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1、铁路信号与通信初级知识铁路信号与通信初级知识（计算机联锁入门教材）铁路信号设备是铁路信号、联锁、闭塞等设备的总称。它的主要作用是保证列车运行与调车工作的安全和提高铁路通过能力。同时对增加铁路运输经济效益、改善铁路职工劳动条件也起着重要作用。铁路信号，是向有关行车和调车人员发出的指示和命令；联锁设备，用于保证站内行车和调车工作的安全和提高车站的通过能力；闭塞设备，用于保证列车在区间内运行的安全和提高区间的通过能力。铁路信号技术的发展应逐步实现微机化、综合化、集成化和智能化。通信设备是指挥列车运行、组织运输生产及进行公务联络等的重要工具。应能做到迅速、准确、安全、可靠，使全国铁路的通信系统能成为一

2、个完善与先进的铁路通信网。通信技术要由模拟向数字转化，实现程控数字交换，发展宽频带信息传输和智能网络管理。第一节铁路信号、概述铁路信号按感官可分为视觉信号和听觉信号两大类。视觉信号是以物体或灯光的颜色、形状、位置、数目或数码显示等特征表示的信号。例如用信号机、机车信号、信号旗、信号牌、火炬等表示的信号就是视觉信号；听觉信号是以不同声响设备发出音响的强度、频率、音响长短和数目等特征表示的信号。例如，用号角、口笛、响墩发出的音响及机车、轨道车鸣笛等发出的信号，都是听觉信号。铁路信号通常用不同的颜色来显示其意义。我国规定有红、黄、绿三种基本颜色。其代表意义如下：红色停车；黄色注意或减速行驶；绿色按规

3、定速度行驶；要求停车的信号叫做禁止信号或停车信号。要求注意或减速运行的信号以及准许按规定速度运行的信号，都叫做进行信号。铁路信号是指示行车和调车运行条件的命令，行车和调车人员必须执行信号显示的要求，才能确保安全和提高生产效率。用手拿信号灯、信号旗或用手势显示的信号叫手信号；把临时设置的信号牌、信号灯等叫移动信号，如为防护线路施工地点临时设置的方形红牌、圆形黄牌等；在固定地点安装的信号设备叫固定信号。固定信号是铁路信号的主要信号。二、固定信号机及其显示固定信号机按设置部位分为地面信号和机车信号；按构造和类型不同可分为臂板信号机、色灯信号机和机车信号机三种；按用途分为信号机和信号表示器两类；按安装

4、方式分为高柱信号机、矮柱信号机、信号托架和信号桥；按停车信号的意义分类，固定信号可分为绝对信号和容许信号。（一）臂板信号机臂板信号机是以信号臂板的形状、颜色、数目、位置表达信号含义的信号机。大多用人力操纵、导线传动。它白天用臂板的不同位置，夜间用不同颜色的灯光显示信号。按每一信号机上装设臂板的数目来分，有单臂板和三臂板信号机两种主要型式。（二）色灯信号机色灯信号机是用灯光的颜色、数目及亮灯状态表示信号含义的信号机。不管白天还是夜间都是用不同颜色的灯光来显示信号的。按照它们制作结构的不同，色灯信号机可以分为透镜式和探照式两大类。透镜式信号机是一组透镜给出一个颜色的灯光。如果要显示多种颜色信号灯光

5、时就要有多组透镜，所以又称它为多灯式。透镜式色灯信号机结构简单，便于生产，比较安全可靠。主要缺点是显示距离有限，特别安装在曲线上时，不能保证连续显示。探照式色灯信号机是一组透镜能显示出三个颜色灯光，所以又称它为单灯式。探照式色灯信号机具有节省电能，显示距离远等优点。但存在结构复杂，制造工艺要求严格，维修困难等缺点，现仅少量保留使用。（三）几种主要固定信号机的设置地点及显示信号机设置地点，对信号显示距离远近和安全行车等都有很大关系，一般设于线路左侧。我国铁路为左侧行车制，机车司机的座位统一设在左侧，为便于潦望，规定所有信号机构均应设在行车方向线路的左侧。如果两线路之间距离不足以装设信号机时，可采

