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城轨地铁从人工信号到自动信号的发展史

地铁图 2018-06-18 我要投稿 1202 °C

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最早的铁路是没有信号的。因为当时的列车重量不大、速度不高,所以停车所需的距离(称为制动距离)不长,在司机的视力(也可以说是势力,即可控)范围内。司机可以凭自己的瞭望来判断前方线路的条件,进而决定是否需要减速。随着列车变得更重、速度变得更高,制动所需距离也变得更长,司机的视力就变得不够用了,就需要他人(人工信号)或他物(自动信号)来提供关于线路条件的“预警信息”:司机在看到前方的列车或危险(如断轨)之前,先看到信号。

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城轨地铁信号系统的发展可分成两个阶段:人工信号阶段、自动信号阶段。而自动信号本身又可分为轨旁自动信号阶段和车载自动信号阶段。

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人工信号

轨道交通信号起源于英国。最早的信号只有前进、停车两种。列车运行时,一位头戴绅士礼帽、身穿黑色大衣的铁路员工骑马在前,一边跑一边指挥列车的司机。人工信号包括手灯、手旗、明火、声笛等多种形式,属于“移动”信号,因为信号员的位置是变化的。

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另外,还有固定信号,即信号员在沿线的固定位置向司机显示有关的信号。此时,人工信号的具体体现除了手信号外,还可以是固定于轨旁、由信号员手动操控的臂板信号机或色灯信号机。

用一块长方形的板子模拟人的手臂,以板子的不同位置模拟人的不同手势,传递不同的信息,就形成了臂板信号机。臂板信号的局限之一是在夜间不易观察。如果用不同颜色的灯光来传递不同的信息(即色灯信号机),就能克服这一局限。

自动信号

1872年,美国人W. Robinson发明了轨道电路。该电路的组成部分之一是走行轨本身(所以被称为轨道电路)。当有列车占用时,轮对和车轴对电路造成短路,并通过继电器控制相关轨旁信号灯的显示以反映有车占用。这个过程不需要人工介入,所以属于自动信号。这是铁路信号发展史上一次大的飞跃:和人工信号相比,轨旁自动信号节省了人手,减少了由人为失误造成的事故。由于这时的信号灯是固定在铁路沿线的,所以也属于固定信号。

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虽然上述轨旁固定自动信号有诸多优点,但是一个很大的问题尚有待解决:在某些不利条件下(如弯道、隧道等地形的限制,大雨、大雪、风沙、大雾等恶劣气候条件的影响),有可能司机看到信号时来不及制动,而车就已越过信号机,造成所谓的“冒进信号”,即“闯红灯”,问题严重时甚至导致脱轨、撞车。

1923年,美国铁路研制了车内信号,把轨旁信号的状态通过电磁感应传到车上,显示在司机驾驶台上。从此铁路信号从轨旁发展到了车内(车载信号)。这是铁路信号发展史上又一次大的飞跃:车载信号的出现不仅大大方便了司机对信号的确认,更为重要的是,它为后来列车自动驾驶的出现奠定了基础。

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最后编辑于:2018/06/18作者: mapper

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