浅谈我国铁路信号的技术发展.doc

浅谈我国铁路信号的技术发展学生姓名： 李远超 学 号： 0930556 专业班级： 铁道通信信号391607班 指导老师： 雷锡绒 西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）摘 要长期以来,我国铁路信号走自我发展的道路,已基本上发展成体系完整、产品配套、具有我国特色的并有自己的科研、教育、设计、工业生产、施工维修的一整套信号系统,但随着改革开放的不断深入及市场经济对铁路大环境的冲击,铁路主动寻求自身发展进行大提速,改变长期低速运行的模式。列车速度的不断提高,对铁路信号保证列车的安全运行、自动控制、行车指挥、信息管理提出了越来越高的要求。本文介绍了近年来,铁路为实现提速、高速和重载运输,信号设备积极引进采用的新技术。结合当前世界铁路信号技术的发展简单介绍了我国铁路信号技术的未来发展趋势。关键词：铁路信号设备-新时期；技术发展；发展趋势目 录摘 要I引 言- 1 -1 铁路信号的发展进入新时期- 2 -1.1 DMIS工程- 2 -1.2 车站联锁- 2 -1.2.1 微机联锁- 2 -1.2.2 微机监测- 3 -1.3 区间信号- 3 -1.3.1 轨道电路向数字化发展- 3 -1.3.2数字机车信号- 4 -1.3.3列车超速防护系统- 4 -1.4 “数字信号系统”试验段- 4 -1.5 高速铁路的信号系统- 5 -1.6 驼峰信号- 5 -2 铁路信号设备的技术发展- 7 -2.1 故障-安全技术更加可靠- 7 -2.2 采用数字信号处理新技术- 7 -2.3 引入实时操作系统 缩短开发周期- 7 -2.4 应用网络技术 构建信息传输平台- 8 -2.5 引入监测系统 设备状况一目了然- 8 -2.6 通信信号一体化- 9 -3 铁路信号的未来发展趋势- 10 -3.1 “故障一安全技术“的发展- 10 -3.2 高水平的实时操作系统开发平台- 10 -3.3 数字信号处理新技术的应用- 11 -3.4 计算机网络技术的发展- 11 -3.5 通信技术与控创技术相结合- 12 -3.6 通信、信号一体化- 13 -3.7 安全性与可靠性分析- 13 -3.8 信号系统的规范化和标准化- 14 -结 论- 15 -致 谢- 16 -参 考 文 献- 17 - 17 -引 言市场经济引起竞争,竞争引发科技进步,近年来,在运输市场激烈竞争的压力下,铁路为实现提速、高速和重载运输, 积极引进采用新技术,大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平。铁路是国民经济的大动脉,对国家的发展起着重要作用。由于铁路运输的成本低、效率高、安全、并且节约能源,目前世界各国都在加快研究铁路运输技术,现代铁路正向高速、重载、高密度方向发展。铁路信号系统不仅是列车安全运行的保障,也是提高铁路效率的重要设备,是现代化铁路系统中不可缺少的部分。1 铁路信号的发展进入新时期“从国际上看，微电子技术已广泛应用于信号领域，信号、通信和计算机技术融为一体已成为现代铁路信号技术的特点，有人把三位一体统称为信息技术。采用信息技术改善铁路运输装备，扩大运输能力，确保行车安全是工业发达国家从70年代就制定的一项基本技术政策”。当前我国铁路信号正在向数字化、网络化、智能化发展，强化了通信、信号和计算机技术的一体化，积极向扩展功能综合管理发展。从功能上讲，强调的是:综合管理、系统设计、信息共享，整体效益。从技术上讲，强调的是:网络化、数字化、智能化。1.1 DMIS工程DMIS：铁路运输调度指挥管理信息系统。DMIS设计为4级网络体系结构:部调度中心运输调度管理系统是DMIS系统的核心，是集中式、综合化、透明型的现代化运输调度指挥中心，构成一个局域网。局调度中心运输调度指挥系统，本身构成一个局域网，和专用线与铁道部及其所属分局调度中心远程连接。分局调度中心不仅是一个管理层，也是一个直接调度指挥行车的指挥层。最下层是基层网，主要包括区段监督、枢纽监督、分界口调监等。DMIS工程的实施将以一种崭新的模式实现现代化指挥管理，由于各信息系统能向部调度中心提供丰富的、实时的动态信息，大大提高了调度指挥决策的适时性、科学性和预见性;车次号跟踪、自动报点、运行图自动描绘以及新型的计划下达和回示系统的建立，从根本上改变了繁忙的手工作业;集中管理、透明指挥、资料查询，大大提高了工作效率。DMIS工程是网络信号的龙头工程，从上而下地提供手段，作出要求，将带动网络信号的快速建成。