6、用信号托架或信号桥。装在信号托架或信号桥上的信号机，可设于线路左侧，也可设在所属线路的中心线上空。在特殊情况下，如线路左侧没有装设信号机的条仵或因曲线、隧道、桥梁等影响，装在右侧比装在左侧显示距离更远，在保证不致使司机误认的条件下，经铁路局批准，也可设于右侧。信号机按用途分为进站、出站、通过、预告、驼峰、驼峰辅助、遮断、复示、调车信号机。1、进站信号机进站信号机应设在进站线路最外方道岔尖轨尖端（逆向道岔）或警冲标（顺向道岔）不少于50米的地点，如下图所示。进站、出站、预告信号机设置位置示意图进站信号机是用来防护车站安全的，指示列车能否由区间进入车站以及进入车站的相关条件。显示距离不得少于100

7、0米。2、出站信号机出站信号机应设在每一发车线路警冲标内方（对向道岔为尖轨尖端外方）的适当地点。它是用来防护区间的安全，指示列车能否由车站进入区间。其高柱出站信号机显示距离不得少于800米，见上图。3、预告信号机预告信号机应设在距主体信号机不小于800米的地点。它的作用是将主体信号机的显示状态提前告诉司机，见上图。4、通过信号机通过信号机设在自动闭塞区段的闭塞分区分界处或非自动闭塞区段的所间区间的分界处。它的作用是指示列车能否进入它所防护的闭塞分区或所间区间。显示距离不得少于1000米。通过信号机的设置位置如下图所示。通过信号机的设置位置5、调车信号机调车信号机一般设在调车作业繁忙的线路上（如

8、到发线、咽喉道岔区），以及从非联锁区到联锁区的入口处。它的作用是指示调车机车进行作业，一般采用矮型色灯信号机。显示距离不得少于200米。调车信号机设翌位置如下图所示。调车信号机设置位置6、驼峰信号机在驼峰调车场的峰顶上，用来指示调车车列能否向峰顶推送和用多大速度推送而设置的信号机，叫做驼峰信号机。为了能让车列后部的机车司机看清信号显示，在到发线的适当位置，还应装设驼峰辅助信号机。若驼峰辅助信号机的显示距离不能满足作业要求时，可再装设驼峰复示信号机。驼峰信号机和驼峰辅助信号机的显示距离不得少于400米。驼峰信号机的设置位置如下图所示。驼峰信号机7、遮断信号机为了防护道口、桥梁、隧道以及塌方落石等

9、危险地点而设置的信号机，叫做遮断信号机。遮断信号机的设置位置，距其防护地点不得少于50米。遮断信号机显示一个红色灯光时，表示不准列车越过该信号机；不着灯时，不起信号作用。遮断信号机亦采用方形背板，并在机柱上涂有黑白相间的斜线，以区别于一般信号机。（四）信号机的定位状态信号机有关闭和开放两种状态。将信号机经常保持的显示状态作为信号机的定位。信号机定位的确定，一般是考虑保证行车安全，提高运输效率或信号显示自动化等因素。进站、进路、出站信号机对行车安全起着极其重要的作用，规定以显示停车信号红灯为定位。调车信号机以显示禁止调车信号蓝灯为定位。预告信号机是附属于主体信号机的，仅能表示主体信号机的显示状态

10、，故以显示注意信号黄灯为定位。驼峰信号机用以指示溜放作业和下峰调车，以显示停止信号红灯为定位。自动闭塞的每架通过信号机，都是其运行前方信号机的预告信号机。为提高区间通过能力，保证列车经常在绿灯下运行，规定通过信号机以显示绿灯为定位。进站信号机前方第一架通过信号机兼有预告信号机的作用，故以显示黄灯为定位。非自动闭塞区段的通过信号机，兼有防护接车、发车的作用，以显示红灯为定位，遮断信号机和各种复示信号机以无显示为定位。三、移动信号及手信号当线路上出现临时性障碍或进行施工，要求列车停车或减速时，应按照规定设置移动信号，安放响墩、火炬或用手信号进行防护，以便保证行车安全。1、移动信号：我国使用的移动信

