信号控制的奇妙进化:如何从机械转变为电子系统?

在铁路运输系统中,信号控制是一个关键的过程,负责通过铁路信号和封锁系统来调控列车的运行,以确保它们安全运行、沿着正确的路线行驶并遵循适当的时间表。最早的信号控制是透过分散式的控制点来实现的,这些控制点各有不同的名称,包括信号箱、联锁塔和信号小屋等。随着技术的演进,这些分散的系统逐渐被整合成大型的信号中心或调度办公室。无论其形式如何,信号控制都提供了一个人类信号操作员和旁边信号设备之间的交互介面。

历史

最初,所有的信号传输都是采用机械方式进行的。信号操作员需要透过各个杠杆或手柄在现场手动控制各种信号及转辙器,这就需要他们在不同的设备之间步行,以设置每列经过列车所需的位置。随着时间的推移,人们认识到控制应集中于一个建筑物中,这便是信号箱的由来。信号箱提供了一个干燥、气候控制的空间,供复杂的联锁机械及信号操作员使用。

第一个使用信号箱的案例出现在1843年,当时伦敦与克罗伊登铁路控制了通往伦敦的Bricklayers Arms交汇处。

随着电力技术的发展,信号箱的复杂性不再受到物理上杠杆的操作距离所限制,这使得电动转辙器和信号装置可以将单一控制点的操作范围从几百码扩展到几英里。当电子逻辑技术逐渐成熟时,信号操作员将不再需要透过任何形式的机械逻辑来操作控制设备。

当前状况

现今,虽然某些地区仍保留着传统的信号箱,但绝大多数的现代国家的铁路系统已经不再使用机械信号。许多国家,如英国和爱尔兰,在繁忙路线之外仍然存在相对普遍的机械信号。然而,这种场景正在逐渐成为历史。现代控制中心已大幅取代了普遍的信号小屋,大多数位于主要车站附近,这些控制中心以电力或电子方式控制着铁路网络。

控制装置

早期的信号箱配备了机械杠杆系统。这些杠杆装置通常位于操作平台下方,其联锁设备可确保信号根据转辙器的状态显示正确指示。现代信号箱则倾向使用控制面板或VDU(视频显示单元)系统,这些系统比传统面板建造成本低且更易于更改.

现代的信号控制系统智能化,实现了自动路径设定,极大提升了信号操作员的工作效率。

随着自动化技术的进步,不再需要人工干预,常见的列车运行可以根据预设计划全自动化。信号箱也作为重要的通讯中枢,连接着铁路的不同部分,以确保列车的安全通行。

命名系统

在所有基于节点的控制系统中,正确的识别至关重要,以确保信息能正确地被送达给预期的接收者。信号控制点通常采用地名、里程碑编号、序列号或识别代码等命名技术来降低通讯中的混淆机率。

随着信号控制中心的合并,可能需要区分旧式的信号箱和新型的列车控制中心,因为信号操作员的职责和角色会有所不同。

未来的信号项目大多将导致集中控制的增长,而视线信号箱则逐渐被 relegated 到小众或继承的应用。

信号控制的进化显示了技术如何不断改变人类对于安全与效率的追求,这让人思考,在未来的铁路系统中,信号控制技术将如何进一步演进以适应持续变化的交通需求与安全标准?

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