1.2 车站联锁1.2.1 微机联锁微机联锁近年来得到了近乎异常的迅速发展，似乎大家都在研制微机联锁，大家都争着上微机联锁。下面介绍中国铁路通信信号总公司研究设计院研制的微机联锁。(l)DS6一12型(标准型)系统采用工程系列机，对安全层硬件采用双机热备，软件采用两套程序编码和物理地址不同的两组数据;系统综合采用多和安全保证有关的措施，包括软、硬件冗余，容错、自诊断技术和各种抗干扰措施;贯彻软件工程的思想和方法，运用工程管理技术;保证软件高质量，做到系统结构化，程序模块化，数据规范化，文档标准化。(2)DS6一30型(集中型)系统有DS6一31、DS6一32和DS6一33 3种型号。该系列在我国使用时间最长，接口继电器最少，不容易死机。系统采用冗余、容错技术和各种抗干扰措施，双机热备，软硬件模块化结构。(3)DS6一20型(增强型)该系统是将国外性能良好，经过安全性和可靠性认证的计算机控制系统与国内自行开发、成熟的联锁软件相结合构成的。其联锁机采用美国通用电气公司的GMR系统，系统的安全性和可靠性经过国际技术检测构成TUV认证。安全层硬件采用具有3取2或2取2判决功能的冗余结构，软件采用两套程序编码和物理地址不同的两组数据。系统运用先进的工业控制局域网络技术，联锁分机、输人分机和输出控制模块通过三冗余CENIUS工业控制局域网互联，监测分机、控制显示分机和联锁分机，通过双冗余工业控制局域网互联，从而构成三级分布式冗余结构，系统可扩展性、可维护性好。系统采用模块化结构，综合采用了多种安全保证措施，包括软、硬件冗余，容错、自诊断技术和各种抗干扰措施。1.2.2 微机监测最近铁道部组织了微机监测攻关组，经过半年多的艰苦攻关，完成了“TJWX型信号微机监测系统”的研制和试点工作，现正在大面积推广阶段。该系统集众家之长，统一思想、统一技术条件、统一设备。微机监测系统对车站主要信号设备进行不间断的在线监测，反映其运行状态，进行故障或超限告警，记录操作情况，便于查找和分析故障，实现信号设备预防性状态修。系统采用模块化设计，分主机、功能模块、接口单元等。能直接与调监、DMIS结合联网，进人广域网，也能通过专用联网通到工区、领工区、电务段，再进人广域网。由此可见，微机联锁、微机监侧都为联网作了准备。1.3 区间信号1.3.1 轨道电路向数字化发展移频轨道电路的信息量有4信息、8信息、18信息。最近，中国铁路通信信号总公司研究设计院与哈局研究的18信息无绝缘轨道电路也已取得阶段性成功。然而，这些信息的产生与处理都是采用模拟信号方式，信息量的大幅度增加受到技术性的限制。随着列车速度的提高，超速防护设备已成为迫切需要的安全设备，理想的超速防护系统需要地面提供较多的信息。所以，数字化轨道电路的发展就受到了应有的重视。在我国信号领域中，向数字化方向发展，轨道电路可能是最后一个课题了。部科技司安排了“数字轨道电路的研究”课题。有3种国外典型的数字轨道电路在中国进行了试验。法国U一T系统中适用于TVM430的UM71轨道电路就是数字化了的。它采用谐振式无绝缘方式，载频在1.7一2.6kHz范围，有效信息量为21bit。日本的数字轨道电路采用自然衰耗式无绝缘方式，载频在415一635Hz范围，有效信息量为40bit。铁科院配合日方在北京环行线进行了试验。意大利数字轨道电路采用谐振式S线无绝缘方式，载频在2.1一4.1kHz范围，具有双向传输功能，有效信息量地对车为100bit，车对地54bit。1.3.2数字机车信号机车信号本身已经采用了数字信号处理技术，所以已经称为数字通用机车信号，如北方交大研制的数字通用机车信号已在大规模应用，中国铁路通信信号总公司研究设计院研制的数字通用机车信号已在单轨条机车信号上使用，当然也适用于双轨条。所以，假如采用了数字轨道电路，机车信号接收数字信号是没有困难的，这就能成为真正的数字化了。1.3.3列车超速防护系统京九线上试验的“LCF型列车超速防护系统”是由北方交大研究的，已通过了鉴定。该系统采用模式曲线速度控制方式，速控信息采用点连式，点式信息采用“DDX型叠加点式数字信息系统”。所以，列控系统本身的数字化也是不成问题的。提速到160km/h以后，为保证行车安全，应该采用列车超速防护系统。可惜，沪宁、京山、沈山段提速改造中均未能采用。列控系统的实用化成为迫切需要解决的问题。1.4 “数字信号系统”试验段1994年通号总公司、卡斯柯、意SASIB三方就签订了关于数字化轨道电路的合作协议，并完成了上海金山支线试验段的试验任务，1997年6月在现场举行了演示会，引起广泛兴趣与好评。