11、号及显示方式如下图所示。2、响墩及火炬信号：响墩是外形扁圆内装有炸药的听觉信号，防护时，将其放在钢轨上，当车轮压上后会发出爆炸声要求司机立即停车。火炬是一种在风雨天气都能点燃并发出火光的视觉信号，司机发现火炬信号的火光时应立即停车。停车后如无防护人员，机车乘务人员应立即检查前方线路，如无异状，可按规定速度继续运行。3、手信号：手信号是有关行车人员用手持信号旗或信号灯作出各种规定动作来表示停车、减速、发车、通过、引导等信号。现举一发车的例子。发车指示信号（要求运转车长显示发车信号）：昼间高举展开的绿色信号旗靠列车方面上下缓动；夜间举绿色灯光上下缓动。发车信号（要求司机发车）：昼间展开的绿色信号旗

12、上弧线向列车方面作圆形转动；夜间绿色灯光上弧线向列车方面作圆形转动。移动信号四、信号表示器及信号标志l、信号表示器信号表示器也是一种信号装置，但它没有防护意义，而是用来表示与行车有关设备的位置和状态，或表示信号显示的某种附加含义。下面介绍几种常见的信号表示器。（1）道岔表示器在发车进路上的手动道岔和非联锁区向联锁区的入口处的电动道岔，均装有道岔表示器，用以反映道岔所处的状态，以便于扳道员确认进路，也方便调车人员办理调车作业。联锁区域内的电动道岔，采用了调车信号机，所以不再另设道岔表示器。（a）直向（b）侧向道岔表示器（之一）道岔表示器（之二）道岔表示器有两种显示：昼间无显示，夜间是紫色灯光表示

13、道岔位置通向直向。昼间为中央划有一条鱼尾形黑线的黄色鱼尾形牌；夜间为黄色灯光表示道岔位置开通侧向。（2）发车线路表示器用于设有线群出站信号机的地方。如下左图所示，在调车线群的外方，设有线群共用的出站信号机，叫线群出站信号机，而在每一发车线警冲标内方适当地点，设有线路表示器。当线群出站信号机在开放的条件下，哪个线路表示器亮一个月白色灯光，即表示在该线路停留的列车可以发车。这些并排的线路表示器，同时只准一个点亮月白灯，而且只有在线群出站信号机开放后，它才能亮灯。线路表示器示例信号标志此外，还有进路表示器、车档表示器、脱轨表示器等。2、信号标志信号标志设在线路沿线，用来表明线路所在地点的某种情况或状

14、态，以便司机和其它有关行车人员能够及时、正确地进行作业。常用的信号标志如上右图所示。（1）警冲标（2）司机鸣笛标：司机鸣笛标设在道口、大桥、隧道或视线不良地点的前方5001000米处。司机见到这种标志时，应当鸣笛示警。（3）作业标：作业标设在施工线路及其邻线距施工地点两端5001000米处，司机见到此标志时须提高警惕并长声鸣笛。五、高柱信号机、矮型信号机、信号托架和信号桥高柱信号机的信号机构安装在信号机柱上，一般用于显示距离要求较远的信号机。高柱信号机具有显示距离远、观察位置明确等优点。因此，为保证安全，提高效率，进站、正线出站、接车进路、通过、预告、驼峰等信号机必须采用高柱信号机。设在岔线入

15、口处、牵出线上的调车信号机以及驼峰调车场内指示机车上峰的线束调车信号机，也应采用高柱信号机。进站复示信号机因受地形影响，也采用高社信号机。臂板信号机均为高柱信号机。矮型信号机设于位于建筑接近限界下部外侧的基础上，一般用于显示距离要求不远的信号机上。因高社信号机的设置受建筑限界的限制，另外应考虑信号机的设置不影响到发线有效长，站线出站、发车进路、一般情况下的调车信号机、驼峰调车场内设有线路表示器的指示机车上峰的线束调车信号机采用矮型信号机。出站、调车复示信号机多采用矮型信号机。设于特殊地形和特殊条件下的信号机，其中包括进站信号机，经铁路局批准，亦可采用矮型信号机。如双线双向自动闭塞区段的反方向进

