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闭塞及闭塞设备
一、闭塞
区间指的是两个车站(或线路所)之间的铁路线。两站之间的区间称为站间区间；车站与线路所之间的区间称为所间区间。根据区间线路的数目，区间分为单线区间、双线区间和多线区间(如三线区间）。车站向区间发车时，必须确认区间无车，在单线区间还必须防止两站同时向一个区间发车。为此要求按照一定的方法组织列车在区间的运行(用信号或行车凭证)，一般称为行车闭塞法，简称闭塞。用以完成闭塞作用的设备称为闭塞设备。
二、闭塞设备
闭塞设备是保证区间行车安全、提高运输效率的区间信号设备。我国铁路目前主要使用半自动闭塞和自动闭塞。半自动闭塞主要运用于单线铁路，自动闭塞主要用于双线铁路。
（一）半自动闭塞
1．半自动闭塞的基本概念
半自动闭塞是通过装在区间两端车站控制室内的半自动闭塞机和两站相对方向的出站信号机之间实现相互控制的一种闭塞设备。以出站信号机的允许信号显示作为发车凭证，发车站的出站信号机(或线路所的通过信号机)必须经两站同意，办理闭塞手续后才能开放，列车进入区间自动关闭；而且在列车未到达接车站以前，向该区间发车用的所有信号机都不得开放，这就保证了两站间的区间内同时只有一列列车运行。继电半自动闭塞在各区间的相接车站都装有半自动闭塞机，是以继电电路的逻辑关系完成区间的闭塞作用的。
半自动闭塞区间不设轨道电路，不能监督列车在区间是否遗留车辆，列车的整列到达必须依靠车站值班员的确认，以专用的复原按钮发送到达复原信号之后，区间才能解除闭塞，因此是半自动的。
2．半自动闭塞的设备组成
目前我国铁路使用最多的是用于单线的64D型继电半自动闭塞 。
64D继电半自动闭塞设备由半自动闭塞机、半自动闭塞用的轨道电路、操纵和表示设备以及闭塞电源、闭塞外线等部分组成 。此外，还包括车站的进、出站信号机。它们之间用电路相连，以实现彼此间的电气联系。为了实现闭塞设备之间的相互联系和控制，在相邻两站属于同区间的两台闭塞机之间，用两条外线连接。64D型继电半自动闭塞设备间的联系如图G-3-7所示。
闭塞机是半自动闭塞的核心，它由继电器和电阻、电容等组成，完成闭塞作用。继电半自动闭塞轨道电路的作用，一是监督列车的出发，使发车站闭塞机闭塞；二是监督列车的到达，然后由车站值班员办理到达复原 。由于这两个作用(尤其是第一个作用)的重要性，即轨道电路不仅能稳定可靠地工作，而且要满足“故障一安全”要求。在电气集中联锁车站，不必单独设置半自动闭塞用轨道电路，只要将站内有关的轨道电路条件加在半自动闭塞的电路中即可。
继电半自动闭塞的操纵和表示设备有：按钮、表示灯、电铃和计数器。这些元件安装在控制台上。按钮用来办理闭塞和复原。表示灯表示闭塞设备的状态。电铃是音响信号，表示闭塞的不同过程。计数器用来记录办理事故复原的次数。
半自动闭塞的外线原是和站间闭塞电话线共用的，但随着干线电缆或光缆线路的发展，两者最好分开。继电半自动闭塞是我国铁路的主要闭塞制式之一，大多数单线和部分双线采用的是半自动闭塞。它具有设备简单、动作稳定、使用方便、维修容易、投资少、安装快等优点，符合我国铁路运营的实际需要，因而得到广泛的应用。它在保证行车安全、提高运输效率及改善劳动条件等方面发挥了显著的作用。但在铁路运输不断发展的情况下，它又暴露了一些缺陷，需要进一步改进。
半自动闭塞存在的主要问题是区间没有空闲检查设备，在区间遗留车辆或车辆溜逸的情况下，极易造成事故。另外，事故复原不检查任何条件，即可解除闭塞，十分危险。改进的方法是在区间加装计轴器或长轨道电路，或者在繁忙单线建设自动闭塞。
（二）自动闭塞
1．自动闭塞的基本概念