然后合作三方以数字轨道电路为基础，充分利用成熟技术，以系统合成方式，构成了列控系统，拟在中国建立一个数字化信号系统试验段。在铁道部与济南局的支持下，拟以胶济线为工程段，而以济南一明水(51km)为先行试验段。“数字信号系统”符合向数字化、网络化、智能化发展的方向，是通信、信号和计算机技术的一体化，它系统集成了以下子系统:数字轨道电路;数字化列控系统;微机联锁系统;调度集中或调度监督系统;行车指挥自动化系统;集中维护监督系统; 对系统总体描述如下:列控系统采用无绝缘数字轨道电路来进行车一地间信息双向传输，地面提供大量基础数据(如坡道、距离、速度、限速等)，列车根据自身性能，生成连续速度控制曲线，自动调节列车追踪间隔，使线路通过能力有较大提高。连续速度控制模式是当前国际上较先进的模式，性能上优于分级速度控制模式(包括阶梯式和曲线式)。它根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不设定每一个闭塞分区速度等级，采用一次制动方式。充分利用车对地的信息传输功能，可将车次号、机车号、机车性能、工作状况、速度等等车上信息传送到车站转到调度中心，从而实现地面控制中心对移动体(列车)的直接监视与控制。所有信号设备均有自检和监测功能，能将有关信息通过网络传送到监测中心。车站联锁可逐步更换成微机联锁，站内轨道电路也选一站采用站内数字化轨道电路。1.5 高速铁路的信号系统信号系统主要由3大部分组成:综合调度中心系统、列车运行控制系统、车站联锁系统。综合调度中心系统将包括若干个子系统，例如:列车运行调度、机车车辆调度、客运调度及旅客向导、供电调度、安全监控、设备维护等等。列控系统将采用连续速度控制模式，车地信息传输可能采用轨道电缆方式，或数字轨道电路方式，或无线传输方式。眼下，国际上比较成熟，且外商正在积极推荐的列控系统有:法 国:U-T系统 TVM430、TVM2000德 国:LZB系统 FZB系统日 本:数字ATC系统意大利:数字列控系统1.6 驼峰信号驼峰信号系统是国内计算机化发展最快最全面的。至今，溜放进路自动控制、溜放速度自动控制、推峰进路自动控制、推峰机车遥控等等，均已实现了计算机化、智能化、网络化，他们将向编组场综合自动化方面发展。2 铁路信号设备的技术发展铁路信号设备是指挥列车运行,保证行车安全,提高运输效率,改善行车组织方式,实现行车指挥现代化的关键设施。 2.1 故障-安全技术更加可靠安全是铁路运输的永恒主题,铁路信号是确保运输安全的关键所在,随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展,故障安全技术得到了飞速发展。 微机联所设备中采用的 “二取二”、 “二乘二取二”和“三取二”等不同结构模式,使设备的安全可靠性进一步提高。故障安全核心设备,出现了其同步方式有软同步和硬同步。故障安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号设备的发展打下坚实的基础。2.2 采用数字信号处理新技术随着铁路运输提速、重载的发展, 基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输安全性和实时性的要求。 因此,全面引进计算机技术,利用计算机的高速分析计算功能,来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。 数字信号处理技术的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。与模拟信号处理技术相比较,数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。 数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着各自的优缺点。 频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好,而缺点是在强干扰中提取信号时容易造成解码倍频现象,例如将移频的低频11Hz误解成22Hz;时域分析的优点是定型准确,而缺点是定量精确地剔除内干扰难度大。目前,我国的轨道电路的信号发送、接收以及机车信号的接收普遍采用了数字信号处理技术, UM2000 数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技术。2.3 引入实时操作系统 缩短开发周期实时操作系统是当今流行的嵌入式系统的软件开发平台。 