信号显示的发展.docx

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信号显示的发展

第六章信号显示的发展

一、信号显示的简况

（一）信号显示的由来

指挥列车运行，最初是用手信号，逐渐发展才出现了信号机。

1830年，在英国利物浦一曼彻斯特（Liverpool--Manchester）铁路上使用横木式带灯光的信号。

1832年美国铁路开始使用固定的球信号，球的外面包以白布或黑布，吊在10m高的柱上，每隔5km设置一个。

此后，又产生过圆板式信号。

1841年，英国人格雷戈里（Gregory）提出用两块长方形板做信号显示的方案，设在伦敦桥（LondonBridge）车站，这是早期的臂板信号。

1912年出现色灯信号机。

1920年开始采用探照式三显示色灯信号。

1921年出现灯列式色灯信号机。

1881年中国第一条铁路京奉路的唐胥段建成，初时无任何信号设备，列车运行用手信号。

1907年4月南满铁路开始营业时也无信号设备，从同年12月起，在重要的道岔上设置了道岔表示器，当时称为道岔信号。

1908年初，开始在连长线、旅顺线、抚顺线等各站陆续设置臂板进站信号机。

1923年10月苏家屯北站的集中联锁建成时，开始使用三显示透镜式色灯信号。

早期的信号只指示列车进行或停车。

随着运量增加，速度提高，站场复杂化和联锁设备的发展，信号逐步向多功能多用途发展。

1949年建国前的信号显示有指示进路的功能，用不同的信号机，或加设进路表示器，或用同一架臂板信号机的不同位臂板来分别指示开通的进路。

（二）显示方法的演变

随着运量的增长和科学技术的进步，信号显示数目在增加，显示方式也在发展。

从信号的使用时间看，最初仅昼间行车，运量增加后，才开始夜间行车，所以先有昼间信号，后有夜间信号，最后发展为昼夜通用信号。

例如，以臂板信号机的臂板的不同形状、颜色和位置的显示就是一种昼间信号；臂板信号机上的灯光颜色的显示则是一种夜间信号；色灯信号机灯光颜色的显示是一种昼夜通用信号。

从信号采用的信息特征看，早期的臂板信号机仅用位置特征来表达不同的信号含义，球信号除球在柱上的位置外，还有黑球和白球，使用了颜色的特征。

以后，臂板信号机的夜间灯光信号，也采用了颜色特征。

色灯信号出现后，昼夜通用，主要用颜色特征。

以后，为了增加显示数目，色灯信号机除颜色外，还采用了数目特征和频率特征（指稳光或闪光）来丰富信号显示的意义。

例如中国的色灯信号，对一个黄灯、两个黄灯、一个绿灯和一个黄灯均赋予不同的显示意义；驼峰信号中对绿色闪光和绿色稳光也有不同的显示意义。

灯列式信号机也是采用位置特征的一种昼夜通用信号，1949年前在调车信号上用过，现用的进站复示信号机也是灯列式信号。

（三）显示制式的演变

从信号的发展历史看，显示数目由少增多，显示方式由简单到复杂，显示意义日趋丰富，并逐步形成一定的信号显示制式。

铁路信号显示制式，各个国家不完全相同，总的看来，大体可分为选路制和速差制两种，并且已从选路制逐步向速差制发展。

选路制信号，是经指示列车进入哪一条进路为主的信号显示制式；而速差制信号是以指示列车运行速度为主的信号显示制式。

实际上，世界各国采用有各种不同的速差制和速差与选路的混合制。

1949年前，由于列强势力各据一方，各条铁路的信号显示方式不统一，但基本上都是选路制。

最初，每条进路设置一架信号机，因而在同一地点，设多架信号机。

