機車信號

機車信號是指在司機室內指示列車前方運行條件的信號。在地面信號機為主體信號的前提下，機車信號為輔助信號，它能自動地反映列車運行前方地面信號機的顯示狀態和運行條件，指示列車運行，並與列車自動停車裝置結合，確保列車的安全運行。

基本介紹

• 中文名：機車信號
• 外文名：car signal
• 套用：交通、鐵路

機車信號意義

信號機由於裝在地面上，受曲線、隧道等地形限制，給司機暸望帶來一定的困難。特別是在雨雪、風沙、大霧迷茫等惡劣氣候條件下，地面信號更是看不清。另外，隨著列車速度的不斷提高，特別是高速列車的出現，顯示距離約1公里的信號機已很難使司機從容採取措施。比如司機發現紅色停車信號時以200km/h的速度行駛，即使立即使用緊急制動，列車在巨大慣性的推動下，也要越過信號機1公里。因此，高速列車單純依賴地面信號機顯然是極其危險的。為了解決這個問題，人們研製出了機車信號機，它裝在機車司機室內，能顯示和地面信號機同樣的信號，保證了行車安全，提高了運行效率，也改善了司機的工作條件。

分類

中國鐵路採用的機車信號分為接近連續式、連續式和點式三種。

接近連續式多用於非自動閉塞區段。在進站信號機外方制動距離附近的固定地點設定傳送設備，並從固定地點到進站信號機之間加裝一段軌道電路。從列車最前面的車輪軋在軌道電路上時起，傳送裝置就連續不斷地向機車上傳送地面信號的信息，使機車信號機連續復示進站信號機的顯示。

連續式機車信號沒有距離限制，只要列車在軌道上行駛，被機車第一輪對短路的軌道信號電流就會在鋼軌周圍產生磁場。裝在機車上的感應器接收到信號，經過解碼使機車信號機不斷地顯示與前方地面信號機相同的信號。

點式主要用於缺少可靠交流電源的非自動閉塞區段，在車站進站信號機接近區段鐵路線路的固定地點按裝地面設備，使機車信號機能復示進站信號機的顯示狀態。

信號主機

機車信號主機是處理機車從地面上接收到的信號處理的主要部件。通過主機板處理由機車感應器從鋼軌上接收到的移頻信號，對應顯示在機車信號機相應燈位上，向司機提供下一區段列車占用情況信息。

相關研究

——無線機車信號

存在的問題

我國鐵路列車採用機車信號與列車安全運行監控記錄裝置（以下簡稱“運器”） 相結合的列車控制模式。

這種模式雖然對保證行車安全和提高行車效率起到了重要作用，但在實際運行中還存在很多問題，主要是:

（1）信號尚未主體化，“運器”控制列車的安全性難以保證

“運器”的控制效果取決於可靠的機車信號和必要的超速防護基本數據，如道岔型號、進路長度等。機車信號由於軌道電路受到不同干擾，以及電碼化存在缺陷等因素影響，常出現閃白燈、側線岔區無信號等問題，因此，在機車信號尚未主體化之前，“運器”控制不可能是安全的。

（2）“運器”獲得信息不全，影響控制效率

由於“運器”事前無法獲得地面進路信息，如列車進道數、股道長度、道岔型號等，只能按照最不利的情況對列車進行超速防護。即為了保證行車安全，無論實際情況如何，“運器”均按最小的道岔型號和最短的股道長度來確定限速值，影響了行車效率。

可見我國列車控制方式存在一個不良傳遞鏈:達不到主體化要求的車站軌道電路導致機車信號不可靠，不可靠的(非主體化的)機車信號導致“運器”的不能安全控制和影響了控制效率。隨著我國鐵路列車的速度在不斷提高，靠地面信號行車已不能可靠地保證行車安全。因此，解決機車信號主體化和提高“運器”控制質量，已是當務之急。而無線機車信號在實現機車信號主體化和提高“運器”控制質量方面則具有不可比擬的優勢。

