼峰设备、道口设备、闭塞设备、联锁设备、控制台、道岔转辙设备、信号机、信号表示器、联锁系统等。所以铁路系统的防雷保护重点为信号设备的防护。

铁路信号系统包括：CTC（调度集中）和TDCS系统（列车调度指挥系统）（单独组网，铁路内部自成系统）。

红外线轴温探测系统配套故障跟踪装置，主要就是在现有红外线轴温探测系统中加装车号智能跟踪设备。

货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统，是采用声学技术和计算机技术，对运行列车的滚动轴承故障进行在线、早期诊断预报，确保行车安全。

货车运行故障动态图像检测系统，主要采用高速摄像、计算机、图像模式识别等技术，通过采集运行中的列车图像、轴距、速度等相关数据送入计算机进行分析和处理，判断出列车车种车型，并与标准库中的标准样图进行拟合，筛选出需要的车辆转向架、基础制动装置、车钩缓冲装置等车辆关键部位图像，以一车一档的方式在终端计算机中显示。

车辆运行状态地面安全监测系统，利用轨道检测平台，对货车运行安全指标进行动态检测，重点检测货车运行安全指标脱轨系数、轮重减载率，并检测车轮踏面擦伤、剥离以及货物超载、偏载等危及行车安全的情况。

客车运行安全监控系统，对列车运行中危及行车安全的主要设备（供电系统、空调系统、车下电源、车门、烟火报警、轴温报警器、防滑器、制动系统、车体、转向架动力学性能、轮对状态等）通过GPRS通信设备实现远程监控；并通过车上GPS装置实时监控列车的运行位置及速度；车辆到站后通过无线局域网

（WLAN），自动下载数据，并通过地面专家系统进行数据统计、分析车辆各设备的性能，定位故障指导维修，消除安全隐患。

调度指挥管理信息系统；我国铁路运输调度指挥管理是以行车调度为核心，实行铁道部、铁路局、铁路分局三级调度管理的体制。为适应现行的调度管理体

1制，并考虑到长远发展，铁道部调度指挥管理信息系统（DMIS）设计为四层网络体系结构。

铁路运输管理信息系统(Transportation Management Information System)。铁路运输管理信息系统（TMIS）主要包括确报、货票、运输计划、车辆、编组站、货运站、区段站、分局调度、货车实时追踪、机车实时追踪、集装箱实时追踪、日常运输统计、现在车及车流推算、军交运输等子系统。

二、防雷保护措施

铁路信号设备安装防雷保护器必须符合被保护信号设备的特定要求。并与被保护信号设备的绝缘耐压匹配。防雷保护器接入信号系统后，不允许改变原信号系统的性能，不允许影响被防护设备的工作；受雷电电磁脉冲干扰时，能保证信号设备不出现危机行车安全的后果。

HD系列信号设备用防雷保护器：

1、HD系列铁路信号专用设备的防雷保护器用于轨道电路、驼峰、信号机、道岔、信号点灯、道岔表示、道岔启动。

2、HD系列计算机通道防雷保护器用于驼峰测量设备、调度集中、调度监督、驼峰机车遥控设备。

3、对于计算机通道防雷保护器，室内数据传输线长度大于50-100m时，可在一端设备接口处设置防雷保护器；大于100m时，宜在两端设备接口处设置防雷保护器。

4、室内采集、驱动信号传输线防雷保护器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于60V，信号衰耗不大于0.5db。

5、室内视频信号传输线防雷保护器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于10V，信号衰耗不大于0.5db。

6、室内RS232、RS422、RJ45、G.703 /V.35等通信接口信号传输线防雷保护器冲击通流容量不小于1.5kA，限制电压不大于40V，信号衰耗不大于0.5db。

7、安装于室外的电子设备在缆线终端入口处设置防雷保护器。

8、在铁路信号系统信号传输线路两端LPZ0区和LPZ1区的界面处信号机房设备及终端终设备端口处均加装防雷保护器。通信传输线防雷保护器接地端子与保护地线间的连接线应采用截面积 1．5 mm2～4 mm2的铜芯导线。

9、铁路信号系统设备电源防雷保护：

在6/12/24/48/90/170V电源接线端子处串联安装HD系列电源防雷保护器。在12/24/48V接线端子式（负载电流1.5A）线路设备端口处串联安装HD系列电源防雷保护器。在120/200V接线端子式信号（负载电流10A）线路设备端口处串联安装HD系列电源防雷保护器。