以后经简化，在托架或信号桥上正线进路使用一架最高柱的信号机，正线左侧各接车进路共用一架较低柱的信号机，右侧各接车进路共用另一架较低柱的信号机。

对于较大车站，又进一步采用进路表示器来指示进路，减少信号机数目。

1949年前后，色灯进站信号机同样也是选路式的，一般有两个机构：

第一位机构正线用，显示一个绿灯，指示进入正线；第二位机构各条站线（到发线）共用，显示一个绿灯，指示进入站线。

两个机构各有一个红灯，当显示两个红灯或一个红灯而另一机构不显示绿灯时，指示不准列车进站。

当某机构显示绿灯时，另一机构的红灯可以依旧点亮，按绿灯的指示行车。

1952年信号显示改革后，由选路制向速差制迈进一大步，但仍有选路制的概念。

例如，显示一个黄灯，只指示进入正线停车，不管进路是否经道岔直向开通（当时有道岔侧向开通的正线）。

以后，经过历次变革，逐步加强了信号显示的速度意义。

例如，仍是显示一个黄灯，却明确规定必须经道岔直向进入站内正线停车，若经道岔侧向进入站内正线，需显示两个黄灯要求限速。

如此，信号显示就赋予了比较明确的速度意义。

现行的信号显示制度已发展成一种含有一定速度意义、并兼顾进路去向的简化速差制，由于显示数目少，所表达的速度意义还不完善。

随着行车速度的继续提高，站场扩大，大号道岔的采用，使现行的信号显示制度已出现了不相适应的情况。

当前，正在积极开展信号显示制式的研究，使信号显示继续向比较完善的速差制方向发展。

二、信号显示的发展

（一）现行信号显示的奠基

铁道部于1952年开始统一全国铁路信号显示制式，到1953年基本完成，从而奠定了现行信号显示制式的基础。

当时称这次显示改革为“改新显示”。

1．旧显示的主要缺点

改革前的信号显示是选路制，它的主要缺点为：

旧臂板进站信号机，其第一位臂板供正线用，第二位臂板供站线用，旧色灯进站信号机，其上部机构供正线用，下部机构供站线用，实际上它们都是两架二显示的信号合用一个机柱，因此在一个信号机柱上有两个红灯（或在同一地点设多架信号机有多个红灯），显示一个绿灯和一个红灯时为进行信号，失去了红灯危险的含义，而且，进正线或进站线都是点亮绿灯，仅用上下位区分，不能清楚地表达。

2，改新显示的主要内容

①信号显示由选路制改为兼顾进路去向的简化速差制。

改新显示后，显示数目增加了，且显示意义具有一定的速度含义。

以色灯进站信号机为例，除引导信号外，它有四个显示：

绿灯——准许列车按规定速度经正线通过车站；

一个黄灯——注意运行，进入站内正线准备停车；

两个黄灯——减速运行，进入站内站线准备停车；

红灯——在信号机前停车。

引导信号由灯列式改为一个月白灯，调车信号也废弃了灯列式，改为：

月白灯——准许调车；

蓝灯——禁止调车。

对于臂板信号机，把第三位臂板改成定位时下垂，作为主臂板（第一位臂板）的辅助臂板；色灯信号机则充分利用原有机构，对机构的种类和配置做了统一规定。

②以前站内正线多为扣环线，通过列车进直出弯需要限速。

为配合显示改革，决定改造正线，通过列车改为进直出直，实施后效果良好，提高了列车速度。

③当时采纳了前苏联专家的意见，认为在人工闭塞区间，有了路签或路牌作为进人区间的凭证，再装出站信号机是理论上的重复，违反一元化原则。

因此，凡实行人工闭塞的区间，原有的出站信号机的臂板或色灯机构均拆除了。

在中国，出站信号机还有与发车进路联锁及指示列车停车位置等作用（为此，在当时仍保留有信号机柱、牵纵拐和进路握柄），1954年恢复了在人工闭塞区间也可装设出站信号机的规定。