不能主體化的原因

機車信號主體化是一個系統工程。在我國由於既有機車信號是通過軌道電路傳輸信息，因此機車信號能否作為主體信號取決於地面軌道電路信號條件和車載信號設備是否滿足主體化條件。2004年通過鐵道部技術審查的JT212CZ2000型車載機車信號設備基本上達到了主體化標準，但地面軌道電路還沒有配合解決主體化問題的方案和標準。其原因主要在於我國鐵路沿用多種不同制式的軌道電路，且車站、區間的制式不統一，站內軌道電路存在鄰線干擾、半邊侵入、信息不能進行閉環檢測，站內軌道電路長短相差很大等問題。儘管曾提出了一些解決這些問題的建議，但還不能夠從根本上解決問題。問題主要集中在車站軌道電路及其電碼化方面，主要是：

（1）多種不同制式的軌道電路並存

採用的軌道電路有交流計數、極頻、4信息移頻、8信息移頻、18信息移頻及UM71等制式。由於制式混雜，機車信號識別困難，特別是技術落後的軌道電路已不能滿足主體化要求。另外同一制式軌道電路其低頻信息含義不同，也造成機車信號解碼困難。

（2）站內軌道電路電碼化受到極大限制

站內軌道電路只具有列車占用檢測功能，不能向機車傳輸信息，因而向機車傳輸信息要靠疊加在車站軌道電路上的站內電碼化來實現的。站內軌道電路一是不能實現閉環檢查，信息不可靠;二是側線接發車不能做到進路電碼化，造成機車信號顯示不連續，岔區、側線無信號;此外車站聯鎖為滿足調車作業與提高效率要求，站內軌道電路劃分過短，而股道上的軌道電路又很長，因此長、短軌道電路造成電碼化困難。由於站內電碼化像擺積木一樣，是陸續完善的，起初沒有經過系統設計，因此存在不能兼容、不協調、抗干擾性能差等問題，常出現發碼時間滯後、碼畸變、移頻軌道電路與交流計數軌道電路結合部出現掉碼等問題。

（3）站內干擾嚴重

由於站內信號源的多樣性，站內軌道電路存在著同頻干擾、帶內干擾、外界干擾等不同類型的干擾。其中鄰線干擾、牽引回流干擾比較明顯，鄰線干擾時有會導致機車信號升級。

（4）發生機車信號“閃白燈”現象

由於列車速度提高，在站內軌道區段較短處，機車不能完整地收到信息，造成機車信號閃白燈;在車站岔區，由於側線無電碼化，也會造成機車信號閃白燈等。

（5）機車信號信息不能進行閉環確認

由於機車信號信息不能返回地面，地面無法確定發出的信號是否被機車接收，或收到的信息是否正確。總之，車站電碼化後軌道電路的信號條件成為解決機車信號主體化的主要障礙。

主體化方案

既有機車信號在車站通過軌道電路獲得信號信息，由於車站軌道電路電碼化的複雜性，使得車站軌道電路信號條件難以達到主體化要求。無線機車信號是直接通過車站聯鎖接口獲得信號和進路信息，結合列車位置建立列車與進路的對應關係，形成信號信息，通過無線信道傳送到機車。無線機車信號在車站跨越了軌道電路，擺脫了車站軌道電路電碼化的制約。

無線機車信號分為接近連續式和連續式兩種，由地面設備和車載設備兩部分組成，其中無線傳輸信道可採用數傳電台或GSM2R網路。

接近連續式無線機車信號是指在進站信號機外方的接近區段，當列車壓過應答器後，車載設備向車站地面設備申請註冊，建立列車與進路的對應關係，從聯鎖獲得列車進/出站信號，傳送到機車上，並與列車的應答信號對比以確認信號有效性。列車出站後，地面設備對其進行註銷。接近連續式無線機車信號的有效工作範圍是進站信號機外方接近區段、進路及股道。

無線機車信號系統採用自律輪詢最佳化控制方法和信道時分復用技術，一台地面設備可同時控制多台列車，其應變時間和控制數量能夠滿足運輸要求。

針對不同閉塞方式採用不同的無線方式實現機車信號主體化基本方案，方案如下：

方案一: 半自動閉塞區段。在車站採用接近連續式無線機車信號；

方案二:自動閉塞區段。在車站採用接近連續式無線機車信號，在區間仍然採用通用式機車信號；在自動閉塞區段可以在車站和區間統一採用連續式無線機車信號。