中國鐵路通信信號技術發展方向淺論

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鐵路由於先天的綜合優勢，全天候、占地少、運量大、能耗低、速度快、安全性好、性價比高，必然成為國家綜合交通運輸體系中的骨幹。在一個相當長的時期內，不斷擴大路網規模、優化路網結構和提高路網質量，逐步建成四通八達、安全可靠、方便快捷的現代化鐵路網是中國一項基本政策。隨著國家能源與環境保護政策的完善，鐵路作為國家基礎設施必將以新的現代化面貌，獲得更加迅速的發展。

中國鐵路自1825年誕生以來，鐵路通信信號就與鐵路運輸安全生產密不可分，並逐步從以人（車務人）保安全迅速發展成以設備保安全、以系統保安全。隨著社會科學技術的發展和鐵路提速、高速、重載和密度的加大，鐵路通信信號技術也在不斷發展完善，為鐵路現代化提供了重要支撐，是客運高速和貨運重載安全的重要保證。

傳統鐵路通信信號的主要作用

傳統的鐵路通信主要有兩大業務：一是鐵路電報，包括預確報；二是鐵路電話，包括調度指揮。其面向鐵路運輸一是通信聯系、溝通情況、電話指揮，二是提供列車編組信息，以便沿線和編組站調車作業。

傳統的鐵路信號主要是“信聯閉”三大功能，均是從車務行車作業中分離出來的業務，主要是通過信號設備為行車提供正確的信號顯示，確保進路聯鎖正確，實現兩站之間的半自動或自動閉塞。

鐵路通信信號開始只是提供安全保證，隨著電氣設備的引入，逐步實現了電氣集中與自動閉塞。電氣集中使得進路辦理自動化，自動閉塞使得一個站間可以同時運行多列列車（初期鐵路列車要站站停車辦理閉塞），調度集中可以使得調度員遠程遙控指揮列車運行，逐步向行車指揮自動化、提高接發車作業效率和通過能力、減輕人員勞動強度等方面發展。也就是說，鐵路通信信號不僅僅是提供安全保證，而是在保證安全的基礎上實現鐵路運輸的接發車作業和區間運行自動化，大大提高了通過速度與列車密度。

現代化鐵路通信信號的發展方向

現代化鐵路的實現途徑：一是要有足夠發達的鐵路網，消除鐵路對國民經濟的瓶頸制約；二是大力發展和建設電氣化鐵路，提高電氣化鐵路的比重；三是建設高速鐵路網並在繁忙線路實現客貨分運；四是貨運鐵路重載通道化；五是探索城市軌道交通的發展途徑。其目標就是旅客運輸高速化、舒適化、快捷化；貨物運輸重載化、專業化、便捷化；全面滿足國民經濟對鐵路運輸的需求。

從2008年起，中國鐵路進入高速鐵路時代，通信信號是高速鐵路四大核心技術的重要組成部分，直接關系到高速鐵路的建設和安全運行。目前正是電務發展的黃金時期，我們一定要珍惜這來之不易的大好機遇，關註客運專線建設，為中國高速鐵路電務技術裝備建設與發展做出貢獻。

鐵路的發展需求決定了鐵路通信信號的發展方向。鐵路的大發展給鐵路通信信號提出了挑戰，同時也為鐵路通信信號提供了非常良好的發展機遇。隨著高速鐵路的興起，對鐵路通信信號在安全和功能上提出了更高的新要求。鐵路信號要廣泛運用3C（計算機、通信、控制）技術，迅速實現5個轉變：從地面固定信號控制到列車車載設備控制的轉變；從開環控制到閉環控制的轉變；從分散孤立的控制到成區段集中控制的轉變；從信聯閉簡單控制到速度綜合控制的轉變；從廣播式簡單通信到點對點和點對多點的多功能移動通信轉變。

鐵路通信信號必須抓住歷史機遇，明確方向，加快發展。

鐵路通信的發展方向

對傳統通信網進行系統優化

我們需要對傳統的鐵路傳輸網、接入網、電話交換網、調度通信網進行系統優化。與中長期鐵路規劃相匹配，根據鐵路信息化規劃和新業務要求，按照數字化、網絡化、寬帶化和綜合化原則，積極促進鐵路通信網的優化和建設，提高適應鐵路信息化的能力，推動新型通信業務在鐵路的應用，為運輸生產提供如下的現代化信息通信手段。

第一，構建綜合數據通信網，核心內容就是建設以IP數據網為代表的信息化基礎網絡，形成鐵路的信息化網絡平台。與此同時擴大會議電視網，會議終端延伸到基層站段。

第二，進行幹線調度和區段調度的聯網，力爭全面實現調度通信數字化、業務綜合化，逐步推廣大容量數字調度通信交換機（2000－4000線）和觸摸屏調度台，進一步提高調度通信服務質量。

第三，對無線列調區間設備實施遠程監控，提高無線通信系統區間中繼設施的可靠性，推廣採用具有遠程監控能力的光纖直放技術，研究綜合使用區間中繼設備提供多業務的技術裝備。

第四，適應機車交路的調整，逐步統一長幹線的既有無線列調系統使用頻率，研究地區的頻率規劃方案，做到點線結合，既要減少司機的頻率轉換操作，又要優化系統的使用頻率，減少或避免列車運行途中的頻率或制式轉換。

第五，適應鐵路客貨運營銷的需要，建立鐵路客運、貨運、公安等部門面向社會綜合使用的統一號碼通信接入平台。

以GSM-R為龍頭

我們需要以GSM-R為龍頭，全面推進鐵路通信裝備的技術進步，圍繞客專鐵路建設來重點抓好GSM-R移動通信網建設。這裏分為兩大部分：一是GSM-R核心網整體布局與建設，二是沿線無線網絡建設。