3．改革的成效

①统一了全国铁路的信号显示方式，信号显示制式由选路制改为简化速差制，奠定了现行信号显示制式的基础。

②进站信号机由多架改为一架，同时使显示方式一元化，只要出现红灯就要求停车，提高了安全，也节省能源和投资。

③增加了显示数目，并赋予一定的速度意义，使信号显示的含义更为明确。

预告信号机也改为能预告进站信号机所有的开放状态，减少了不必要的减速运行，提高了通过能力。

④引导信号由灯列式改为一个月白灯，简化了机构。

⑤通过列车改为进直出直，通过速度提高。

（二）信号显示的历次变革

随着运量、列车速度不断增长，站场不断扩建，信号显示逐步完善，并陆续补充了一些特殊情况下的信号显示方式。

色灯信号具有昼夜显示一致，易于辨认、控制简便、受气候条件影响较小、安全稳定和易于维修等特点，所以近年来在交流电源可靠的车站大量采用了色灯信号机。

信号显示方式的补充和发展，主要反映在色灯信号机的显示上。

臂板信号显示自改革以后基本没有变化。

信号显示的改变涉及行车安全且影响面大，所以较大的一些改变均以修改《铁路技术管理规程》和铁道部批准的《信号显示图册》等方式公布。

以下按年代简述信号显示变革的情况。

（一）20世纪50年代

1956年制订了《信号显示个别问题处理》图册，对信号显示方式做了如下的补充：

1．在有几架色灯信号机顺序排列的车站上，次一架发车进路色灯信号机（现称接发车进路信号机）开放而出站色灯信号机关闭时，进站或接车进路色灯信号机显示由一个绿灯改为一个绿灯和

2．在车站有三个及其以上发车方向时，应设带进路表示器的出站信号机。

不论分歧道岔号码的大小，进站色灯信号机可以用装设进路表示器来区分进路。

3．发车进路色灯信号距次一架信号不足800m时，必须在次一架信号机开放的情况下方准许开放。

4．规定了各种情况下防护区间分歧道岔的信号机的显示方式。

（二）20世纪60年代

1．明确了信号显示的基本原则。

指出：

信号显示除指示列车运行速度外，尚应表示进路的去向。

对色灯信号机的基本颜色赋予了一定的基本意义。

2．规定了站内信号机命名方法。

例如，车场前方有另一个车场时，该车场正线上的进路信号机过去称为发车进路信号，现改称为接发车进路信号机，并采用与进站信号机同样的机构。

3．强调了信号显示的速差意义。

信号显示改革后，对新制式还缺乏速差意义的认识。

在显示意义的规定中尚残留很多进路制的概念。

该图册开始强调信号显示的速差意义，例如：

①以速度曲线形象地表示出赋予某些信号显示的速度意义。

②对进站信号机显示一个黄色灯光的意义原规定为：

准许列车进入站内正线停车，表示出站或进路色灯信号机在关闭状态。

而该图册则明确规定为经道岔直向进入站内正线停车。

并补充规定：

经道岔侧向进入站内正线时，需显示两个黄色灯光。

③以前有时用进路表示器区分接车进路是经由道岔直向还是侧向，由于进路表示器显示距离短，实际上它不能明确地指示出速度的意义，所以该图册规定一般以信号基本灯光指示运行速度，用进路表示器只能区分进路的去向。

④两架列车信号机间，原则上不得少于规定的制动距离，否则一般应移设。

但下述特殊情况可以例外：

当进站信号机距接车进路信号机不足800m时，可用红灯前移的方式，即接车进路信号机XL开放时，进站信号机X可以按规定显示开放信号，当XL关闭时，X不得开放，只准许开放引导信号，见图6一l。

当位于正线上的进路信号机间或进路信号机与出站信号机间距离小于800m时，则须采用重复显示的方式。

但次一架信号机显示红灯时，准许前一架信号机点亮蓝灯，允许列车慢行至次一架信号机前，见图6—2。

1983年修改技规时，显示蓝灯的办法被否定。

⑤由于信号显示数目不足，当时考虑到司机熟悉线路情况，进直股出弯股通过时，仍允许进站信号机显示一个绿灯，见图6—3。

如此处理就失去了信号显示的速差意义，所以这项规定以后又被否定。

可见，对速差式的认识是逐渐深化的。

⑥自动闭塞区间有分歧线路时，防护分歧道岔的通过信号机必须设置双机构作为绝对信号的标志，其关闭时停车后，不得再驶入。

（三）20世纪70年代

1972年修改《技规》，其中有关信号显示的部分无变动，但在《铁路技术管理规程解释》（1972年版《技规》）中补充了一些说明，突出了信号显示的速度意义。

其中最重要的变化是：

列车由正线通过，接发车进路的道岔均开通直向时，进站信号机方能显示一个绿色灯光；当接车进路道岔开通直向，而发车进路道岔开通侧向时，进站信号机只能显示一个黄色灯光，见图6—4。

