回顧鐵路的發(fā)展歷程 

　　1825年9月27日，世界上第一條行駛蒸汽機(jī)車英國Stockton－Darlington鐵路正式通車,標(biāo)志了近代鐵路運(yùn)輸業(yè)的開端。 

　　1876年，中國土地上出現(xiàn)了第一條鐵路，吳淞鐵路，同樣是以蒸汽機(jī)車牽引列車。 

　　1888年，高架電纜發(fā)明后，首條使用高架電纜的電氣化鐵路在1892年啟用，世界鐵路宣告進(jìn)入成功步入電氣化。 

　　1961年，我國第一條電氣化鐵路——寶成鐵路建成開通，實(shí)現(xiàn)了我國電氣化鐵路“零”的突破。 

　　第二次世界大戰(zhàn)后，以柴油和電力驅(qū)動的列車逐漸取代蒸汽推動的列車。19世紀(jì)60年代起，多個(gè)國家均建置高速鐵路。至此，鐵路宣告進(jìn)入電氣化并向高速時(shí)代跨進(jìn)。 

　　20世紀(jì)80年代以來，我國機(jī)車工業(yè)有很大發(fā)展，蒸汽機(jī)車停產(chǎn)，大功率電力、內(nèi)燃機(jī)車發(fā)展迅速，機(jī)車的牽引性能和動力制動性能大大提高。機(jī)車工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，為實(shí)現(xiàn)鐵路提速、高速和重載運(yùn)輸?shù)於藞?jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 

　　現(xiàn)今近20多年來，在運(yùn)輸市場激烈競爭的壓力下，各國鐵路，特別是發(fā)達(dá)國家鐵路為實(shí)現(xiàn)提速、高速和鐵路運(yùn)輸自動化，積極引進(jìn)采用新技術(shù)，大幅度提高了鐵路現(xiàn)代化通信信號設(shè)備的裝備水平，鐵路新型技術(shù)系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。引領(lǐng)鐵路向現(xiàn)代化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。 

　　近兩年，自金融危機(jī)爆發(fā)以來，政府出臺的擴(kuò)大內(nèi)需十項(xiàng)措施，鐵路投資被認(rèn)為是應(yīng)對金融危機(jī)的有效手段，國務(wù)院批復(fù)的高速鐵路規(guī)劃投資已達(dá)２萬億元。大力建設(shè)集高科技于一體的高速鐵路將進(jìn)一步帶動鐵路自動化科技產(chǎn)業(yè)的興起，促進(jìn)自動化技術(shù)在高鐵建設(shè)中的應(yīng)用。  

　　鐵路中的自動化技術(shù) 

　　鐵路運(yùn)輸自動化，是以信息技術(shù)為核心的現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸業(yè)交融創(chuàng)新而成的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它承載著世界以及中國鐵路的未來。信號控制、電力監(jiān)控、站控系統(tǒng)、線路設(shè)備監(jiān)控、隧道監(jiān)控、機(jī)車車輛和鋪裝/養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備等相關(guān)鐵路建設(shè)和運(yùn)營自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用也必然獲得持續(xù)的發(fā)展空間。 

