浅谈继电器在铁路信号系统中的应用

冯婧

摘 要：继电器是铁路信号系统中应用广泛的一种电子元器件，结合继电器的特性与计算机自动控制系统的发展方向，本文主要探讨在铁道信号领域中，继电器与自动控制系统的应用和发展。

关键词：继电器；铁道信号；自动控制；应用

1.概述

继电器是自动控制系统中常用的电子元器件，用它可以来接通和断开电路，构成自动控制和远程控制系统，其具有控制命令的发出和实时监测设备状态的功能。继电器在设计自动控制系统的各个领域均有被采用。在铁路信号技术中，继电器的应用也非常广泛。譬如，信号继电器是继电式信号系统的关键性组成部件，同时也可以作为微电子计算机式信号控制系统的接口部件。因此，可以说信号继电器是铁路信号技术中的一种重要部件，其作用也都尤为重要。

2.继电器的作用

然而伴随着电子信息技术的逐渐成熟，电子元器件特别是微型计算机的出现，传统的继电器逐渐被取代。这类电子元器件具有运行速度快、存储容量大、实现功能强、体积小等特征，能够改善在安全性、可靠性等各项技术方面自动控制和远程控制系统的处理能力，同时也提升了信息系统的技术水准。

但是，较之于其它的微电子元器件，继电器仍具有其不可替代的优势，如：继电器良好的开关性能，不易受周围环境温度的影响、抗雷击性能良好、无噪声，尤其是它所具有的继电特性这一点，就为自动控制和远程控制的发展创造了许多便利的条件，使得继电器不但没有被其他电子元器件所取代，将长期存在，并且还使它具有了更加广阔的应用空间，在铁道信号、轨道交通领域乃至国民经济各部门的生产控制过程和国防系统的自动化以及远程控制自动化等各个领域当中都在被广泛的应用。

3.继电器与铁路信号系统

在铁道信号领域中，目前，信号继电器依然起核心作用的场所主要存在于以继电技术构成的系统中，比如6502继电集中联锁系统。而在以电子元器件和微型逻辑计算机构成的系统中，比如计算机联锁系统和驼峰自动化等系统中，虽然仅仅只是将系统的逻辑控制主机与类似于室外三大信号基础设备这样的执行部件进行结合，作为接口部件存在和被使用，但是用全电子化系统将继电器全部取代亦或是替换掉，可能仍然需要相当长的时期。

3.1 继电器的发展

继电器后来的发展，有点类似于某一时期的中国人对于蓄发留辫子的情怀。看过的一部古装电影中有个桥段，说的是一位大侠的辫子被剪了之后，一夜之间成了神枪手，他惩奸除恶，是正义的化身，在影片的结尾还留下一句极富哲理的话，他说：“辫子没了，可神还留着”，我觉得这和后来继电器与信号的发展演变有几分神似。当高铁、客专、动车、城际快速发展的时候，新技术扑面而来，让人们都有点应接不暇。而在此时的技术体系下，重力继电器已经少有其用武之地了。但是这都不重要，因为它的神还留着。当时伴随新技术引进的，还有一套严密的可靠评判标准—欧洲铁路标准，现在已经转为国标。欧标当中提到了固有故障-安全属性，言下之意就是说该元器件被生产制成后就是安全的。这样的属性不就是在描述重力继电器本身吗？

3.2 重力继电器

对于铁路信号系统来说，大部分学信号的人一定认为最安全的用电器件非重力继电器莫属。这里所说的重力继电器已经不仅仅是简简单单的一个继电器了，更多的或许是依附在这其中的传统信号人对于安全的理解。为什么大家会觉得重力继电器是安全的？

要是问任何一个信号专业的人，大部分人的回答肯定都一样，他们会说继电器可以在有电的时候励磁吸起，没电的时候依靠重力的作用失磁落下，从而导向安全侧。在这个答案里，重力变成了实现安全的关键。那么真的是这样吗？却好像也从来没有人怀疑过什么。但是，事实上重力只是其中的一个因素，另外还有一个被忽略的重要因素就是带动触点动作的连杆。前后接点会被连杆带动一起动作，若前接点出现粘连异常时，连杆就会停留在前接点闭合的位置，此刻后接点一定是断开的，即使继电器失电，前后接点均闭合的情况也不会发生。如此这般，重力继电器工作时的状态就是确定的、可知的。所以，重力加上触点的联动，造就了重力继电器独一无二的安全属性，赢得众人的放心和芳心。又因为继电器是构成电路或系统最基本的单元，既然它是安全的，再加上它被多年应用的经验，由重力继电器搭建的系统无可厚非的就成为了安全的系统。这应该就是信号人偏爱继电器的根本原因之所在。

自从继电集中联锁出现以后，在世界范围内得到了广泛的应用和推广，它在一定程度上实现了车站内行车指挥的自动控制，能及时准确地反映现场信号和行车实况，缩短了联系时间，消除了因人为联系错误而引发的事故，对于保证行车安全、提高运输效率起到了非常显著的作用。

4.联锁控制系统

车站联锁系统能够实现联锁功能，它是以进路控制为主要内容。伴随着科技的发展和铁路运输的需要，联锁系统也在逐步演变和完善中。我国铁路的，6502继电联锁这套控制系统，很好地实现了安全联锁功能，它就是由重力式安全型继电器构成的控制电路，并且它能够可靠地保证系统在故障状态下的安全性，与此同时，这套系统对于提高作业效率也效果明显。直到今日，继电联锁地位在我国铁路系统中依然是很重要的。

计算机技术的快速发展，特别是在可靠性技术和容错技术领域的深入探究，我国的微机联锁技术也已经逐渐步入成熟。就各国研究和使用计算机联锁系统的情况来看，由于微机其强大的大数据处理和逻辑运输功能，使得它非常适用于车站联锁。计算机联锁系统具有故障-安全性能，能够将继电器与各种功能软件相结合，实现数据的实时处理进而达到控制机械设备的意图。系统已处于实用阶段，随着不断积累和丰富的现场经验，它的性能也在得到改善。

结束语

我国的信号联锁系统，属于集散型冗余控制，主要是采用继电式与计算机相结合，而组成控制系统的。目前计算机联锁控制系统已被上千个车站装备使用。在铁路信号系统中，虽然继电器的使用规模有所减少，或许已不再占据主导地位，但联锁技术的核心使命-保证安全，小小的继电器依旧是功不可没的。它在保证信号设备稳定可靠工作，乃至保障铁路安全高效行车方面，的确是不可或缺、灵魂般的存在。并且，仍将为铁路信号计算机联锁控制系统向高安全、高可靠、高效和综合自动化发展奠定稳固坚实的技术基础。

参考文献

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[2]信號工（通用基础知识）[M].北京：中国铁道出版社，2015.

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