16、站信号机即可采用矮型信号机。因受限界限制，不能安装信号机柱时，则以信号托架和信号桥代替。信号托架为托臂形结构建筑物，信号桥为桥形结构建筑物，分别如下图（a）、（b）所示。信号托架和信号桥六、绝对信号和容许信号绝对信号指列车和调车车列必须无条件遵守的停车信号，一般信号机都属于这一类。它们显示禁止信号时，列车或调车车列不许越过。当然调车信号机的禁止信号对列车不起作用。容许信号是没于区间通过机上的一种附属信号，当容许信号显示一个蓝灯时，列车可在该通过信号机显示红灯的情况下，以不超过20km/h的速度通过。第二节车站联锁设备一、概述车站联锁设备是保证车站内列车和调车作业的安全，以及提高车站通过能力的一

17、种信号设备。在车站上，为列车进站、出站所准备的通路，称为列车进路，凡是为各种调车作业准备的通路，则称为调车进路，一般每一个列车、调车进路的始端都应设立一架信号机进行防护，以保证作业时的安全。列车的进、出站和站内的调车工作通常是根据防护每一进路信号机的显示状态进行的，而被防护的进路又是靠操纵道岔来排列，因此，在有关信号机和道岔之间，以及信号机和信号机之间应建立起一种互相制约的关系，才能保证车站的安全，我们把信号、道岔、进路之间的这种相互制约关系叫做联锁。为完成这种联锁关系而安装的技术设备叫联锁设备。联锁的基本内容包括：防止建立会导致机车车辆相冲突的进路；必须使列车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在

18、与进路开通方向相符合的位置；必须使信号机的显示与所建立的进路相符。联锁设备应满足下列几项要求：1、当开放某一进路时，必须先将进路上的所有道岔扳到正确位置后，防护这一进路的信号机才能开放。2、当防护某一进路的信号机开放以后，这一进路上的全部道岔应被锁闭，不能再扳动。3、当某一进路的信号机开放以后，与之敌对进路（两条或两条以上的进路，有一部分相互重叠或交叉，有可能发生列车或机车车辆冲突的进路）的信号机应全部关闭，不能开放。4、主体信号机开放前，预告信号机不能开放；在正线出站信号机开放前，进站信号机不能正线通过信号。车站联锁设备组成框图值班员可以通过控制台上的各种按钮控制现场设备（信号机、道岔等），

19、并通过控制台上的表示盘来监视现场设备的工作状态。车站联锁设备应能及时、迅速的排列进路并实现信号机和道岔之间的相互制约关系，同时还应能迅速及时地使进路解锁。因为只有加速建立和解锁进路的过程才能提高车站的通过能力。联锁基础设备包括信号机、轨道电路、转辙机、继电器等。信号机用以防护进路，指示列车和调车车列的运行条件。轨道电路用来监督线路上是否有车占用，以及线路是否完整。转辙机根据需要转换道岔并予以锁闭，它们是联锁的室外三项基础设备。继电器用来构成联锁逻辑关系，完成严密的联锁关系，控制信号机和转辙机的动作。室外设备和继电器等室内设备由电缆线路相连结。联锁设备分为集中联锁（继电联锁和计算机联锁）和非集中

20、联锁（臂板电锁器联锁和色灯电锁器联锁）。编组站、区段站和电源可靠的其他车站，有条件的均应采用集中联锁。在新建铁路线上条件不具备时，可采用非集中联锁。联锁图表：车站联锁设备间联锁关系的说明，采用图和表的形式来表示。它由信号平面布置图和联锁表两部分组成。联锁图表说明车站信号设备之间的联锁关系，显示了进路、道岔、信号机以及轨道电路区段之间的基本联锁内容。电路设计是根据联锁图表的要求严密进行的，联锁试验和竣工验收时也以联锁图表作为检查工程质量的重要依据。因此，联锁图表必须认真编制，避免任何差错和遗漏。二、非集中联锁（一）臂板电锁器联锁1、设备概况2、臂板电锁器联锁的远离及办理手续3、臂板电锁器联锁的主

21、要优缺点（二）色灯电锁器联锁三、继电联锁继电联锁是在信号楼或车站值班员室集中控制信号机和道岔的联锁设备。在继电联锁设备中实现联锁的原件是继电器，由于联锁设备采用色灯信号机和电动转辙机，操作人员只需在控制台上按压按钮就能办理或解锁进路，而且采用了逐段解锁方式，从而缩短了进路建立和解锁时间，提高了车站通过能力。（）继电联锁的主要设备1、继电器继电器是一种电磁开关，它是铁路信号设备中使用极多的一种电气元件，也是电气集中联锁设备中的主要元件。它用于接通或断开电路，以构成自动控制和远程控制电路。通过继电器可以控制道岔的转换、信号机的开放和关闭以及进路的锁闭与解锁等。继电器的分类：（1）按动作原理分类，继