10、等电位及接地

为保证信号系统设备的整体防护效果，要求信号设备机房有良好的保护地线PE。采用共用接地系统的信号设备机房，其接地电阻值应符合要求。达不到要求时安装柔性接地体以降低接地电阻值。将电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、信号设备工作地、防静电接地、金属屏蔽电缆外层、保护地及防备保安器接地端子等以最短的距离分别就近接到等电位接地排上。

高速铁路信号系统 篇6

（深圳市地铁集团有限公司 运营总部 518000）

摘要：我国铁路的客运承载量很大，尤其是在春运前后。因此铁路必须要减少故障频率，才能保证在运作中保证其班次的稳定可靠。所以作为铁路部件中的一部分，信号电源系统的安全可靠，是信号工作的重点。本文分析铁路信号电源监测系统常见的几种故障，并提出了相应的维修措施，希望能为铁路信号电源监测工作提供参考意见。

关键词：信号电源监测系统；综合监测；信?设备；维修维护

0 引言

随着铁路的迅速发展，必须要有一个作为维护铁路综合平台的信号电源监测系统，其充当了高铁零部件监视器的作用，能够快速反应后作出预警信息，能够保证电源管理、全面监控。24小时不间断的监测，对故障快速反应，并及时向各个监视终端工作人员报告故障信号，并能告知维修人员故障发生位置及解决方式，从而能够全面高效的对设备故障进行抢修，能够为铁路工作者建立一套完整防范体系。

1铁路信号电源监测系统的常见故障分析

铁路信号电源监测系统一般会发生如下几个方面的故障：

1.1铁路联锁设备断电故障

铁路信号电源监测系统中，信号微机联锁设备系统起到十分关键的作用，而UPS则是该套设备中的重中之重，UPS电源监测一般处在电源屏幕的输出端口，其担任着联锁设备上下较为的用电安全和部分网络设施的用电。其中上位机是人机交互的关键设备，其功能是集中管理控制整个联锁设备系统；而下位机是现场设备控制、反馈的核心组件。在以往的设备故障中，UPS的损坏一般都是线路损坏造成的，老鼠咬坏、电线磨损、插头插座接触不良都会导致线路断电，但是这种情况下出现的断电一般不会出现电源监测系统报警，UPS依靠储蓄的电磁来维持联锁系统工作，一个小时待电耗尽了之后，会自动切断电源，如此导致联锁断电，这种情况下的故障带来的负面影响非常大，会直接导致信号设备大面积断电导致瘫痪，联锁数据丢失。而UPS线路检查时间都是固定的，若是在无人监测的情况下，线路断电，带来的损失将无法估量。

1.2铁路信号电源监测系统重复稳压故障

由于铁路设备的供应商来自不同的厂家，其生产出来的产品型号规格各不相同，例如车间的微机联锁。电源屏、UPS等。当这些设备在工作时，由于其运行的电压电流消耗不一致，必须要保证重复稳压。但是UPS设备又必须在一零一火的情况下不稳定供压才能工作，若是智能电源屏在提供两根火线情况下的稳定供压，就会出现UPS报警现象。这种自相矛盾的工作环境，着实是当前必须要解决的问题。

2针对上述问题的改进措施

2.1铁路联锁设备断电解决方案

2.1.1监视UPS电源工作状况

利用相关设备来对UPS电源的工作进行监控并做记录处理，若是其出现故障后突然断电，监视设备会迅速感应到经过量化转化过的反常数据，并一直发出警报，除非待工作人员检修电源恢复正常，警报声才会解除，设备恢复正常工作。

如何利用监控设备来实时监测UPS的线路的两端电压，来保证其正常稳定的工作？相关监测设备通过实时监控接收来自UPS两端的电压值的变化，来反馈目前UPS目前的工作状态。为保证设备的正常工作，从UPS监测到的电压变化直接会引入到监测采集系统，经过衰变电阻接入了互感器，完成信息采集过程。采用WB溪流运用电磁隔离原理制作而成的，精度十分高的电流互感器来进行监测，直流电压0 V-5 V输出，输入阻抗高（40 kΩ），UPS供电电路不受影响。在互感器被隔离之后，采集的信息运用交流信号，经过放大运算――精密整流――运算放大，转成了0 V-5 V的标准直流TTL逻辑电压。该直流电压与UPS输入端电压值是呈线性对应关系的。量化后的标准直流电压，经选通，送到监测采集机CPU板进行A/D转换，将模拟量转换成数字量后送入监测站机处理。UPS在其供给电源（交流220 V）切断后，应给站机（监视器）一个高电平信号（平时是低电平）。站机会给采集机的CPU告警信息（同时将通知在局域网内其他机器），采集机的红灯、喇叭同时报警，从而实现了提示和通知作用。