实时操作系统最关键的部分是实时多任务内核,它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等,这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的,也就是实时操作系统的应用程序接口。 在铁路安全性要求很高的系统中引入实时操作系统,可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。 基于实时操作系统开发出的程序,具有较高的可移植性,可实现90%以上设备独立,从而有利于系统故障安全的实现。 另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会,嵌入式软件的函数化、 产品化能够促进行业交流以及社会分工专业化,减少重复劳动,提高知识创新的效率。由于实时操作系统提供了系统中的多任务调度、管理等功能,在此基础上用户只需开发与应用对象相关的应用程序,所以缩短了新产品的开发周期,降低了设备的成本。实时操作系统的可移植性、 可维护性强的特点使采用实时操作系统后,一旦系统需要升级,只需改动少量程序,而不像以前系统需要重新进行设计,体现出实时操作系统再开发周期短,升级能力强的优点。2.4 应用网络技术 构建信息传输平台实施铁路网络化管理已成为管理现代化的客观要求和必然趋势。 计算机网络技术的发展为这种实现提供了平台铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化,从而实现集中、智能管理。1 网络化:现代铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合,而是功能完善、层次分明的控制系统。系统内部各功能单元之间独立工作,同时又互相联系,交换信息,构成复杂的网络化结构,使指挥者能够全面了解辖区内的各种情况,灵活配置系统资源,保证铁路系统的安全、高效运行。2 信息化:以信息化带动铁路产业现代化,是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线路上的信息是高速列车安全运行的保证。 因而现代铁路信号系统采用了许多先进的通信技术,如光纤通信、 无线通信、 卫星通信与定位技术等。3 智能化:智能化包括系统的智能化与控制设备的智能化。 系统智能化是指上层管理部门根据铁路系统的实际情况,借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行,使整个铁路系统达到最优化;控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构,来准确、快速地获得指挥者所需的信息,并根据指令来指挥、控制列车的运行。近年来,铁路行业已成功地推广应用了原TMIS 和DMIS(现称TDCS)等系统,在利用信息技术方面取得了长足的进步。 具有代表性的列车调度指挥系统TDCS,以现代信息技术为基础,综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术,建立了新型现代化运输调度指挥系统。2.5 引入监测系统 设备状况一目了然微机监测的功能有: 监视功能、测试功能、系统管理功能。(1)监视功能:可以作为分析的有力工具,监视信号设备的电气特性变化情况。同时还可以作为故障分析的工具, 对电务、工务、车务、电力部门的各种数据进行事后查询、报警查询。(2)测试功能:主要包括模拟量的实时值、报表、曲线等功能。(3)系统管理功能:可以查看系统的运行记录(包括各分机、站机、终端、服务器等)、校正系统中各站机的时钟、引导站机系统等。这部分功能主要是利用网络技术达到管理人员远程对各站机、终端进行监控、管理。微机监测的引入,为设备的管理和维修开创了美好的前景。 设备的管理人员可随时掌握设备的运用状况和使用情况,给故障处理和事后分析带了极大的帮助。 微机监测的对各类数据的事后查询功能可以对过去发生的故障进行分析,结合站场再现功能可以对故障发生的全过程进行跟踪,是电务部门安全工作的“黑匣子”。微机监测的引入也为设备维修方式的转变提供了技术保障。