正常的動車信號系統應該怎樣工作？
2011/07/25 00:00 來源：YNET.com 北青網 第一財經日報 宋冰
根據《鐵路客運專線技術管理辦法(試行)》（200～250km/h部分），動車的信號系統主要包括計算機聯鎖系統、列車運行控制系統、調度集中系統和信號集中監測系統等。
在這其中，調度集中系統（CTC）負責列車運行監視、車次號追蹤、列車運行計劃調整和臨時限速設置等功能，相當于鐵路的指揮中樞。列車運行控制系統（CTCS）則是監控列車安全運行的控制系統，包括列車自動監控系統（ATS）、列車自動防護子系統（ATP）、列車自動運行系統（ATO）三個部分。信號集中監測系統像是一只獨立的眼睛，全程監控以上信號系統發生的所有過程。
按照中國動車系統具備的“自動閉塞系統”，每兩個車站之間的區間線路，會被劃分成若干個小區段，每個區段大約1公里長，任何兩列列車之間都必須保持間隔一個以上區段的距離，當某列車行駛的前方區段有其他列車時，該列車就必須自動停車等候。這套系統的運作有賴于動車信號系統的正常。
動車的信號系統又是如何運作的呢？根據輝煌科技的招股說明書，我們梳理了動車信號體系的運作原理。
鐵軌本身是導電體，一個低壓電源輸出端分別連接在鐵軌兩根并行軌道上時，軌道之間就會產生電壓。如果該區段內有車，金屬導體的車輪就會在車輪區域內的軌道短路，使得該區段原本產生的電壓為零。根據這個原理，監控部門就可以通過對每一個區段的電路檢測來保障行車安全。即如果特定區段軌道電壓為零，則發出區段占用信息，限制后面的列車行駛速度。
但軌道電路容易受到氣候環境等外部條件的影響。比如在冬季北方的下雪天及南方下凍雨的時節，鐵軌上會被冰雪覆蓋，冰雪層會阻隔鐵軌和列車車輪的直接接觸，也就無法形成短路，不會發出應該發出的列車占用信號。此外，鐵道軌道表面生銹、風沙覆蓋等也有可能導致發生上述狀況。因此，還有一套計軸系統能夠解決這個問題。
計軸系統的原理是在鐵路某一區段的入口和出口處設立監測點，來監測計算進入本區段列車的車輪數量和離開本區段列車的車輪數量，若進出的車輪數量一致，就說明途徑該區段的列車已經完全離開，區段將處于空閑狀態，下一列列車可以進入該區段；若進出的車輪數量不一致，則說明列車還在本區段內，區間處于占用狀態，下一列列車暫不能進入該區段。
通過上述的區段電壓檢測以及計軸系統，將會控制列車行駛過程中每個區段入口處的信號機，根據實際區段占用情況來確定紅、黃、綠燈。通常有“紅燈”、“黃燈”、“綠黃燈”和“綠燈” 四種表示狀態。紅燈表示列車要停車，黃燈表示要慢行，綠黃燈表示要中速行駛，綠燈則表示列車可以按照最高等級的限制速度行駛。
同時，調度中心的監控臺上也會顯示區段占用、道岔位置和信號燈顯示狀態等信息，車站值班人員結合運行圖和調度計劃，通過控制臺向聯鎖系統發出指令，聯鎖系統判斷是否具備安全條件，發出控制指令，編排列車將要行駛的路徑，同時將沿途的信號燈設置為綠燈，為列車開放線路，列車按照地面的信號指示沿著指定的線路行駛。
這里要注意，聯鎖系統是通過對實際信息的采集，由計算機系統來判斷安全防護條件是否滿足，以及確定是否執行為列車開放某一條線路的指令。如果計算機系統通過檢測分析判斷發現線路中有某個區段被占用或計劃開放的線路與已經開放的線路有發生沖突的危險，不滿足開放線路的安全條件，那么計算機聯鎖系統將拒絕執行值班人員的命令，不開放新的線路。
但是在列車運行過程中，實際發生的狀況往往會產生變化，這時所有的實際運行信息，都會被集中到列車調度指揮系統(TDCS)中，TDCS會將原有的列車運行圖與實際的列車運行狀況進行比較分析，然后自動生成新的臨時列車運行計劃，并將新的運行計劃經確認后自動下達到相關的各個車站和客貨列車，逐步恢復鐵路運輸的正常秩序。
如果向聯鎖系統發出指令的車站值班人員因故無法工作，車站的調度系統仍然能夠自動化運行。這就要依靠分散自律調度集中系統（CTC）。分散自律調度集中系統相當于TDCS的一個分機，除了涵蓋列車調度指揮系統的全部行車調度指揮功能外，還設立了一套計算機子系統，該子系統根據分散自律調度集中系統自動形成下達的運行圖和本車站各個軌道區段的具體空閑占用情況，能夠自行安排列車進站停車、列車發車和列車通過的作業，能夠實現車站的無人干預和無人值守。
如果說軌道電路檢測、道岔口、信號燈等都是系統收集外界信息的觸手，TDCS和CTC相當于接收所有信息后進行處理的指揮整個系統的大腦，鐵路信號微機監測系統則是一只獨立的眼睛，全程監控以上信號系統發生的所有過程。
鐵路信號微機監測系統將采集反映軌道電路工作狀況的軌道電壓、反映道岔轉轍機工作狀況的道岔動作電流、反映道岔是否被推到指定位置的道岔缺口、控制臺上各種顯示單元的狀態等等一系列參數；若發現參數超出正常范圍時，就會向監測中心發出報警信息，管理部門可立即派技術人員處理故障，以預防事故的發生。
另外，鐵路信號微機監測系統還記錄車站值班人員全天對控制臺的操作過程，以便管理部門事后可以核查值班人員是否有違反操作程序規定的行為，對車站值班人員進行監督。鐵路信號微機監測系統所采集的所有數據，都做處理分析，分類存儲。鐵路信號微機監測系統因此被稱為電務系統的“黑匣子”。
滬公網安備31010802001143號