由于出站信号机的信号显示不能指示通过出站道岔侧向的限速，原来当“进直出直”或“进直出弯”时，进站信号机均显示一个绿灯，靠司机记忆线路情况，不够安全，曾多次因超速通过道岔侧向，发生列车激烈摆动的危险情况。

所以对“进直出弯”进行限速是十分必要的。

以后规定当出站信号机经道岔侧向开通进路时，发车进路信号机发车进路信号也只能显示一个黄灯。

此外，在《铁路技术管理规程解释》（1972年版《技规》）中还补充说明了以下几点：

①当两架列车信号间的距离小于400m时，前一架信号机的显示必须完全重复次一架信号的显示。

②对区间分歧道岔处通过信号机的显示统一解释为：

在区间分歧道岔处设置通过信号机时，必须设置双机构（黄、绿、红、黄），以便与其他通过信号机相区别，当进路向分歧道岔侧向开通时，该信号机显示两个黄灯。

③在尽头线车站的线路终端处设置的调车信号机起阻挡列车作用，该信号机的停车信号可采用红色灯光代替蓝色灯光。

1983年修改《技规》时，又恢复以前设置三显示机构的规定，封闭绿灯仅用红、白灯，显示不明或显示不正确时应视为列车的停车信号。

随着列车速度的提高，大号道岔逐渐增多，原先用进路表示器区分接车进路去向的办法不适应了，普遍要求用信号机基本灯光的显示来指示通过大号道岔侧向进路的速度。

1975年2月铁道部批复济南铁路局的“关于历城站信号显示问题的报告”，同意采用“黄闪、黄”的信号显示。

即当接车进路经18号道岔侧向，前方出站信号机又在开放状态时，进站信号机显示一个黄色闪光和一个黄色稳定灯光，允许列车以不大于80knfh的速度通过该道岔的侧向。

以后又有一些车站，以各种方式，被批准采用了“黄闪、黄”的信号显示做试验。

（四）20世纪80年代

1983年再次修改《铁路技术管理规程》，翌年制订了《信号显示举例图册》作为它的补充。

有关信号显示的一些主要变化有：

①继续加强了信号显示的速度意义，例如在正式条文上写明了信号显示与道岔开向的限速要求有关，如一个黄色灯光表示准许列车经道岔直向位置进入站内正线准备停车。

②鉴于显示方式尚不足以清楚表达信号显示的全部含义，又以信号机的外形来辅助区别一些不同的意义，例如，具有接车性质的信号机能指示通过本信号机的允许速度，规定必须用一定的外形，即应使用双机构加引导信号机构的高柱信号机。

为强调此点，使显示意义更为明确和统一，做了一些新的规定：

A．规定防护区间分歧道岔的通过信号机，其机构外形和显示方式，应与进站信号机相同，引导灯光应予封闭。

B．过去，正线上接车方向的进路信号机，当其运行前方是正线线路时，设成发车进路信号机，现规定按接发车进路信号机设置和命名，采用双机构加引导机构的外形。

C．过去站内正线上可以设置三显示的通过信号，现在将这种信号也统一按接发车进路信号机来设置和命名。

③规定不能以进路表示器的显示来表达速度意义。

进站和接车进路信号机都不设进路表示器，仅在出站信号机、发车进路兼出站信号机，驼峰辅助兼进路和出站信号机上可以根据需要装设进路表示器。

过去，接发车进路兼出站信号机可以加装进路表示器来区分进路的去向。

现在上述情况不能加装进路表示器，可以采用在出站口设置总出站信号机的方式。

④原来批准试用“黄闪、黄”信号显示的车站仍可继续试用，今后不再扩大。

经道岔侧向接车，不论道岔号大小和次一架信号机开放与否，进站或接车进路信号机均显示两个黄灯的限速信号，不区分限速的速度级别。

⑤过去规定进站信号机不准设复示信号机，但因实际需要，进站复示信号曾试用过方形背板点绿灯（或白灯）的方式，实践证明它容易被误认。

这次正式规定采用灯列式机构，两个月白色灯光下斜60°表示进站信号机开放，进路经道岔直向；两个月白色灯光呈水平位置表示进站信号机开放，进路经道岔侧向；灭灯表示进站信号机在关闭状态。

