轨道交通信号与控制专业
导
论
报
告
班级：轨道交通信号与控制1505班
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学号：
2015年10月28日
关于对轨道交通信号与控制专业的认知及深入解析
1.什么是轨道交通信号与控制
轨道交通信号与控制专业即原铁道信号专业、自动化（自动控制）专业、兰州铁道学院（现兰州交通大学）1958年建校时首批建立的5个系之一的电机系，当年招收首批通信、信号本科学生和电力机车专修班学生。后1977年全国恢复高等学校招生，电机系继续招收有线通信和铁路信号两本科专业学生，1992年教育部制定了按大类招生的目录，电信系的铁路信号和自动控制两本科专业，归并为自动化类，按自动化专业招生。1993年原铁路信号专业更名为自动控制专业，原自动控制专业更名为工业自动化专业，简称自动化专业。2012年9月更名为轨道交通信号与控制。
轨道交通信号与控制专业专业培养掌握自动控制理论、轨道交通控制技术、计算机原理及应用技术、传感器及检测技术、可编程控制器原理及应用、电力电子技术等方面的基础理论、专门知识与基本技能，在高速铁路、客运专线、既有铁路、地铁及城市轨道交通领域的信息和控制专门人才，以适应我国轨道交通事业的快速发展和对铁路信号技术和管理人才的迫切需求。毕业生可在铁路、城市轨道交通、电子、信息、仪表等领域从事系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、研制开发与设计、运营维护管理等工作，也可在高校、研究院所的教学和科学研究工作。
轨道信号，顾名思义为铁路方面为培养中高端控制技术人才而发展起来的以工科为基础的二级学科，面向各铁路局及各大运输体系，城市轻轨，地铁，信号公司输送人才，轨道交通信号控制主要适用于之前所说的各类信号控制，包括列车自动控制，始发站控制，应用连锁，区段闭塞等技术方面，全国交通类大学中有多个大学现已开设轨道信号课程，此学科逐渐成为我国铁路信号及高尖端信号通讯工程中的应用型学科。
2.铁路系统的认识及铁路发展现状
现行的铁路系统及我国铁路发展是不完善，不平衡的。轨道交通专业但在我国，铁路行业是国家以及国
防战略中极其重要的一部分。铁路地位和作用至关重要；铁路作用不可替代，支撑绿交通，带动经济增长，而且发展铁路是国家战略，但是铁路目前难以满足社会需求，比如说运输满足率不足四成，与国际水平还有很大的一段距离。
铁路作为国民经济大动脉、国家重要基础设施和大众化交通工具，在我国经济社会发展中的地位和作用至关重要，铁路信号方面的专业人士逐渐成为国家铁路信号方面的紧缺人才。2008年以来，为提振经济和扩大内需，铁路建设步伐加快，高铁项目纷纷开工，投资规模逐年增加，银行贷款呈快速增长势头，铁路信号控制方面人才的紧缺愈加凸显。与此同时，铁路行业出现一些新情况、新特点，引起社会各界以及银行监管部门的关注。从我国社会经济发展规律和国家战略规划看，“十二五”期间，我国铁路行业仍将呈现快速增长趋势，相信在未来的“十三五”中，铁路建设必将迎来新高峰。
当前的铁路形势可以分析为两方面，分别为铁路在国家战略及国民生产中的作用及铁路发展问题。
（一）铁路在国民生产及国家战略中的作用
1. 铁路最显著的特点是载运质量大、运行成本低、能源消耗少，这也决定了铁路不可替代的运输功能。首先，铁路在能源、原材料、长距离重载以及中长途旅客运输的作用不可替代。铁路最适合我国经济地理特征和人们收入水平的区域骨干运输方式。其次，铁路具备独一无二的低运价优势，远低于航空、陆运票价。最后，铁路的政治和军事意义不可替代。作为交通运输的铁路是强化控制和保护领土的最有效的工具。作为亚洲最大的陆权国家，必须从全球发展定位和国家经济角度、领土完整及国防安全的战略高度认识中国铁路具有的重大现实和战略意义。
2. 发展铁路运输符合国家建设资源节约型、环境保护型的现代交通运输体系的可持续发展战略。在节能方面，铁路单位运输量能耗约为公路的 1/10、民航的1/13、管道的1/6；在环境保护方面，铁路每公里二氧化碳排放量分别是飞机的1/6、汽车的1/3～1/20；在运输安全方面，铁路的交通事故等外部成本分别为航空、公路运输的1/3、1/48；在节约用地方面，铁路建设占用的土地是4车道高速公路的1/2，完成单位运输量所占的土地面积是公路的1/10。
3. 铁路建设是带动经济增长的助推器。一方面，铁路建设为中央拉动内需、改善民生、促
进经济增长提供动力。2008年以来国家4万亿投资，铁路及高铁作为基础建设领域的重点，出台了3年投资约2万亿的计划，有效地刺激了经济复苏和发展；二是铁路建设为相关产业提供广阔的市场平台和发展基础，特别是高铁的发展强力拉动了冶金、机械、建筑、橡胶、电力、信息、精密仪器等行业的发展，带动相关产业链的升级和完善；三是铁路促进产业经济结构的进一步优化。“十二五”期间，高速铁路机车车辆及轨道交通装备业已被列为国家七大战略性新兴产业，将引领高端制造业迈向更高的技术水平和发展阶段。
4. 国家2008年制定《中长期铁路网规划》明确了铁路大发展定位，发展铁路运输业符合党的十七大提出的建设资源节约型、环境保护型的现代交通运输体系的可持续发展战略。国家在“十三五”时期将保持快速发展，城市化进程加快、西部开发战略实施等因素决定铁路在我国运输领域将扮演更加重要的角。
（二）铁路目前难以满足社会需求
1. 运输满足率不足四成。当前，我国的客货运输需求旺盛，铁路客货
运的繁忙程度较高，现有铁路运力难以满足现有的客货运输需求。铁路的客货运能力还远落后于经济增长带来的客货运输需求增长。
2. 与国际水平相比还有不少差距。与国际平均水平相比，我国铁
路路网密度还有很大差距，全国人均铁路长度仅有七厘米，仅高于印度。而与之对应的是，我国的货运密度却是全世界最繁忙的，高于世界其他国家，从另一侧面反映出铁路建设和发展的紧迫性和必要性。