2.6 通信信号一体化随着当代铁路的发展,铁路通信信号技术发生了重大变化,车站、区间和列车控制的一体化,铁路通信信号技术的相互融合,以及行车调度指挥自动化等技术,冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念,推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势,铁路信号技术发展所依托的新技术,如网络技术,与通信技术的技术标准是一致的,属于技术发展前沿科学,为通信信号一体化提供了理论和技术基础。3 铁路信号的未来发展趋势近30多年来，在运输市场激烈竞争的压力下，各国铁路，特别是发达国家铁路为实现提速、高速和重载运输，积极引进采用新技术，大幅度提高了现代化铁路信号设备的装备水平，新型技术系统不断涌现。下面从以下八个方面简单谈谈我国铁路信号的未来发展趋势。3.1 “故障一安全技术“的发展 随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展，故障一安全技术“得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障一安全“核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构形式，其同步方式有软同步和硬同步。西门公司、阿尔斯通公司、日本京山公司、日本日信公司等推出了不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。“故障一安全技术”的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。3.2 高水平的实时操作系统开发平台实时操作系统(RTOS,Real Time Operation System)是当今流行的嵌入式系统的软件开发平台。RTOS最关键的部分是实时多任务内核，它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等，这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的，也就是RTOS的应用程序接口(API, Application Programming Interface)。在铁路、航空航天以及核反应堆等安全性要求很高的系统中引入RTOS，可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。随着嵌入式系统中软件应用程序越来越大，对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。在这种情况下，如何保证系统的容错性和故障一安全性成为一个巫待解决的难题。基于RTOS开发出的程序，具有较高的可移植性，可实现90%以上设备独立，从而有利于系统故障一安全原则的实现。另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会，嵌入式软件的函数化、产品化能够促进行业交流以及社会分工专业化，减少重复劳动，提高知识创新的效率。在铁路这样恶劣工作环境下的计算机系统，对系统安全性、可靠性、可用性的要求更高，必须使用安全计算机，以保证系统能安全、可靠、不间断地工作。而安全计算机系统的软件核心就是RTOS。目前，英国的西屋公司(Westinghouse)己经在列车运行控制系统中采用了RTOS，瑞典也有很多铁路通信和控制系统采用OSE实时操作系统。采用实时操作系统可以满足如下性能或特性:高系统的安全性。实时操作系统可以成为整个软件系统的中间件，即实时操作系统通过驱动程序与底层硬件相结合，而上层应用程序通过API和库函数与实时操作系统相结合。实时操作系统完成系统多任务的调度和中断的执行，这样系统的安全模块和非安全模块将会得到有效的隔离，RTES可以很好地解决硬件冗余模块的同步问题。满足系统实时性的要求。列车运行控制系统要求的是硬实时响应，实时性要求非常高，如果在系统中选用实用操作系统开发该系统的软件，会对该系统的实时性指标的提高有很大帮助。缩短了新产品的开发周期。由于RTOS提供了系统中的多任务调度、管理等功能，在此基础上用户只需开发与应用对象相关的应用程序，所以缩短了新产品的开发周期，降低了设备的成本。RTOS还具有开发手段可靠、检测手段完善等特点。充分发挥实时操作系统可移植性、可维护性强等优势。采用RTOS后，一旦系统需要升级，只需改动力量程序，而不像以前系统需要重新进行设计，体现出RTOS再开发周期短，升级能力强的优点。3.3 数字信号处理新技术的应用 随着铁路运输提速、重载的发展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输安全性和实时性的要求。