⑥规定驼峰复示信号采用双机构方形背板的高柱信号机，灯光排列为黄、绿、红、白，平时灭灯，当办理驼峰推送或预选推送进路后，其显示方式与主体信号机相同。

规定了调车复示信号显示一个月白色灯光表示调车信号机在开放状态。

（五）20世纪90年代

1992年《技规》（第8版）对信号显示没做大的修改。

重点变动部分如下：

①高柱出站和进路信号机的显示距离由400m提高为800m。

②取消了设于铁路线路平交处的防护信号机。

③放宽了接近连续式和点式机车信号机设置条件。

④提高了引导信号的运行速度，由15km/h提高为20km/h。

⑤增加了调车区集中联锁溜放信号的月白闪光显示和连续溜放时的分歧道岔的道岔表示器。

（六）2000年

2000年《技规》（第9版）对信号显示所做的修改，实质上向速差式迈进了一大步。

①《技规》（第9版）把适用范围从120km/h及以下改为160km/h及以下，由于速度的提高，引入了四显示自动闭塞，明确了信号显示的速度意义。

②引入了速度级差的概念，从而使《技规》大部分条款适用于160km/h及以下的范围。

列车速度在120km/h以上的区段应采用速度显示方式的自动闭塞，这时一般把速度分为三级，例：

140km/h、110km/h、0km/h，每一速度级差的制动距离仍小于800m。

引入了速度级差的概念后，原来基于800m制动距离规定的一些条款就仍能适用，如：

有关信号显示距离的规定；有关信号机间距离不满足制动距离要求时降级显示的规定。

③明确了信号显示与速度、距离的关系，适应了提速的形势，确保行车安全。

《技规》（第9版）强调了自动闭塞区段站内正线有通过列车，列车信号机间的距离应和区间一样，满足闭塞分区长度的要求，除了要考虑制动距离（紧急制动和0.8常用制动）外，还需要考虑设备应变时间和确认信号时间内的走行距离。