　　指揮系統(tǒng)（信號控制、站控、線路） 

　　傳統(tǒng)的鐵路行車指揮系統(tǒng)采用的是以人為主、以設(shè)備為輔的集中統(tǒng)一調(diào)度方式，隨著運(yùn)量的加大，行車速度的提高，人為因素在行車指揮中所產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)和聯(lián)絡(luò)中的失誤，對行車的調(diào)度與調(diào)整將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。尤其是在高速鐵路出現(xiàn)后，這種方式已不能很好地適應(yīng)高速鐵路行車指揮的需要。為改變這種狀況，許多國家逐步開發(fā)出了行車指揮自動化系統(tǒng)。行車指揮自動化是指以鐵路現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)備為基礎(chǔ)，利用信息采集裝置收集列車運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，由計(jì)算機(jī)自動進(jìn)行列車運(yùn)行追蹤和管理，并根據(jù)未來運(yùn)輸變化的需要，自動制定列車運(yùn)行計(jì)劃，合理配備牽引動力、車輛及乘務(wù)員，傳達(dá)列車運(yùn)行調(diào)整信息，自動完成調(diào)度監(jiān)督，提供列車進(jìn)路控制手段，自動進(jìn)行列車運(yùn)行實(shí)跡的統(tǒng)計(jì)和分析。行車指揮自動化系統(tǒng)的采用可以顯著提高行車安全和正點(diǎn)率、充分發(fā)揮車站和線路的通過能力、提高調(diào)度水平、提高計(jì)劃和統(tǒng)計(jì)工作質(zhì)量，進(jìn)而可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。完整的行車指揮自動化系統(tǒng)包括列車運(yùn)行計(jì)劃的編制、列車運(yùn)行管理、運(yùn)能資源的合理配置和利用以及列車運(yùn)行實(shí)跡的統(tǒng)計(jì)分析等幾個(gè)方面，其中列車運(yùn)行的管理是行車指揮自動化的關(guān)鍵核心。 

　　在實(shí)現(xiàn)行車指揮自動化系統(tǒng)的各種功能時(shí)，列車跟蹤和進(jìn)路控制、列車運(yùn)行調(diào)整及列車運(yùn)行圖的計(jì)算機(jī)編制是行車指揮自動化系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵和核心所在。隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動控制的不斷發(fā)展，不同于傳統(tǒng)的列車運(yùn)行控制理論的移動自動閉塞理論和實(shí)踐也得到了發(fā)展，移動自動閉塞的實(shí)現(xiàn)將為鐵路行車指揮自動化提供更為有利的條件， 

　　電力監(jiān)控 

　　隨著變電所調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展和深入，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展，新建牽引變電所的自動功能和遠(yuǎn)動功能都在不斷地發(fā)展和完善，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動與自動系統(tǒng)已在新建牽引變電所中得到普遍的應(yīng)用，電氣化鐵道供電系統(tǒng)的可靠性和現(xiàn)代化程度有了顯著的提高。 

　　站控系統(tǒng) 

　　鐵路車站聯(lián)鎖設(shè)備對設(shè)置在車站上的信號機(jī)、道岔和軌道鐵路等信號設(shè)備進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)的控制，為在車站行駛的列車建立一條安全的行駛線路。傳統(tǒng)的車站聯(lián)鎖設(shè)備采用繼電器電路實(shí)現(xiàn)，稱為繼電器聯(lián)鎖。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)鐵路車站信號設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)系的運(yùn)算和控制，是新一代車站聯(lián)鎖設(shè)備。車站聯(lián)鎖設(shè)備是直接關(guān)系到列車行駛安全和運(yùn)輸效率的重要裝置。GE Fanuc公司的DS6-20型車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，成功的應(yīng)用于中國鐵路車站，它的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)連鎖的成功典例。 

　　DS6-20系統(tǒng)從1995年開始研究開發(fā)，1997年完成，并在中國鐵路車站正式應(yīng)用。1999年通過中國鐵道部的技術(shù)鑒定，批準(zhǔn)推廣應(yīng)用。目前已建成：蘇州西站、定西站、呼和浩特站、福州站、邵武站和開封運(yùn)轉(zhuǎn)場站，共六個(gè)車站，取得良好的效果。 

　　線路設(shè)備監(jiān)控（現(xiàn)場總線） 

　　鐵路的綜合監(jiān)控系統(tǒng)十分復(fù)雜，包括環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，DCC數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)、公安信號、視頻、安防監(jiān)控設(shè)備、消防系統(tǒng)等等。另一方面，鐵路監(jiān)控點(diǎn)分散、難以管理，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜等原因成為監(jiān)控的難點(diǎn)。貝加萊公司的2005系列PCC搭建的基于CAN總線的鐵路監(jiān)控系統(tǒng)可以完美的解決以上矛盾。 

　　基于貝加萊CAN總線的鐵路網(wǎng)/段綜合監(jiān)控系統(tǒng) 