因此，全面引进计算机技术，利用计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。与模拟信号处理技术相比较，数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着各自的优缺点。频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好，而缺点是在强干扰中提取信号时容易造成解码倍频现象，例如将移频的低频11Hz误解成22Hz;时域分析的优点是定型准确，而缺点是定量精确地剔除带内干扰难度大。随着数字信号处理技术的新发展，在铁路信号处理中引入了新的实用技术，如ZFFT (ZOOM-FFT)、小波信号处理技术、现代谱分析技术等。目前，我国的轨道电路的信号发送、接收以及机车信号的接收普通采用了数字信号处理技术，日本的数字ATC和法国UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技术。3.4 计算机网络技术的发展随着计算机网络技术的飞速发展，实施企业网络化管理已成为企业实现管理现代化的客观要求和必然趋势。铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化，从而实现集中、智能管理。（1)网络化。现代铁路信号系统不是各种信号设备的简单组合，而是功能完善、层次分明的控制系统。系统内部各功能单元之间独立工作，同时又互相联系，交换信息，构成复杂的网络化结构，使指挥者能够全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资源，保证铁路系统的安全、高效运行。(2)信息化。以信息化带动铁路产业现代化，是铁路发展的必然趋势。全面、准确获得线路上的信息是高速列车安全运行的保证。因而现代铁路信号系统采用了许多先进的通信技术，如光纤通信、无线通信、卫星通信与定位技术等。(3)智能化。智能化包括系统的智能化与控制设备的智能化。系统智能化是指上层管理部门根据铁路系统的实际情况，借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行，使整个铁路系统达到最优化:控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构，来准确、快速地获得指挥者所需的信息，并根据指令来指挥、控制列车的运行。近年来，我国铁路行业己成功地推广应用了原TMIS和DMIS(现称TDCS)等系统，在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS，以现代信息技术为基础，综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术，建立了新型现代化运输调度指挥系统。3.5 通信技术与控创技术相结合 随着计算机技术(Computer)、通信技术(Communication)和控制技术(Control)的飞跃发展，向传统的以轨道电路作为信息传输媒体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C ( Computer, Communication, Control)技术代替轨道电路技术，构成新型列车控制系统己成必然。 用3C技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用，目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中，称为“基于通信的列车运行控制系统”(CBTC,Communication BasedTrain Control)。 如上所述，世界发达国家陆续试验的CBTC系统有ATCS, ARES, ASTREE, CARAT, FZB等。所有上述各类系统，均具有两个基本特点: 列车与地面之间有各种类型的无线双向通信。可分为连续式和点式的。其中又可分为短距离传输(指lm以内)和较长距离传输(远至几公里至几十公里)的移动通信。 (1)它们仍然保留闭塞分区，其中最简易方式CBTC仍采用固定的闭塞分区，但是闭塞分区的分隔点不是用轨道电路的机械绝缘节或电气绝缘节(如无绝缘轨道电路)，而是用应答器或计轴器，或其他能传送无线信号的装置构成分隔点，这种简易形式仍然保留固定长度的闭塞分区 (FAS, Fixed Aotoblock System)，简称为CBTC-MAS o(2)在CBTC中进一步发展的闭塞分区不是固定的，而是移动的(MAS,Moving Autoblock System)，简称CBTC-MAS。