以往实际运用信号机间距离不满足制动距离要求而降级显示的规定，有两点误差：

A．在站内，以为信号机间距离只要大于800m就能正常升级显示；

B．在站内，不管正线还是侧线以为信号机间距离只要大于400m就能红灯重复而允许信号可以升级显示。

④增加了四显示自动闭塞时的信号显示，比较明确地表达了信号显示的速度意义，突破了进站和接车进路信号机把绿灯作为通过车站信号的特定含义。

⑤增加黄闪、黄的信号显示，以满足侧线迂回通过的要求，以进站信号机为例，显示黄闪、黄时必须同时满足如下条件：

——接车进路开通侧向位置的道岔必须是18号及其以上的；

——发车信号机在开放状态；

——发车进路上道岔均开通直向位置，或开通侧向位置的道岔必须是18号及其以上的。

⑥机车信号的显示亦做了重要的修改。

《技规》（第9版）规定：

机车信号的显示，应与线路上列车接近的地面信号机的显示含义相符。

这里较第8版《技规》增添了两个非常重要的字，即：

含义。

还增加了四显示自动闭塞的机车信号显示，补充了八灯位的机车信号，明确了列车超速防护系统可采用速度显示方式。

⑦扩大了进路表示器的使用范围，允许双线自动闭塞有反向运行条件时，出站信号机应装设进路表示器：

三、信号显示制度改革的尝试

现行信号显示制式在长期的运营实践中起到了积极的作用。

但由于显示数目较少，不能确切地指示出列车和调车的全部运行条件，难以适应铁路运输事业不断发展的需要。

铁道部曾组织力量深入研究，提出过信号显示制式改革的方案，终因涉及面广且难度大，而未能实施。

（一）当时认为信号显示制度存在的问题

1．预告信号机的显示不能区分进正线还是进站线，致使司机只能按进站停车的要求减速运行或臆测通过车站不减速，后者容易引起冒进信号。

2．经道岔侧向运行时，信号显示不能区分限速等级，因而不能发挥大号道岔应有的作用。

3．由于基本信号显示数日较少，在很多场合为应付舀前运输的实际需要，产生了许多特殊信号显示，造成信号显示制度的混乱。

4．列车的速度和重量不断提高，客货列车制动距离的差异增大，为了保证行车安全，加大列车密度，要求自动闭塞的通过信号机发展为四显示，即在区间加一个限速信号显示。

（二）关于速差制研究的历史

1960年，电务局电务设计事务所曾提出“速差制闪光信号显示方案”，建议远期采用两种闪光频率：

快闪为180次／min，慢闪为60次／min，用以区分六级速度；近期采用慢闪一种闪频，用以区分四级速度。

根据上述原则，曾提出过具体的信号显示方案。

1．1962年11月，在鸭大线的道清和浑江站试用过四显示闪光预告信号，能预告进站信号机在关闭状态（黄稳）、准许进站线停车（黄闪）、准许进正线停车（绿闪）、准许由车站正线通过（绿稳）。

2．1960年，由于调车信号的蓝色和月白色两种光容易混淆，曾在锦州、大同车站进行过试验，锦州采用蓝闪光为允许凋车，蓝稳光为禁止调车；大同站采用月白闪光为允许凋车，蓝稳光为禁止调车。

这两个方案相比，大同站的方式反映较好。

3．1964年铁道部曾批准供试验工程用的《色灯信号显示系统图册》。

该图册规定：

列车运行速度为三级（规定速度、中间速度、零速度）；采用一种闪频为60次／min±10次／min，闪光亮黑比约1：

1；具体的显示方式包括绿稳、绿闪，黄闪、黄稳、一个黄闪和一个黄稳、两个黄稳、月白闪等。

4．铁道部于1976年曾同意在有大号道岔的车站，在进站信号机上试用黄闪、黄的信号显示方式。

试用结果反映较好。

5．1960年至1965年，中国科学院生理研究所和心理研究所，以及铁道科学研究院通号所均对闪光信号做了大量的试验和研究，已取得一些研究成果。

对上述闪光信号的研究成果和试用情况，铁道部迄今未作出定论，原因是闪光信号能否大面积推广有争议。

（三）信号显示制式的研究

改革信号显示方式牵涉面广，需要十分慎重，所以尽管以前做了一些研究和试验，但并未实施。

为适应铁路运输的发展，研究一种显示简单、明确，又能适应运输发展需要的新信号显示方式是十分迫切的。

根据铁道部“1981年铁路科学技术发展计划”对铁路信号显示制式做了进一步的研究。

专题研究组曾先后提出多篇研究阶段报告。

1984年6月，中国铁道学会、铁道部科技局及电务局在苏州主持召开了铁路信号信号显示制式学术交流会。

会议后期，铁道部科技局和电务局组织有关单位结合学术交流会上的意见，对改革信号显示制式的基本原则和技术要求进行了讨论，分析了各种显示制式方案，为研究工作进一步开展指明了方向。

会议通过的基本原则为：

①信号显示制式的研究应包括一个完整的系统，有色灯信号、臂板信号、机车信号、道口信号以及各种信号表示器等的显示。

可以按阶段或分系统进行研究，地面色灯信号是信号显示制式的主体，应首先集中力量研究。

②色灯信号显示应在现行信号显示制式的基础上继续向速差制方向发展，根据铁路运营实际和发展趋势，增加必要的显示数目。

新信号显示制式应力求简明、便于辨认，充分考虑与机车信号的结合。

③信号显示制式的改革应充分考虑利用原色灯信号机构和照顾原有语义习惯。

④指示始速的主显示，其显示距离应满足运行要求，当采用两个以上信号灯光同时显示时，各个灯光的显示距离应大致一样。

⑤当因故产生误认时，主显示不应产生速度升级的信号显示，以保证安全。

⑥新显示制式应满足以下速度级的要求。

车站信号按四级速度考虑：

v规——规定的车站通过速度；

v大——80km／h（18号以上道岔侧向通过速度）；

v岔——45km／h（或30km／h）（12号或9号以下道岔侧向通

过速度）；

v0——停车。

区间速度按三级速度考虑：

v规——规定的区间运行速度；

v黄——规定的在红灯前开始制动时的限制运行速度（尚待实

验研究确定）；

v0——停车。