2.1.2利用电务维修机监视UPS电源工作状况

在一些人流量较少的小型车站可能没有安排监测设备，所以需要选择用电务维修机来对电源工作状况进行监测并实时记录。UPS电源一般会涉及带有串口，利用电务维修机连接UPS电源的计算机通口，在其供给电源（交流220V）切断，开始使用电池电能后，电务维修机收到UPS掉电信号会转发调度监控机和上位机，上位机显示器提示车务运转人员有告警信息，并且上位机在40 min（UPS电池基本耗干）后告警没有解除的话，将数据保存后正常退出，进一步保证了联锁机和上位机的安全正常工作。

2.1.3引出电源监测线

从联锁柜子里面引出电源监控线，在车站电务段值班室需要接入一个UPS电源正常供电指示灯，当出现故障的时候，故障指示灯就会熄灭，令相关值班人员能第一时间反应，迅速处理故障，不让故障影响正常铁路运行。

2.2铁路信号电源监测系统重复稳压故障解决方案

在铁路运行中，若是不对电路进行改造，可以只是使用电源屏不稳定电压或者是单独从室内迁出一条不稳定电压，为UPS供电，如此一条零线一条火线的情况下，取代稳定电压供电后，UPS不再会引起故障报警。另有一种方式就是利用供电电压灵敏度非常高的UPS，则可以调节其灵敏度为低等状态，这样在稳定电压供电的情况下，也不会出现频繁报警了。

3结束语

铁路通信信号在经历着翻天覆地的创新和变革，铁路信号计算机和网络水平的不断提高，信号电源监测系统作为铁路信号的唯一监测平台，将会发生积极的作用。随着用户需求多元化发展，信号电源监测系统的发展前景形式大好。

参考文献：

[1]林瑜筠.铁路信号智能电源屏[M].北京中国铁道出版社，2006.[2]铁路信号电源监测系统安全要求运基信号[2011]377号文件.中铁总公司，2011

高速铁路信号系统 篇7

一、信号处理分析

现阶段, 频移键控是我国铁路移频自动闭塞采用的调制方式, 其移频信号主要有法国UM71、国产4、8、18信息四类信号。在铁路机车的信号分析系统中, 通过对经过低频信号调制成为上、下边频交替化的移频波进行数据分析, 获取低频和上下边频的特征参数, 进而为信号分析处理提供参考依据。通常, 分析移频信号主要有基于频域和时域的两种方法, 而在机车信号分析系统中, 不同制式的移频信号即使在同一分析方法下, 其得到的信号特征参数会有较大差异, 这就要求, 在铁路机车信号系统中的信号处理分析具有一定的通用性, 同时, 在实际信号数据采样时, 出现现场随机噪音叠加现象是不可避免的, 进而要求了在对信号分析处理时, 需要有较强的抗干扰性, 以保证数据采集、分析的准确性。此外, 部分移频制式如18信息移频, 其低频之间的频率间隔相差仅0.5Hz, 这就给信号分析处理增加了难度, 要求信号处理系统有更高的精度。因此, 在机车信号系统中对信号的分析处理以分析精度和准确度为原则进行。为此, 我们在分析中主要采用小波的去噪算法来对数据样本进行处理, 进而运用零点计数法解调出低频, 在通过快速傅立叶计算出上下边频值, 在实际中这种算法在信号分析中取的良好的效果。