　　隧道監(jiān)控系統(tǒng)（PLC） 

　　鐵路隧道大多地處偏僻，條件艱苦，因此有必要提高其自動化水平，實(shí)現(xiàn)少人職守或無人職守。PLC 不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，而且能實(shí)現(xiàn)各種順序以及 PLD調(diào)節(jié)功能， 同時(shí)由于其硬件具有可靠性高、編程簡單、使用方便；接線容易、通用性好，便于維護(hù)，且可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 西門子 公司的 S7300 系列 PLC 除了具有以上特點(diǎn)，可滿足各種自動控制需要外，還有良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令功能。 

　　基于西門子 PLC 的隧道通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng) 

　　鋪裝/養(yǎng)路機(jī)械(人機(jī)界面) 

　　鐵路和軌道交通的路軌是在工程現(xiàn)場完成接軌焊接的，最終使一般長50米短鋼軌條經(jīng)焊接成為長距無縫鐵軌。現(xiàn)場完成接軌焊接使用的氣壓焊技術(shù)和設(shè)備，過去二十幾年一直延用手工操作類型的氣壓焊設(shè)備，工藝和工序進(jìn)程完全憑施工人員經(jīng)驗(yàn)和眼力判定，頂鍛與推凸工步不連貫，頂鍛完成后必須將壓力瀉釋方能開始推凸，其弊端是此刻鋼軌焊縫處溫度仍在1200℃左右，焊縫處金屬原子正處于互相擴(kuò)散而進(jìn)行再結(jié)晶的塑性狀態(tài)，瀉壓推凸勢必嚴(yán)重影響再結(jié)晶效果，降底焊接質(zhì)量，稍有延遲焊縫處溫度快速下降，尤其冬季里施工更為明顯，甚至無法推凸或焊縫被拉開，人為因素多并且難以保正焊接參數(shù)一致性。臺達(dá)自動化技術(shù)很好的解決了以上問題。 

　　臺達(dá)自動化技術(shù)在軌道工程焊機(jī)改造中的應(yīng)用 

　　機(jī)車車輛（工業(yè)以太網(wǎng)） 

　　隨著鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提 高，無論是工作人員還是旅客，對交通、出行、工作、休息、安全等環(huán)境的要求越來越高，對實(shí)現(xiàn)鐵路的自動化監(jiān)控程度越來越高，為了滿足人們的這些需求， 為了提高鐵路企業(yè)的安全生產(chǎn)水平，及現(xiàn)代化管理水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，鐵路大量采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)等對它們進(jìn)行自動監(jiān)視、控制管理，實(shí)現(xiàn)車站行車指揮自動化，最大限度的節(jié)省能源、節(jié)省人力。 

　　工業(yè)以太網(wǎng)在為鐵路實(shí)現(xiàn)車站行車指揮自動化甚至無人化奠定了基礎(chǔ)，為鐵路機(jī)車車輛實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)控提供設(shè)備的主要企業(yè)有，西門子、研華以及國內(nèi)的正維等企業(yè)。 

　　西門子ＰＬＣ成功應(yīng)用于機(jī)車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 

　　RFID應(yīng)用于鐵路 

　　車號自動識別系統(tǒng)對提高鐵路機(jī)車、車輛、集裝箱的使用率利用率，提高鐵路使用效率及運(yùn)輸管理水平有極其重要的作用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，便于功能擴(kuò)展，是實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸管理和火車車輛管理現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。  

　　自動識別系統(tǒng)采用國際先進(jìn)的微波反射調(diào)制技術(shù)、變型FSK編碼技術(shù)，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，將記軸、計(jì)輛、測速、測距等技術(shù)與車號自動識別技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽定位。該系統(tǒng)主要由標(biāo)簽、地面識別設(shè)備、復(fù)示終端設(shè)備、中央管理設(shè)備、標(biāo)簽編程器等部分組成。 

　　隨著當(dāng)代鐵路的發(fā)展，鐵路通信信號技術(shù)實(shí)行了車站、區(qū)間和列車控制的一體化，鐵路通信信號技術(shù)的相互融合，以及行車調(diào)度指揮自動化等技術(shù)，沖破了功能單一、控制分散、通信信號相對獨(dú)立的傳統(tǒng)技術(shù)理念，將繼續(xù)推動了鐵路技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化的方向發(fā)展。