自动闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换通过信号机显示而司机凭信号行车的闭塞方式。采用自动闭塞的区段，将站间区间划分为若干个小区间，叫做闭塞分区。在每个闭塞分区人口处(始端)装设通过信号机，如图G-3-8所示。在整个自动闭塞区段，各闭塞分区都设有轨道电路(或计轴器)。通过轨道电路(或计轴器)将列车运行和通过信号机的显示联系起来，根据列车运行自动变换通过信号机的显示，在列车运行过程中自动完成闭塞作用，无需人工参与，故称为自动闭塞。
2．自动闭塞的优点
自动闭塞和半自动闭塞相比，有以下优点：
由于两站间的区间允许续行列车追踪运行，就大幅度地提高了行车密度，显著地提高区间通过能力。
由于不需要办理闭塞手续，简化了办理接发列车的程序，因而既提高了通过能力，又大大减轻了车站值班员的劳动强度。
由于通过信号机的显示能直接反映运行列车所在位置以及线路状态，因而确保了列车在区间运行的安全。
3．单向自动闭塞
自动闭塞按行车组织方法可分为单线双向自动闭塞、双线单向自动闭塞和双线双向自动闭塞。在单线区段，既要运行上行列车又要运行下行列车。为了调整双方向列车的运行，在线路两侧都要装设通过信号机，这种自动闭塞称为单线双向自动闭塞，如图G-3-9所示。
在双线区段，以前多采用单方向运行的方式，即一条铁路线只允许上行列车运行，而另一条铁路线只允许下行列车运行。为此，对于每条铁路线仅在一侧设通过信号机，这样的自动闭塞称为双线单向自动闭塞。
4．双向自动闭塞
为了充分发挥铁路线路的运输能力，在双线区段的每条线路上都能双方向运行列车，这样的自动闭塞称为双线双向自动闭塞。其地面通过信号机的设置同双线单向自动闭塞。有两种方式，一种是反方向按自动闭塞行车，另一种是反方向按站间闭塞行车。这两种方式的反方向均不设通过信号机(按自动闭塞行车时设停车标志)，反方向运行的列车是按机车信号显示作为行车命令，即此时以机车信号作为主体信号。
双线单向自动闭塞只防护列车的尾部，而单线和双线双向自动闭塞必须对列车的尾部和头部两个方向进行防护。为了防止两方向的列车正面冲突，平时规定正方向通过信号机亮灯，反方向通过信号机灭灯或双线反方向的机车信号没有信息。只要在需要改变运行方向，而且在区间空闲的条件下，由车站值班员办理一定的手续后才能允许反方向的列车运行。所以单线自动闭塞和双线双向自动闭塞必须设改变运行方向电路。
5．三显示和四显示自动闭塞
自动闭塞按通过信号机的显示制式可分为三显示自动闭塞和四显示自动闭塞。
三显示自动闭塞的通过信号机有三种显示，能预告列车运行前方两个闭塞分区的状态，它使列车经常按规定速度在绿灯下运行，并可得到运行前方通过信号机显示的预告，基本上能满足运行要求，又能保证行车安全，因此应用广泛。
列车在三显示自动闭塞区段运行，越过显示黄灯的通过信号机时开始减速，至次架显示红灯的通过信号机前停车，因此要求每个闭塞分区的长度绝对不能小于列车的制动距离。随着列车速度和密度的不断提高，在一些繁忙的客货混运区段，各种列车运行的速度和制动距离相差很大，三显示自动闭塞不能解决这一矛盾，所以采用四显示自动闭塞。
四显示自动闭塞是在三显示自动闭塞的基础上增加一种绿黄显示，它能预告列车运行前方三个闭塞分区的状态。规定高速列车以规定的速度越过绿黄显示的通过信号机后必须减速，以使列车在抵达黄灯显示的通过信号机时不大于规定的允许速度，保证在显示红灯的通过信号机前停车。而对于低速、制动距离短的列车越过绿黄显示的通过信号机后不减速。由于增加了绿黄显示，就圆满地解决了上述矛盾。
四显示自动闭塞是具有速度含义的速差式自动闭塞，其每种显示都具有明确的速度含义。用两个闭塞分区满足一个列车全制动距离，能确保行车安全。《技规》规定，列车运行速度在120km／h以上的区段必须采用四显示自动闭塞。四显示自动闭塞还可压缩列车追踪间隔，以进一步提高行车密度。
6．有绝缘和无绝缘自动闭塞