二、小波去噪的分析

在机车信号分析系统中, 对移频信号进行多尺度分解是去噪的基本思想, 也是去噪的第一步, 然后设置分解后每一级细节信号的阈值Ti (i为分解后的某一级数) , 在对信号分析处理过程中, 对于细节信号中大于设定的阈值Ti的信号, 认为是有用的信号, 对该信号进行保留, 进入下一级的分析, 反之, 则认为是由噪声产生的信号, 将其置为0, 予以舍弃。然后, 对保留的新的大于阈值的信号进行列序, 然后重新构建算法, 重建信号, 进而达到去噪的目的, 进而得到去除噪声的移频信号。显然, 在去噪的分析过程中, 每一级细节信号的阈值Ti是关键, 由于选用数据的时段不同, 叠加在采样数据上的噪音也会不同, 进而噪音的概率分布也会有所不同, 因此, 为了提高对噪音过滤的准确性, 即提高阈值设置的准确性, 可以选用自适应的阈值选取方案, 以根据噪音的不断变化的统计特点, 来确定最合适的阈值, 进而提高阈值设置的准确性, 提高系统对信号分析的准确性。目前, 在实际工程中, 由于样条小波具有很高的正则性和较好的线性相位特性, 在信号去噪中应用广泛, 如沪杭线机车信号处理分析就采用了该方法。

三、上、下边频的分析

为了达到机车信号系统中信号分析的精确度要求, 在信号分析中, 还要考虑频谱泄漏信号处理的影响。假设N个过滤波器对输入序列x (n) 的滤波处理, 信号采样周期为T, 则, 第k个等效滤波器的幅频特性有公式可以表示为:

由上述公式可以看出, 若取信号的整倍周期, 即Ti=NT, 则可以得到周期信号基频f0=1/NT, 则信号的第k次谐波分量kf0只有通过k个等效滤波器时增益为1, 其余均为0, 此时, 没有发生频谱泄漏现象, 若不是整倍周期, 很显然, 会发生频谱泄漏问题, 从中可以看出, 在解决频谱泄漏问题中, 对信号整周器节段分析是最有利的方案。但由于, 不同移频制式、不同轨道的上下边频都会变化很大, 整周期截取信号不容易做到, 因此, 在信号分析时, 可先对采样序列x (n) 加窗处理, 然后做离散傅立叶变换运算, 进而减弱频谱泄漏。在实际应用中, 不论采用哪种分析方法, 不同的技术只能对泄漏的抑制程度不同, 不能完全消除。因此在实际应用中, 为提高精度, 需要找到合适的信号处理方法。

结束语:综上所述, 在铁路机车信号分析系统中信号的处理一方面要注意采集信号的去噪, 提高信号处理准确性, 另一方面, 移频信号频谱的泄漏, 选用合适的函数算法, 进而提高信息处理的精度。并且在实际的应用中, 通过上述方法的分析, 也取得了良好的效果。

摘要：随着我国铁路事业的发展, 我国建成铁路里程已成为世界第一, 并且, 现阶段我国高铁项目建设正在如火如荼的进行, 为我国的经济发展提供了有力的支撑。在铁路机车运行中, 机车信号分析系统中的信号处理分析是关键环节, 其信号处理的准确性, 也影响着铁路机车运行的安全性。因此, 本文将主要分析了铁路机车信号分析系统中的信号处理的算法, 以期为信号处理的研制提供借鉴, 进而提高信号处理的准确性。

关键词：铁路机车,信号分析系统,信号处理,分析

参考文献

[1]白海威, 吴跃臣.机车信号及地面信息记录分析系统[J].中国铁路.2002, (02) :67-69

[2]苏子江.铁路主体化机车信号系统的合理应用[J].中国集体经济.2009, (24) :178

现代铁路信号系统分析研究 篇8

关键词：铁路；信号系统；分析

1 铁路信号系统的构成分析

1.1 行车调度系统 在这个电子科技及信息技术都在不断发展的新时期，因为有了计算机技术、通信技术、信息化技术及自动化控制的多方面支持，关于现代化的铁路信号系统建设，也同时引进了多方面的新理念，通过行车调度系统可以对各线路的运行随时进行监控，不但如此，还可以对列车实行实时监控，这些都从实际意义上实现了自动化，并且可以根据其他的列车的行驶进行自动化全面的处理。

1.2 闭塞系统 我国现阶段的闭塞设备主要有自动化设备、自动站间设备以及半自动化设备等。列车上相邻的两个闭塞设备以及专用的轨道电路设备，两者可以合并成为一个全新的闭塞系统，同时，利用牵出线和到发线等线路的应用，并且通过无配线的分界点设备值，能够为列车的安全形势提供保证，保证在同一个闭塞的区域，以及同一个时间里只能行驶一台列车，最终杜绝不良的事故发生。

