中国铁路通信信号的现状及发展Word文件下载.docx
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[关键词]KeyWords：
通信技术CommunicationTechnology
中国列控系统ChineseTrainControlSystem
微机联锁ComputerInterlocking
控制技术ControlTechnology
中图分类号：
E965文献标识码：
A文章编号：
自1999年中国第一条真正意义上的高速铁路秦沈客运专线建设伊始，我国的高速铁路建设已经进入了第14个年头。
通过对既有铁路的提速改造和新线建设，我国目前已建成了世界上最大规模、最高运速的高速铁路网。
截止目前，包括客运专线、城际铁路、提速改造铁路等时速超过200公里的高速铁路网总里程已达13,000公里。
根据我国中长期铁路网规划方案，至2015年底，将会建成42条高速铁路客运专线，基本上建成以“四纵四横”为骨架的全国快速客运网，总里程将超过16,000公里，预计2020年将超过30,000公里。
伴随着我国高速铁路跨越式大发展，以计算机科学为核心的信息技术也发生着根本性的变革，对铁路传统的通信信号技术产生了深刻的影响。
随着网络移动通讯的发展，新的通信技术和网络技术得以实现，运用到铁路通信上将开发出低成本、大容量的铁路通信系统；
计算机技术的发展也使得微机联锁逐步取代电气联锁，并通过计算机网络与通信技术相结合，将铁路信号系统中的各个子系统连接成一个有机整体。
一、我国铁路通信、信号系统的发展现状
1、铁路通信系统现状
铁路通信网络是高速铁路的神经系统，主要服务于高速铁路行车设备间，以及设备和人员、系统间的通信。
铁路通信分为有线通信和无线通信，其中有线通信包含铁路电话、通信通道、数据服务。
有线通信的作用主要是作为信道，利用电线或光缆来传输信号和数据，并利用通信线路把分散的通信设备连成完整、可靠的通信网，目前我国高速铁路干线主要采用光缆进行数据传输。
铁路无线通信目前在我国高速铁路中应用较多的是GSM-R（GlobalSystemforMobileCommunication-Railway）技术,是基于成熟、通用的公共移动无线通信系统GSM平台之上，专用于铁路而开发的数字式移动无线通信技术。
（1）GSM-R技术概述
GSM-R通信网络是国际铁路联盟为满足欧洲21世纪铁路网络一体化进程向欧委会推荐的欧洲铁路综合调度移动通信系统。
为实现我国铁路信息化建设跨越式发展，铁道部经过综合分析，决定采用GSM-R作为我国铁路信息化建设的主流通信系统，该系统针对铁路列车控制、调度、高速移动等特点，将移动通信的组呼、群呼、优先级等功能运用到列车通信控制中，可为铁路通信提供定制功能，如：
语音组呼及广播功能、位置及功能寻址、安全数据通信等。
（2）我国铁路对GSM-R技术的应用
以我国第一次使用GSM-R无线通信的青藏线为例，鉴于青藏高原地质、气候条件恶劣，若采用国内现行的基于轨道电路的列车运行控制方式，将会影响轨道电路参数，使轨道电路难以正常稳定工作，影响行车安全。
而GSM-R无线机车信号系统的信息传输不受温度、海拔等环境因素影响，设备数量少可靠性高，维修量小节省人员，因此该系统是提供青藏线列车运行控制信号传输的最佳选择。
目前，GSM-R已成功在我国青藏线、大秦重载、胶济线提速工程、合宁客专、武广客专、京津城际等多条线路进行了实施。
（3）GSM-R技术创新
我国在GSM-R技术的应用过程中，因地制宜、自主创新，突破了很多技术难题，比如我国目前已领先于欧洲大力开发的基于GSM-R的GPRS技术。
采用GPRS分组无线数据传输方式作为一部分非安全数据信息的传输平台，达到了更有效利用频率资源的目的。
GPRS数据传输的主要优势为网络频谱利用率高，常规的GSM-R系统无论是否传输数据，都需要占用一对上下行无线通道，而GPRS技术只有在发送或接收数据时才会占用无线频道资源，且一个无线通道可以同时服务多个用户，非常适合解决我国频率资源紧张，数据传输量大的实际情况。
而且，GPRS技术适用于传输间断的突发数据，且可以提供更高的传输速率，最高可以达到21.4kbps，远高于传统的9.6kbps速率。
目前我国大秦铁路就使用的是GPRS数据传输技术（华为提供的网络设备），在调度命令传输、机车信号传输及监控信息传输等各方面得到了充分的应用，设备运行情况良好。
2、铁路信号系统现状
传统的铁路信号主要是信号、联锁、闭塞三大功能，而目前随着我国高速铁路信号技术的迅速发展，现代铁路信号系统已由电气化设备全面转型为微机模块化和网络化设备，主要包含五部分：
