中國高速鐵路信號系統發展與思考

　　一、鐵路信號系統
　　
　　鐵路信號系統是為了保證運輸安全而誕生和發展的，它的*使命是保證行車安全，沒有鐵路信號，就沒有鐵路運輸的安全。由鐵路信號構成的信息與控制系統、鐵路固定設備（線路、橋、隧）和移動設備（機車、車輛）是鐵路運輸系統三個不可分割的技術基礎，在鐵路運輸中占有非常重要的地位。
　　
　　隨著列車運行速度提高，*靠人繚望、人工駕駛列車不能保證行車安全。因此，當列車速度大于160km/h時，必須裝備列車運行控制系統（簡稱列控系統），以實現對列車間隔和速度的自動控制，提高運輸效率，保證行車安全。列控系統涉及到很多關鍵技術，包括車一地之間大容量、實時、可靠的信息傳輸，以及列車定位，列車、安全控制等。應該說，以現代列車運行的控制技術為核心的信號系統，可以稱為現代鐵路信號系統。
　　
　　二、列控系統功能
　　
　　目前列控系統主要包括線路空閑/占用及列車完整性檢測、列車移動*計算、指示列車安全運行速度、監控列車安全運行四個功能。我們國家借鑒歐洲的列控系統（ETCS）建設經驗，結合我國鐵路運輸特點和既有信號設備制式，考慮未來發展，遵循全路統一規劃的原則，制定了我國列控系統CTCS技術標準，分為CTCS-0、1、2、3、4級。這五級的詳細內容如表1所示。目前來三級為主。看，我國主要以第二級、三級為主。　　
　　三、中國列車控制
　　
　　系統CTCS系統結構如圖1所示。
　　
　　主要包含地面子系統和車載子系統兩個方面。地面系統主要包括了應答器、軌道電路、無線通信網絡（GSM-R）、列車控制中心、（TCC）/無線閉塞中心（RBC）載設備、無線系統車載模塊。
　　
　　圖2就是我們國家的CTCS-2系統，我們簡單說一下。　　
　　由圖2我們可以看出調度所的一些指令可以通過車站分機下達給車站連鎖系統和列控中心，列控中心可以完成一些相應的功能，并把它發送到應答器和軌道電路上。再通過應答器和軌道電路向列車發送一些信息，然后列車根據它所收到的地面信息來自行控車。這就是CTCS-2級系統。它的主要特點就是基于軌道電路和應答器傳輸列車行車許可信息，并采用目標距離連續速度控制模式監控列車安全運行的列控系統。
　　
　　另外，我國還有CTCS-3級系統，該系統運用在時速300km/h以上的高速鐵路上。CTCS-3和CTCS-2這兩個系統的區別就在于，前者在地面設備上增加了無線閉塞中心RBC和GSM-R無線通信網絡；車載設備上增加了GSM-R無線通信單元及天線；車載設備根據RBC的行車許可，生成連續速度控制模式曲線，實時監控列車安全運行。
　　
　　四、成效及問題
　　
　　裝備了列控系統后，提高了列車運行速度，提高了列車密度，CTCS-3級列控系統可實現zui小追蹤間隔3min，旅客運輸能力得到提高，中國高速鐵路日均發送旅客的100萬人次。
　　
　　高速鐵路縮短了區域的時空距離，具有顯著的節能環保效益。
　　
　　高速鐵路極大地釋放了既有線路的貨運能力，為實施客貨分線運輸創造了條件。
　　
　　高速鐵路建設無論對提高人民生活水平及國民經濟建設都具有積極意義。
　　
　　4.1對信號技術發展的作用
　　
　　（1）實現了由地面固定信號顯示的控制到面向列車移動體直接控制的轉變。
　　
　　（2）實現了由只是對信號顯示控制而不能控制列車執行與否的開環控制到列車按照要求執行信號指令閉環控制的轉變。
　　
　　（3）實現了由車站分散控制到調度集中統一指揮控制的轉變。
　　
　　所以說，我認為CTCS-2級及CTCS-3級列控系統的發展使我國鐵路信號技術向以列車運行控制技術為核心的現代鐵路信號技術前進了一大步，因此，我國列控技術的發展方向是正確的，成績令人矚目。目前我國鐵路信號技術水平已經達到或接近*水平。
　　
　　4.2存在問題
　　
　　技術標準與體系結構：（l）區間沒有實現3點檢查，當出現分路不良時，可能造成列車追尾的事故。（2）體系結構受到原有信號系統影響，如：聯鎖系統與列控中心獨立設置，車站區間一體化問題沒有得到完善解決。（3）某些安全標準執行的不夠嚴格，如：輸入采集2路安全比較等。（4）未能*實現列控各子系統一體化設計，時鐘、顯示及操作不統一。
　　
　　基礎研究：安全計算機平臺沒有達到西方發達國家水平；沒有能夠達到SIL4級或3級的操作系統；沒有可供認證的安全軟件生成工具及相應的檢測方法；安全通信及安全接口技術有待提高。
　　
　　獨立安全評估與認證體系：沒有獨立的安全認證及安全評估機構，沿用傳統鑒定、驗收、評估方法，來建立基于風險的安全管理方法及體制。
　　
　　缺乏精細的管理態度及方法：設備研發與生產存在把關不嚴現象；施工、安裝、調試存在嚴重的搶時間、趕工期問題，缺乏嚴格的測試制度與測試工具，特別是軟件修改及版本管理控制不夠嚴格。
　　
　　培訓與應急處置：存在培訓不到位情況，存在緊急情況下處置不當現象，高鐵應急處置方法與制度存在缺陷。
　　
　　4.3幾點建議
　　
　　盡管我國列控技術取得了令人矚目的成績，但是“7.23甬溫線特大鐵路交通事故”讓我們更加清醒地認識了信號設備對高速鐵路運營安全的影響，應當充分理解技術*與安全可靠的依存關系，注意協調速度與質量，針對目前現狀，我提出了幾點建議：
　　
　　（1）繼續深入研究，完善現有系統的技術標準與體系結構，使系統更加安全，結構更加合理；
　　
　　（2）加強基礎技術研究，為各種列控系統提供安全、可靠的平臺；
　　
　　（3）改進現有鑒定、評審方式，積極開展信號系統安全認證與評估體系建設；
　　
　　（4）充分應用信息科學新技術，研究開發新型列車運行安全預警設備。
　　
　　（以上內容根據郭進教授于2011中國自動化大會上所做報告整理，未經本人確認）