1.3 连锁系统 目前在铁路事业发展中的一个重要的环节，就是车站连锁系统，使用一些相关系统及相关的技术，能够使铁路列车提供一个非常安全的向导。不仅如此，车站连锁系统和闭塞系统也有着非常密切的联系，信号设备在进站和出站之间的时候，也要在进站的岔道部位建立一套信号机等相应的设备。

2 雷击对于铁路信号的影响

2.1 电磁脉冲 在地面较高的建筑物及带有信号装置的场所，它们附近的建筑物和带有信号装置的建筑物，一旦遭到雷击，那么在信号体系内就会产生过电压和过电流以及雷电电磁脉冲。

2.2 电磁感应 我们所说的感应雷，实际上就是雷云在放电的时候，或者是雷电在雷云之间的时候，在这附近的户外传输信号线路埋地电力线、设备间的连接以及信号电缆线等，都有可能受到电磁感应的影响，这样就会使得串联在线路或者终端电子设备受到某种程度的损害。

2.3 冲击波 冲击波说的是进入了高压线，并且已经到了高压变压器的内部和信号设备所在的供电电源系统当中，而且没有避雷针，要不就是避雷针已经失效，此时的雷电波幅数值非常大，这样一来，变压器次级和初级绕组之间的绝缘，将会被击穿。因此，雷电压就会入侵到交流低压电源，将其损坏。

2.4 轨道电路 向着信号设备的轨道电路入侵，一般情况下，轨道电路都会使用高出地面很多的轨钢当做传输线。因为有着地理环境的阻碍，一些例如树林、大山等铁路旁的较大物体，都是容易遭到雷击的对象。

3 无线通信技术在铁路信号系统中的作用

3.1 集中调度的应用 调度中心的科员一定要在集中调度的系统中，准确了解列车的运行情况，而且要通过所获取的信息，对进路进行排列。可是，使用无线通信技术可以让控制系统了解到列车当前所行驶的速度及地理位置，并且根据信号系统，把控制信息传给列车，以此来保证列车的行驶安全。

3.2 微机联锁中的应用 无线技术一旦应用到了微机联锁当中，便可以把信号处于闭锁的状态以及道岔的基本情况传到主控中心，利用道旁的接口单元可以和主控中心联系，最后，通过电缆和现场的设备进行连接，最终达到预期的目的。

3.3 中继器中的应用 铁路的运行中，如果要么一个题录都设立一个通信站是有困难的。这样不但会使设备的投入资金增加，而且还会使得无线通信铁路信号失去原有的意义。可是利用中继器，就能够进行射频信号的接受和发送，还能够管理车站和线路范围内的站区。

3.4 使平交道口的通过率提高 铁路信号系统中加入无线通信技术，主控中心便可以對各个道口的运行情况进行查询，并且可以及时的把查询信息向最近的列车进行反馈。除此之外，主控中心在接收列车的速度及位置信息的时候，可以计算列车通过道口后的时间，最终计算出列车的允许最大时速，保证列车通过时候的安全，从而提高了平交道口的通过率。

4 铁路信号设备系统的性能和故障的分析

4.1 信号机的维护 信号机如果没能够在正常情况下发出报警信号，那一定是内部出现了问题，这就需要相关的人员对其进行定期检查。一旦发现信号机出现了故障发出了报警信号，那么就是发光二极管的问题，这就要把信号机的光源进行检查和更换，如果信号机的故障是因为点灯变压器的问题，那么就需要及时更换变压器。

4.2 转辙机的维护 在进行转辙机的检查中，其检查的内容应该包括：查看转辙机在运行中是不是受到了外界的影响，尖轨和基本轨之间是不是存在着异物；道岔的密贴是不是正常；基本轨和新轨的竖切部分有没有肥边；以及尖轨是不是在使用中发出了异常的声音等。季度的检查内容则应该包括：之前的检查内容在季度的检查时要再次进行检查，同时还要检查每一个连接头与销轴的旷量是否都在范围内；在转辙机运行时，尖轨第一牵引点和新轨的第一牵引点插入的铁板，是不是厚度在2-4毫米之间；锁闭齿轮和齿条块不应该是锁闭状态。

4.3 轨道电路的检查 对轨道电路外部的检查中应该包括这些内容：塞钉连续线与道岔跳线之间的连接情况；查看钢轨绝缘外观以及轨道外部的螺丝是否已经拧紧，这些都是检查的内容。对轨道电路内部的检查中应该包括这些内容：查看箱盒里的配线端子和螺丝是否拧紧；配件中有没有破皮现象以及箱盒内部是否干净等。

5 结语

总而言之，在铁路工程中，信号系统的稳定性与可靠性对于行车安全具有非常重要的意义。因此，应该加强对信号系统的研究，从而提高铁路信号系统的运行质量，促进铁路系统的发展。

参考文献：

[1]张杰.浅谈铁路信号综合防雷系统现状及优化方案[J].赤子（上中旬），2014.15：294.