被欧洲联盟采用的ERTMS/ETCS的2级和3级是当前CBTC的代表。ERTMS/ETCS经过多个试验项目的测试和认证后，进行了商业项目的建设，德国铁路计划到2021年在所有的高速铁路装备ETCS2级设备。通信技术与控制技术的结合重新规划了铁路信号系统的结构与组成，为列车运行控制的未来发展开辟了新开地。3.6 通信、信号一体化 随着当代铁路的发展，铁路通信、信号技术发生了重大变化，车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信、信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信、信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。 从铁路信号系统纵向发展看，德国己经形成从LZB,FZB发展到ERTMS的发展趋势。LZB利用轨道电缆环线传输列车运行控制系统行车指令和速度指令机车信号，取消地面闭塞信号机，保留闭塞分区，列车按固定闭塞方式(即FAS)运行。FZB是基于无线的列车运行控制系统，是新一代移动自动闭塞系统(即MAS)，其目的是实现低成本、高性能的列车运行控制系统，并已加入ETCSo ERTMS/ETCS(欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统)是欧盟支持的统一的行车控制系统，采用GSM-R作为传输系统，其成功应用将进一步推动铁路通信信号的技术进步，加快实现铁路通信、信号一体化的进程。从信号系统的横向发展来看，日本新干线在1995年成功开发和投入运行的COSMOS系统，则是通信、信号一体化的又一个成功案例。该系统包含运输计划、运行管理、维护工作管理、设备管理、集中信息管理、电力系统控制、车辆管理、站内工作管理等8个子系统，以通信、信号一体化技术，实现中心到车站各子系统的信息共享，并使系统达到很高的自动化水平。另外成功地应用了安全光纤局域网，使之成为连锁系统、列车运行控制系统的安全传输通道，达到通信技术与信号安全技术的深度结合，实现了通信信号一体化。 通信、信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势，铁路信号技术发展所依托的新技术，如网络技术，与通信技术的技术标准是一致的，属于技术发展前沿科学，为通信、信号一体化提供了理论和技术基础。在借鉴世界各国经验的基础上，结合中国国情、路情，我国已制定了中国统一的CTCS技术标准(暂行)。3.7 安全性与可靠性分析保证铁路运输的安全，要求铁路信号系统具有高可靠性和高安全性。安全评估理论的建立与推广为定量评估铁路信号系统的可靠性和安全性提供了重要手段。在故障一安全理论的发展上，20世纪%年代初，IEC(International Electrician Committee，国际电工委员会)将故障一安全的概念进行了量化，制定了安全相关系统的设计和评估标准IEC61508。该标准提出了安全相关系统的“安全完善度等级(SIL, Safety Integrity Leve1)”的概念，它是一个对系统安全的综合评估指标。IEC61508对安全系统提出了如下要求:功能性(Functionality)，包括容量和响应时间;可靠性和可维护性(Reliability and Maintainability);安全(Safety)，包括安全功能和它们相关的硬件/软件安全完善度等级(SIL);效率性(Efficiency);可用性(Usability);轻便性(Portability)。随后欧洲和日本相应地以IEC61508标准为基础，制定了相关的信号系统的设计评估标准以及安全认证体系。欧洲电工标准委员会(CENELEC)基于IEC61508标准为基础，附加列车安全控制系统的技术条件制定了一些安全相关系统开发和评估的参考标准。这些标准包括:EN50126铁路应用:可信性、可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)规范和说明。EN50129铁路应用:信号领域的安全相关电子系统。EN50128铁路应用:铁路控制和防护系统的软件。EN50159-1铁路应用:在封闭传输系统中的安全通