GSM-R初期在應用上有兩種情況：一是參與列車運行控制，如青藏線格拉段、大秦線以及實施中的武廣客專；二是不參與列車運行控制，如膠濟線、京津城際，只為車地、人員提供一種移動通信手段，取代並增強以往的無線列調通信系統。

綜合視頻監控技術平台

為滿足鐵路客運服務和安全監控需要，我們需要建設綜合視頻監控技術平台。應用對象主要有四個方面：一是重點線路設備監控，如青藏線格拉段綜合視頻監控系統；二是客運車站重點區域監控，如動車組站台、候車區監控；三是編組站貨運裝載監控；四是關鍵安全設備監控。

在具體實施上，規劃建設鐵路局和鐵道部監控中心，調整視頻監控網絡結構，統一IP地址，形成鐵路綜合視頻監控網絡的基本框架，目標是建設一個鐵路共享視頻網絡平台，為各類動態圖像傳送業務提供通信平台。

應急救援指揮通信系統

我們還需要建設應急救援指揮通信系統。結合客運專線建設，建成北京、上海等鐵路局的應急救援指揮中心的應急通信系統，實現緊急事件指揮的現場話音、圖像、數據的接入和傳送功能，並能與綜合視頻監控系統、防災安全監控系統互聯，實現平時監控與應急通信的結合，實現資源共享最大化。

鐵路信號的發展方向

列控系統（CTCS）

中國鐵路列控系統技術體系的宏觀目標要求：一是適應中國既有信號裝備現狀；二是實現路網之間互連互通；三是滿足最高速度160－350km/h列控要求。

CTCS分為5級，面向ATP技術層次分為三級：面向既有線提速即160－200km/h和客貨共線新建鐵路即200－250km/h的CTCS-2級，面向高速鐵路即300－350km/h的CTCS-3級，面向移動閉塞的CTCS-4級。CTCS主要設備分為地面、車載設備兩大部分。

地面設備在ZPW-2000自閉的基礎上，通過增設車站列控中心、RBC以及點式應答器（含LEU），滿足車載設備所需要的移動授權和線路數據信息，以實現目標距離控制模式。

車載設備由安全計算機、軌道信息接收單元（STM/TCR）、應答器信息接收單元（BTM）、人機界面（DMI）、速度傳感器、信息接收天線等組成，通過接收軌道電路和應答器信息，生成速度和目標距離模式曲線，控制列車安全運行；臨時限速是CTCS的重要內容，規定了限制速度的速度檔和長度檔，可在調度中心由調度員設置；為實現路網互聯互通，在不同CTCS級別轉換處設置具有預告、執行功能的級間轉換應答器，實現級間自動轉換。CTCS列控技術體系——技術標準、功能需求、技術平臺基本統一，滿足動車組在任何交路的跨線運行。

調度指揮

TDCS要實現全路全覆蓋，到2020年繁忙幹線、煤運通道要基本實現CTC，全路行車調度指揮基本實現自動化。TDCS已初步形成了覆蓋全路70條幹線的調度指揮網，為調度指揮的現代化奠定了重要基礎。今後主要是解決70條幹線以外的172 條支線的TDCS建設任務，以實現全路全覆蓋。

閉塞與機車信號

伴隨中東部電氣化、提速與擴能改造、設備大修等工程，逐步淘汰落後制式自閉設備；對ZPW-2000進行高可靠性和可維護性再設計，並以其為基本制式，逐步統一我國鐵路自動閉塞制式，新上自動閉塞，幹線通過能力不得低於6分鐘；實現中國機車信號車載設備JT-C（2000）型的全部升級換代，機車信號實現全路通用；半自動閉塞在加裝區間檢查的基礎上，實現自動站間閉塞。

聯鎖設備

計算機聯鎖要實現操控界面、互聯接口協議、機櫃尺寸、外觀形式的全路統一；進一步開發計算機聯鎖在故障容錯、安全保證、系統維護方面的智能化功能，在可用度上達到國際水平；今後新上計算機聯鎖，120km/h以上主要幹線以2×2取2或3取2等為主，限制雙機熱備型計算機聯鎖和6502繼電聯鎖的發展；結合運輸情況，逐點試驗推廣區域聯鎖和全電子聯鎖。

駝峰編解控制

一是路網和區域性編組站，以發展信息化駝峰綜合自動化設備為主；二是地區和中小能力駝峰，有條件時也應發展信息化駝峰自動化設備；三是研究制造高精度的測速、測長、測重設備。

基礎設備

新開發電子設備和器材必須具備智能診斷、運行日誌功能，具備信息聯網功能，配置實現冗餘化；室外通用器材在標準化的基礎上具備防盜防破壞功能，高質量高可靠，壽命期內做到少維修或無維修；新建、改造工程統籌考慮雷電和電磁兼容綜合防護，實現分區分級綜合防護；電纜徑路實現結構化設計；信號電源統一標準，進一步提高可靠性和可用度，試驗和推廣遠動技術。

鐵道部《鐵路主要技術政策》明確指出，鐵路信號與通信的技術發展方向是數字化、網絡化、智能化和綜合化。所以，鐵路通信信號技術的發展必然是和計算機技術、信息技術、網絡通信技術緊密相關，相互交融，GPS衛星定位、GIS電子地圖等技術也必將引入到現代鐵路通信信號。

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