[2]杨书林.浅谈铁路信号工程技术施工管理[J].技术与市场，2012.12：268+271.

[3]刘荣华.铁路信号设计一体化系统研究分析[J].信息通信，2014，02：203.

高速铁路信号系统 篇9

［摘要］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。［关键词］故障-安全技术、实时操作系统开发平台、数字信号处理、计算机网络技术的应用、通信技术与控制技术的结

合、通信信号一体化近10多年来，运输市场竞争激烈，各国铁路，特别是我国

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。

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。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。

三、数字信号处理新技术的应用随着铁路运输发

展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输的安

全性和实时性。因此，引进计算机技术，利用计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术（DSP,Digital Signal Pr ocessing）的出现为

铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。与模拟信号处理技术相比较，数字信号处理技术

具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着

各自的优缺点。频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好，而缺点是在强干扰中提取信

号时容易造成解码倍频现象，例如将移频的低频11Hz误解成22Hz；时域分析的优点是定型

准确，而缺点是定量精确地剔除带内干扰难度大。随着数字信号处理技术的新发展，在铁路

信号处理中引入了新的实用技术，如ZFFT（ZOOM-FFT）、小波信号处理技术、现代谱分析技

术等。目前，我国区间采用的ZPW2000-A信号发送、接收以及机车信号的接收都采用了数字

信号处理技术，日本的数字ATC和法国UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技

术。

四、计算机网络技术的发展 随着计算机网络技术的飞速发展，实施企业网

络化管理已成为企业实现管理现代化的客观要求和必然趋势。铁路信号系

统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化，从而实现集中、智能管理。

（一）网络化，现代铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合，而是功

能完善、层次分明的控制系统。系统内部各功能单元之间独立工作，同时又互相联系，交换

信息，构成复杂的网络化结构，使指挥者能够全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资

源，保证铁路系统的安全、高效运行。

（二）信息化，以信息化带动铁路产业现代化，是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线路上的信息是高速列车安全运行的保证。因而现

代铁路信号系统采用了许多先进的通信技术，如光纤通信、无线通信、卫星通信与定位技术

等。

（三）智能化，智能化包括系统的智能化与控制设备的智能化。系统智能化是指

上层管理部门根据铁路系统的实际情况，借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行，使

整个铁路系统达到最优化；控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构，来准确、快速

地获得指挥者所需的信息，并根据指令来指挥、控制列车的运行。近年来，我国铁路行业已

成功地推广应用了原TMIS和DMIS（现称TDCS）等系统，在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS，以现代信息技术为基础，综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术，建立了新型现代化运输调度指挥系统（铁道部、铁路局、基层信

息采集网）。

五、通信技术与控制技术相结合随着计算机技术

（Computer）、通信技术（Communication）和控制技术（Control）的飞跃发展，向传统的以

轨道电路作为信息传输媒体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C（Computer、Communication、Control）技术代替轨道电路技术，构成新型列车控制系统已成必然。用3C

技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用，目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中，称为“基于通信的列车运行控制系统”（CBTC，Communication Based Train Control）。其具

有以下特点：列车与地面之间有各种类型的无线双向通信。可分为连续式和点式的。其中又

可分为短距离传输（指1m以内）和较长距离传输（远至几公里至几十公里）的移动通信。它

们仍然保留闭塞分区，其中最简易方式CBTC仍采用固定的闭塞分区，但是闭塞分区的分隔点

不是用轨道电路的机械绝缘节或电气绝缘节（如无绝缘轨道电路），而是用应答器或计轴器，或其他能传送无线信号的装置构成分隔点，这种简易形式仍然保留固定长度的闭塞分区（FAS，Fixed Autoblock System），简称为CBTC—MAS。在CBTC中进一步发展的闭塞分区不是固定的,而是移动的(MAS,Moving Autoblock System),简称CBTC-MAS。