列车运行控制系统（CTCS）,行车调度指挥系统，车站联锁系统，区间闭塞系统，和信号微机监测系统。
由于篇幅有限，本文只讨论列控系统、调度指挥系统和联锁系统。
（1）列车运行控制系统
CTCS（ChineseTrainControlSystem）是基于欧洲ETCS的基础上，由中国铁道部组织相关专家针对适合中国国情研制的中国列车控制系统，主要包括机车信号、列车运行监控记录装置和列车运行超速防护系统，核心功能是在司机室复示地面信号机的信号，并在司机出现操作失误时对自动列车实施紧急制动，保证行车安全。
列控系统根据功能要求和系统配置共分为五个等级,目前我国高速铁路主要使用的是具有我国核心自主知识产权的CTCS-2级和CTCS-3级列控系统，其中CTCS-3可满足列车运营速度350km/h，追踪间隔3分钟的要求；
采用目标距离连续速度控制模式和设备制动优先技术来控制列车速度以保证行车安全。
目前该列控系统已在我国动车铁路线中得到了广泛应用。
（2）行车调度指挥系统
行车调度指挥系统主要有两套核心系统：
列车调度指挥系统（TDCS：
TrainOperationDispatchingCommandSystem）和分散自律调度集中系统（CTC：
CentralizedTrafficControlSystem）。
TDCS是对列车运行进行直接指挥，集中控制，实时调度的现代化信息系统。
在我国是将铁道部调度中心、各铁路局调度所以及覆盖全线车站的TDCS设备连接而成的一个整体网络系统。
该系统的应用改变了我国在铁路调度指挥中传统的人工绘制行车图、报点及填写行车日志等作业方式，实现了以上工作的全自动化，并大幅增强了对行车计划的自动调整功能，是一套进行信息处理并实时参与过程控制的行车调度指挥控制系统。
CTC是在TDCS平台基础上建立的集调度指挥管理与控制一体的调度指挥系统。
CTC的控制理念采用的是分散、自律原则：
“分散”主要是指设备分散、功能分散、危险分散，即不光调度中心可以和车站间进行信息传输，各车站之间也可以互传信息。
“自律”是指各车站的自律机对不同来源的控制指令进行协调，以实现系统对连锁设备的控制。
CTC系统除了含有TDCS的功能外，还有自动排列列车进路、车站接发列车、车站调车作业等额外功能。
我国的行车调度指挥系统是由中国通号研究设计院自主研发设计，目前全国已实现18个铁路局联网互通，已形成了覆盖全国70条干线，5,000多个车站，50,000多公里的调度指挥网。
在今后的5年内，铁道部将会加大力度解决干线以外173条支线的TDCS和CTC系统网络建设任务，实现全国全线覆盖。
（3）车站联锁系统
联锁系统主要功能是用于对车站进路的控制以保证站内行车作业的安全。
我国铁路车站联锁设备经历了机械联锁（非集中联锁）到继电器集中联锁再到计算机联锁的转变。
目前非集中联锁设备已逐渐被淘汰，随着信号技术的发展，计算机联锁将逐步取代继电器集中联锁。
计算机联锁相对继电器联锁的优势明显，主要表现为：
功能更加完善，尤其是功能扩展方面不受站场地理位置限制，只需通过增加少量硬件即可完成；
信息量大，利用网络可与行车调度指挥系统、列控系统联网，交换信息，以实现整个信号系统协调工作；
有自检功能，可联网远距离诊断，易于维护；
体积小、功耗低，性价比高。
1989年，由中国铁道科学研究院研制的计算机联锁系统在郑州北编组站投入使用，首次应用于国家铁路。
随着高速铁路的发展，我国对计算机联锁采用了引进后进行二次开发的策略，例如目前广泛使用的TYJL-ADX型，DS-K5B型，iLOCK型计算机联锁系统都是利用国外的硬件配合我国自行开发的软件，既保证系统的稳定性，又适应了我国铁路运输和联锁的具体需求。
目前我国有约2,500个站场已使用计算机联锁，但由于客观原因，站场电气联锁设备改造的进程仍然较慢，尤其对列车超过160km/h的区段以及所有高速铁路车站今后几年内均应升级换代至计算机联锁。
二、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、CTC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、通信、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。
1、铁路通信的发展方向
（1）优化传统铁路通信网
我国中长期铁路网规划要求铁路信息化按照数字化、网络化
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