3．轨道信号控制的概念及现在轨道信号的简介
铁路信号是用特定的物体（包括灯）的颜、形状、位置，或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。目前，人们对铁路信号有不同的理解。有人把铁路信号广义理解为：保证铁路行车安全的技术和设备；有人狭义理解为：用于向行车人员指示行车条件的符号；有人则认为：铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。
铁路信号按其作用可分为指挥列车运行的行车信号和指挥调车作业的调车信号；按信号设置的处所可分为车站信号、区间信号，以及行车指挥和列车运行自动化等；按信号显示制式可分为选路制信号和速差制信号；按结构可分为臂板信号、灯信号、灯列信号(国外)以
及机车信号机。铁路信号设备可分为三大类：一是信号机，其原始形式是手灯、手旗、明火、声笛等，现代信号机主要有进、出站信号机，通过信号机，进路信号机，驼峰信号机，驼峰辅助信号机，预告信号机，遮断信号机，调车信号机等，以及其他复示信号机等辅助性信号机；二是标志，主要有预告标、站界标、警冲标、鸣笛标、作业标、减速地点标及机车停止位置标等；三是表示器，其作用是补充说明信号的意义，主要有发车表示器、发车线路表示器、进路表示器、调车表示器、道岔表示器等。
铁路信号在元部件制造方面正向着小型化、固态化和高可靠性发展；在设计方面向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相结合的方面发展；在安装施工方面正向着模块化和工厂施工化的方向发展；在使用方面正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向发展。
4.  CTCS简介及发展和应用
什么是CTCS。
CTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。
CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。CTCS根据功能要求和设配置划分应用等级，分为0~4级。
TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校核、自动报点、正晚点统计、运行图自动绘制、调度命令及计划的下达、行车日志自动生成等功能，换句话说就是原来行车调度员和车站值班员需要用笔记下的东西现在都可以由TDCS自动完成。
参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成了自己的CTCS（Chinese Train Control System）标准体系。如何吸收ETCS规范并结合中国国情更好地再创新，是值得深入研究的课题。民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先行产业，是社会的基础设施，铁路运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。为了满足国民对铁路运输的要求，进入二十一世纪以后，铁路部门致力于高速铁路和客运专线的建设，并取得了骄人的成绩。
中国高速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功了“CTCS系统”（即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System的缩写“C
TCS”）
CTCS应用等级分类：
CTCS应用等级0(以下简称L0)：由通用机车信号+列车运行监控装置组成，为既有系统。
CTCS应用等级1(以下简称L1)：由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。
CTCS应用等级2(以下简称L2)：是基于轨道传输信息并采用车-地一体化系统设计的列车运行控制系统。可实现行指-联锁-列控一体化、区间-车站一体化、通信-信号一体化和机电一体化。
CTCS应用等级3(以下简称L3)：是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统。点式设备主要传送定位信息。
CTCS应用等级4(以下简称L4)：是完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。地面可取消轨道电路，由RBC和车载验证系统共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。
同条线路上可以实现多种应用级别，L2、L3和L4可向下兼容。
CTCS 0级
为了规范的一致性，将目前干线铁路应用的地面信号设备和车载设备定义为0级，0级由通用机车信号+列车运行监控装置组成
CTCS 1级
CTCS 1级由主体机车信号+加强型运行监控装置组成，面向160km/h及以下的区段，在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。利用轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息。
CTCS 2级
CTCS 2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控 制系统，面向提速干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。是一种点-连式列车运行控制系统，功能比较齐全和适合国情。
CTCS 3级
CTCS 3级是基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统， 它可以叠加在既有干线信号系统上。