六、通信信号

一体化随着当代铁路的发展，铁路通信信号技术发生了重大变化，车站、区间和

列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破

了功能单

一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数

字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。从铁路信号系统纵向发展看，德国已经

形成从LZB、FZB发展到ERTMS的发展趋势。LZB利用轨道电缆环线传输列车运行控制系统行

车指令和速度指令机车信号，取消地面闭塞信号机，保留闭塞分区，列车按固定闭塞方式（即

FAS）运行。FZB是基于无线的列车运行控制系统，是新一代移动自动闭塞系统（即MAS），其

目的是实现低成本、高性能的列车运行控制系统，并已加入ETCS。ERTMS/ETCS（欧洲铁路运

输管理系统/欧洲列车控制系统）是欧盟支持的统一的行车控制系统，采用GSM—R作为传输

系统，其成功应用将进一步推动铁路通信信号的技术进步，加快实现铁路通信信号一体化的进程。从信号系统的横向发展来看，日本新干线在1995年成功开发和投入运行的COSMOS系

统，则是通信信号一体化的又一个成功案例。该系统包含运输计划、运行管理、维护工作管

理、设备管理、集中信息管理、电力系统控制、车辆管理、站内工作管理等8个子系统，以

通信信号一体化技术，实现中心到车站各子系统的信息共享，并使系统达到很高的自动化水

平。另外成功地应用了安全光纤局域网，使之成为联锁系统、列车运行控制系统的安全传输

通道，达到通信技术与信号安全技术的深度结合，实现了通信信号一体化。

七、信号系统的规范化和标准化随着全球经济一体化的发展，铁路信号系统市场也出

现了全球一体化，主要体现在技术规范和安全规范的全球化，如ERTMS/ETCS。“统一规范、统一标准”是铁路信号系统的发展方向。信号系统的规范化和标准化的制定（如欧洲铁路运

输管理系统ERTMS规范），体现了以下的优势：

（一）新产品开发费用低；由于规范化和标

准化的制定考虑了系统的连续性，所以新产品能与老系统兼容；

（二）规范明确定义所有接

口（机械、电器、逻辑）标准，系统实现了模块结构，从而实现设备的互通互连；公开规范

和标准，开放市场，促进竞争，降低成本，从而获取最佳产品和最佳价格。参考

文献马桂贞 微机联锁系统 西南交通大学出版社 2001陈红霞 以微机为基础的铁

路信号设备的可靠性设计与分析西南交通大学图书馆，2005，第5期吴汶麒 城市轨道

交通信号与通信系统 北京 中国铁道出版社,1998.阮春欣 铁路信号容错技术 北京：中

国铁道出版社，1997：50~65［摘要］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。［关键词］故障-安全技术、实时操作系统开发平台、数字信号处理、计算机网络

技术的应用、通信技术与控制技术的结合、通信信号一体化近10多年来，运输

市场竞争激烈，各国铁路，特别是我国铁路为实现高速、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。

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。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。

三、数字信号

处理新技术的应用随着铁路运输发展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传

统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输的安全性和实时性。因此，引进计算机技术，利用

计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术

（DSP,Digital Signal Pr ocessing）的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。

与模拟信号处理技术相比较，数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着各自的优缺点。频域分析的优点是运算精度

高和抗干扰性能好，而缺点是在强干扰中提取信号时容易造成解码倍频现象，例如将移频的低频11Hz误解成22Hz；时域分析的优点是定型准确，而缺点是定量精确地剔除带内干扰难