22、电器可分为电磁继电器和感应继电器两大类。电磁继电器是利用电流通过线圈产生磁场来动作的继电器。该类继电器应用最为广泛。感应继电器是利用电流通过线圈产生的交变磁场与其翼板中的另一交变磁场所感应的电流相互作用，使翼板转动而动作的继电器。（2）按动作电流分类，继电器可分力直流继电器和交流继电器。直流继电器是由直流电源供电的继电器，又可分为无极、偏极和有极继电器。交流继电器是由交流电源供电的继电器。，（3）按动作时间分类，继电器可分为正常动作继电器和缓动继电器。（4）按工作可靠程度分类，分为安全型继电器和非安全型继电器。安全型继电器是依靠其自身结构即能满足安全条件的继电器。非安全型继电器是必须监督其接点

23、在电路中的工作状态，以保证安全条件的继电器。断电时，以弹力保证继电器落下，故又称弹力式继电器。最简单的一种继电器叫直流无极继电器，如下图所示。直流无极继电器图中，当电流通过线圈时，铁芯吸动衔铁，带动中簧片断开后接点而与前接点闭合；当电源切断后，铁芯失磁，衔铁因此自行释放，使中簧片断开前接点并和后接点闭合。继电器的前、后按点及中簧片都接有引线片，当引线片用导线连接在一个外部电路时，由于继电器的衔铁被吸动或复原，就可以达到控制这个外部电路的目的。这就是直流无极继电器工作的基本原理。2、电动转辙机道岔尖轨转换位置是由转辙装置带动的。电动转辙机是以电动机带动的转辙装置，它可以实现正转或反转，从而使道岔

24、具有两种不同的开通位置。（开通直股或侧股）。采用电动转辙机的优点是道岔转换时间短、安全程度高，并且便于实现自动控制和远程控制。（1）对转辙机的基本要求a、作为转换器，应具有足够大的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。b、作为锁闭器，当尖轨和基本轨不密贴时，不应进行锁闭；一旦锁闭，应保证不致因车通过道岔时的震动而错误解锁。c、作为监督器，应能正确反映道岔的状态。d、道岔被挤后，在未修复前不应再使道岔转换。（2）转辙机的分类a、按动作能源和传动方式分类，转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机和电空转辙机。电动转辙机由电动机提供动力，采用机械传动的

25、方式。电动液压转辙机简称电液转辙机，由电动机提供动力，采用液力传动方式。电空转辙机由压缩空气作为动力，由电磁换向阀控制。b、按供电电源种类分类，转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机。直流转辙机采用直流电动机，工作电源是直流电。如目前大量使用的ZD6型电动转辙机就是直流转辙机，由直流220V供电；电空转辙机的电磁阀由24V直流电供电。交流转辙机采用交流三相电源或单相电源供电，电动机为三相异步电动机或单相异步电动机。目前推广的提这道岔用的转辙机即采用三相异步电动机。c、按动作速度分类，转辙机可分为普通转辙机（转换道岔时间3.8s以上）和快动转辙机（转换道岔时0.8s以下，用于调车场分路道岔）。d、按

26、锁闭方式分类，转辙机按道岔锁闭方式可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机。内锁闭转辙机依靠转辙机内的锁闭装置锁闭道岔。ZD6型等大多数转辙机均采用内锁闭方式。其锁闭可靠程度较差。外锁闭转辙机依靠转辙机外的锁闭装置锁闭道岔，将尖轨直接锁于基本轨。提速道岔均采用外锁闭方式，锁闭可靠程度相对高一些。3、轨道电路轨道电路是利用铁路的两条钢轨作为导线，所构成的电气回路。它可以反映线路和道岔区段是否有车占用，钢轨是否完整，监督线路占用情况，以及将列车运行与信号显示联系起来。采用直流电源的轨道电路叫做直流轨道电路。如下图所示。直流轨道电路示意图在直线段上，直流轨道电路主要由分界绝缘节、轨道电源、限流电阻、轨道继电