自动闭塞按检测列车位置的方式可分为轨道电路方式和计轴器方式两大类。多数自动闭塞采用轨道电路来检测列车运行的位置。按所采用轨道电路不同，又可分为有绝缘和无绝缘轨道电路。多数自动闭塞所用为有绝缘轨道电路，从法国引进的UM71则是无绝缘轨道电路。无绝缘轨道电路具有较多优点，尤其在电化区段更为突出，因此今后要发展采用无绝缘轨道电路的自动闭塞。计轴自动闭塞，不用轨道电路，而用计轴器检测列车的运行位置。
7．移频自动闭塞
按信息特征自动闭塞曾有交流计数、极频和移频(4信息)三种制式，这三种制式的共同缺点是信息量少、可靠性不高，难于适应铁路发展的需要，必须加速淘汰。代之的是多信息移频移动闭塞，包括从法国引进的UM71型移频自动闭塞及其国产化产品，国产8信息、18信息移扩自动闭塞。移频自动闭塞以钢轨作为通道，采用移频信号的形式传输控制信号，自动控制区间通过信号机的显示，以指示列车运行。在移频自动闭塞区段，移频信息的传输，是按照运行列车占用闭塞分区的状态， 迎着列车的运行方向，自动地向前方闭塞分区传递信息的。
如图G-3-10所示三显示自动闭塞区段，若下行线有两列列车A、B运行，A列车运行在1G分区，B列车运行在5G分区。由于1G有列车占用，防护该闭塞分区的通过信号机7显示红灯，这时7信号点的发送设备自动向前方闭塞分区2G发送26Hz调制的、中心载频为750Hz的移频信号。当5信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机5显示黄灯。此时5信号点的发送设备自动地向前方闭塞分区3G发送以15Hz调制的、中心载频为550Hz的移频信号。当3信号点的接收设备接收到该移频信号后，使通过信号机3显示绿灯。同样，3信号点的发送设备又自动地向前方闭塞分区4G发送11Hz调制的、中心载频为750Hz的移频信号，当1信号点的接收设备接收到此移频信号后，使通过信号机l显示绿灯。由于续行列车B已进入5G分区，可按规定速度继续运行。如果列车A由于某种原因停在1G分区，则当续行列车越进行3G分区，司机见到通过信号机5显示黄灯，则应注意减速运行。当续行列车B进入2G分区时，由于通过信号机7显示红灯，司机必须采取制动措施，使列车B能停在显示红灯的通过信号机7的前方。这样，就可根据列车占用闭塞分区的状态，自动改变地面信号机的显示，准确地指挥列车的运行，实现自动闭塞。
UM71型无绝缘移频自动闭塞，采用谐振式无绝缘轨道电路，工作稳定可靠，具有抗电气化干扰能力，防雷性能好，有一定的断轨检查功能，能满足速差式自动闭塞和列车运行超速防护的需要。在UM71国产化的进程中，我国自行开发具有自主知识产权的WG--21A和ZPW—2000A型无绝缘移频自动闭塞。WG-21A型在UM71的基础上，用单片微机和数字信号处理技术代替晶体管分立元件，提高了系统的可靠性。ZPW-2000A型对UM71进行了重大改进，除采用单片微机和数字信号处理技术外，还解决了调谐区断轨检查、谐振单元断线和调谐区死区长度以及拍频干扰等技术难题，是目前性能最为先进的制式，也是今后我国自动闭塞的统一制式。
国产移频自动闭塞有8信息的ZP·Y1—8型和18信息的ZP·Y1—18、ZP·Y2—18和ZP·W1—18型。8信息移频自动闭塞采用集成电路，18信息移频自动闭塞采用单片微机和数字信号处理技术。它们存在的共同问题是没有解决断轨检查问题，必须进行技术改造。双方向、四显示、多信息、无绝缘是自动闭塞的发展方向。
三、自动站间闭塞
自动站间闭塞是既不同于半自动闭塞，又不同于自动闭塞的闭塞方式。它与半自动闭塞相比，不需要人工办理闭塞和到达复原，闭塞作用是自动完成的。它与自动闭塞相比，两站间不划分闭塞分区，也不设通过信号机，两站之间作为一个闭塞分区。自动站间闭塞可在半自动闭塞的基础上装设区间轨道检查装置构成，可采用计轴设备或长轨道电路。在双向自动闭塞反方向运行时则借助区间轨道电路构成自动站间闭塞。在自动站间闭塞区间，原有半自动闭塞可作为备用闭塞设备。
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