度大。随着数字信号处理技术的新发展，在铁路信号处理中引入了新的实用技术，如ZFFT

（ZOOM-FFT）、小波信号处理技术、现代谱分析技术等。目前，我国区间采用的ZPW2000-A

信号发送、接收以及机车信号的接收都采用了数字信号处理技术，日本的数字ATC和法国

UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技术。

四、计算机网络技术的发展 随着计算机网络技术的飞速发展，实施企业网络化管理已成为企业实现管理现

代化的客观要求和必然趋势。铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基

础。在网络化的基础上实现信息化，从而实现集中、智能管理。

（一）网络化，现代

铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合，而是功能完善、层次分明的控制系统。系统内

部各功能单元之间独立工作，同时又互相联系，交换信息，构成复杂的网络化结构，使指挥

者能够全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资源，保证铁路系统的安全、高效运行。

（二）信息化，以信息化带动铁路产业现代化，是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线

路上的信息是高速列车安全运行的保证。因而现代铁路信号系统采用了许多先进的通信技术，如光纤通信、无线通信、卫星通信与定位技术等。

（三）智能化，智能化包括系统的智能化与控制设备的智能化。系统智能化是指上层管理部门根据铁路系统的实际情况，借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行，使整个铁路系统达到最优化；控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构，来准确、快速地获得指挥者所需的信息，并根据指令来指挥、控制列车的运行。近年来，我国铁路行业已成功地推广应用了原TMIS和DMIS（现称TDCS）等系统，在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS，以现代信息技术为基础，综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术，建立了新型现代化运输调度指挥系统（铁道部、铁路局、基层信息采集网）。

五、通信技术与控制技术相结合随着计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）和控制技术（Control）的飞跃发展，向传统的以轨道电路作为信息传输媒体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C（Computer、Communication、Control）技术代替轨道电路技术，构成新型列车控制系统已成必然。用3C技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用，目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中，称为“基于通信的列车运行控制系统”（CBTC，Communication Based Train Control）。其具有以下特点：列车与地面之间有各种类型的无线双向通信。可分为连续式和点式的。其中又可分为短距离传输（指1m以内）和较长距离传输（远至几公里至几十公里）的移动通信。它们仍然保留闭塞分区，其中最简易方式CBTC仍采用固定的闭塞分区，但是闭塞分区的分隔点不是用轨道电路的机械绝缘节或电气绝缘节（如无绝缘轨道电路），而是用应答器或计轴器，或其他能传送无线信号的装置构成分隔点，这种简易形式仍然保留固定长度的闭塞分区（FAS，Fixed Autoblock System），简称为CBTC—MAS。在CBTC中进一步发展的闭塞分区不是固定的,而是移动的(MAS,Moving Autoblock System),简称CBTC-MAS。

六、通信信号一体化随着当代铁路的发展，铁路通信信号技术发生了重大变化，车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单

一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。从铁路信号系统纵向发展看，德国已经形成从LZB、FZB发展到ERTMS的发展趋势。LZB利用轨道电缆环线传输列车运行控制系统行车指令和速度指令机车信号，取消地面闭塞信号机，保留闭塞分区，列车按固定闭塞方式（即FAS）运行。FZB是基于无线的列车运行控制系统，是新一代移动自动闭塞系统（即MAS），其目的是实现低成本、高性能的列车运行控制系统，并已加入ETCS。ERTMS/ETCS（欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统）是欧盟支持的统一的行车控制系统，采用GSM—R作为传输系统，其成功应用将进一步推动铁路通信信号的技术进步，加快实现铁路通信信号一体化的进程。从信号系统的横向发展来看，日本新干线在1995年成功开发和投入运行的COSMOS系统，则是通信信号一体化的又一个成功案例。该系统包含运输计划、运行管理、维护工作管理、设备管理、集中信息管理、电力系统控制、车辆管理、站内工作管理等8个子系统，以通信信号一体化技术，实现中心到车站各子系统的信息共享，并使系统达到很高的自动化水平。另外成功地应用了安全光纤局域网，使之成为联锁系统、列车运行控制系统的安全传输通道，达到通信技术与信号安全技术的深度结合，实现了通信信号一体化。

七、信号系统的规范化和标准化随着全球经济一体化的发展，铁路信号系统市场也出现了全球一体化，主要体现在技术规范和安全规范的全球化，如ERTMS/ETCS。“统一规范、统一标准”是铁路信号系统的发展方向。信号系统的规范化和标准化的制定（如欧洲铁路运输管理系统ERTMS规范），体现了以下的优势：

（一）新产品开发费用低；由于规范化和标准化的制定考虑了系统的连续性，所以新产品能与老系统兼容；

（二）规范明确定义所有接口（机械、电器、逻辑）标准，系统实现了模块结构，从而实现设备的互通互连；公开规范和标准，开放市场，促进竞争，降低成本，从而获取最佳产品和最佳价格。参考文献马桂贞 微机联锁系统 西南交通大学出版社 2001陈红霞 以微机为基础的铁路信号设备的可靠性设计与分析西南交通大