27、器等组成。分界绝缘节安装在轨道电路分界处，以保证相邻轨道电路间互不影响。当轨道电路区段空闲时，电流从轨道电路电源正极经过钢轨进入轨道继电器，再经另一股钢轨回到古古负极。这时因轨道继电器衔铁吸起，使其后接点断开前接点闭合。信号机的电路就通过前接点闭合绿灯电路，使信号机着绿灯，如图（a）所示。当轨道电路区段有车占用时，由于轮对的电阻很低，轨道电路被短路，轨道继电器衔铁被释放，用它的后接点闭合信号机的红灯电路，信号机点亮红灯，表示轨道有车占用，如图（b）所示。钢轨折断时的情况与有车占用时相同。可以看出采用这种轨道电路，当轨道电路的任一部分发生故障时，均能导致轨道继电器失磁落下，使信号机点亮红灯，从而

28、保证了安全。道岔区段的轨道电路如下图所示。道岔区段轨道电路当道岔区段无车时，轨道继电器（GJ）有电励磁，以其前接点闭合道岔操纵机构电路，道岔可以转换；当直股或弯股有车时，轨道电路被短路，轨道继电器失磁，衔铁释放，切断了道岔操纵机构的电路，道岔也就不能转换位置了。目前铁路现场普遍采用的是交流轨道电路，其工作原理和直流轨道电路相同，只是送电端的轨道继电器可采用交流继电器或带整流器的直流无极继电器。近年来，随着高速铁路线路不断增加，为了适应高速铁路的需要，各国研制了无绝缘轨道电路。（1）无绝缘轨道电路构成基本原理下图是无绝缘轨道电路系统构成框图。它的工作原理是，发送端的发送器发出的移频信号经过电缆通

29、道传送到匹配变压器及调谐单元（由电感和电容串联谐振电路构成），从轨道电路的送电端传送到接收端的调谐单元（构成同发送端），再经过接收端的匹配变压器，电缆通道将信号输入到接收器。接收器对移频信号进行限幅、放大及解调后，使轨道继电器吸起，以轨道继电器的吸起和落下来检测轨道的空闲和占用。无绝缘轨道电路系统构成（2）电气分隔接头的基本原理无绝缘轨道电路要求相邻轨道电路采用不同载频。电气分隔接头的主要作用是对相邻轨道电路的频率起电气隔离作用。下图是电气分隔接头的简单示意图。电气分隔接头示意图图中L2、C2为谐振频率为F2的串联谐振回路，因此，相当于对F2频率信号跨接一根短路线，因此F2频率不能向左侧传输。

30、Ll、Cl、C0是三元件二端网络。对F2频率信号而言呈容性阻抗，故F2频率信号可以向右侧传输。同理，由于LlCl对F1频率信号谐振，相当跨接一个短路线，终止了Fl频率信号向右传输，但L2C2对Fl呈现容性阻抗，它与钢轨电感构成并联谐振，因而对F2呈现高阻抗，故可以接收左侧输入的Fl信号，F1信号可向左侧传输，这样电气分隔接头对相邻两轨道电路的信号传输起到了电气绝缘的作用。无绝缘轨道电路是一种新技术。它免除了钢轨切割问题，提高了线路质量，也免除了绝缘节的故障问题，降低了钢轨故障率，而且在电气化区段不需设置变压器。4、控制台控制台设在车站值班员室内，它的正面装有照明盘，盘面上有全站股道平面图及各种进路按钮、道岔按钮和其它按钮等。需要办理进路时，按压控制台的模拟站场图上进路的始端按钮和终站按钮，就能将进路中有关道岔转换到规定的位置，且防护该进路的信号机也自动开放。控制台上的主要表示器是光带和表示灯。它们的用途是正确反映室外监控对象的状态及线路运用情况；表示操作手续是否完成；并反映继电器电路的工作状态，若发生故障可及时发现故障发生地点。（二）继电联锁的基本原理下图说明了利用继电器、轨道电路、电动转辙机（M），实现道岔（9号）、进路和调车信号机（D4）之间的电气联锁的基本原理。继电联锁基本原理在图中，9号道岔以开通牵出线7道为定位，调车信号机D4由信