联锁和路由

第一次尝试联锁开关和信号是在法国1855年和1855年英国在1856年。在十字路口和路口的联锁使一个人无法显示清晰的信号路线的时候间隙已经被送到了一条冲突路线上的火车上。路由设置或路由联锁系统是这一原理的现代扩展。有了它们，信令操作员或调度员只需简单地按一下控制面板上的按钮，就可以通过复杂的轨道区域设置完整的路线。大多数联锁采用电气继电器，但采用基于计算机的固态联锁始于欧洲和欧洲日本20世纪80年代。通过重复或三次获得故障保护;并行的计算机系统被安排来以不同的方式检查电子路线设置命令，并且仅当自动比较显示没有差异在证明冲突路线已经安全的情况下，设备将设定所需的路线。

电子设备极大地扩大了对繁忙铁路交通进行精确控制的范围，同时也节省了人力，因为它可以从一个信号或调度中心监督广泛的区域。这种发展被广泛地称为集中交通控制(CTC)。例如，在英国，一个信号中心可以覆盖320多公里(200英里)的路线，以一个主要城市为枢纽;城际客运、城郊客运和货运列车所使用的受控布局可能包括450个换乘点和1200个可能的路线设置。在美国,联合太平洋铁路公司将整个系统的调度控制整合到内布拉斯加州奥马哈市总部的一个中心。这种信号和点控制的集中是可能的，因为电子能够通过一个通信通道向地面设备传输大量的瞬间，单独编码的命令，并返回确认合规同样迅速。

轨道电路的功能因电子器件而成倍增加。列车的个别列车时刻表编号或字母数字代码被输入列车起程的轨道电路区段的信号系统。当列车从一个区段移动到另一个区段时，它所占用的连续轨道电路会自动使它的编号或代码从一个缩影相应移动照亮窗口到另一个信号中心的布局显示。当列车从一个控制区域移动到另一个控制区域时，其代码将自动移动到下一个控制中心的布局显示。由该系统生成的单列列车进度的实时数据可以传输到任何感兴趣的铁路办公室，或者在客运铁路上驱动车站的服务信息显示。特别是在快速交通系统中，如果车次或车号包含路线指示，当它们占用一条轨道时，就会被电子检测到，那么路口的设置就可以自动完成电路在接近散度的地方。

从前文可以明显看出，手段为完备自动化列车运行的不足。自20世纪70年代初以来，它已应用于一些私营工业轨道系统，并已在一些城市建设了大部分能力地铁系统。将计算机处理扩展到轨道电路产生的列车运行实时数据，进一步有利于对主要铁路交通的控制。在欧洲最新的控制密集客运运营的中心，运营商可以调出列车实际运行情况与时刻表的图形视频对比，预测列车不准点运行的路口可能发生的冲突，以及修改列车优先次序的建议，以尽量减少对正常运行的干扰。在北美在美国，许多主要线路都是单轨的计算机辅助调度系统(CADS)可以减轻操作员大量的日常工作。在联合太平洋公司的奥马哈中心，一旦调度员输入了一列列车的身份和优先级，系统就会自动相应地安排它的路线，根据它的优先级安排它通过其他列车的循环。CADS自动更新和修改它的决定基于实际的列车运动和变化的轨道条件。操作员可以干预和覆盖系统。

在早期的CTC安装中布局在一个中心的控制下，只在一个全景显示器上显示，其中适当位置的灯指示每个开关点和信号的设置，列车占用的轨道电路区段，以及每个占用区段的窗口上的列车识别码。在一些装置中，线路设置按钮被合并到这个显示器中。在最近的CTC中心，总体的全景显示通常被保留，但操作员有彩色视频屏幕，描绘在他们特定控制下的区域的特写。在许多这种情况下，使用轻铅笔或跟踪球移动光标在屏幕上识别要更改的路线。或者，操作员可以有可以输入重置路由代码的字母数字键盘。

在北美的主要线路上，精确控制列车运行比在欧洲要困难得多，因为区段要长得多。为了解决这个问题，美国和加拿大的主要铁路公司在20世纪80年代联合开发了一种铁路先进列车控制系统(ATCS)项目集成最新的微电子和通信技术的潜力。在完全实现的ATCS中，列车连续自动地向调度中心发送准确的位置和速度无线电;两者都将由安装在机车上的扫描仪以及从全球定位系统(GPS)卫星接收的信号来确定。在调度中心，对这些输入进行处理，得出每列列车的最佳速度，这与它的优先级、它必须经过的其他列车的距离以及路线特征有关。根据这种分析，不断更新的指令可以通过无线电传输到火车机车，并由车载计算机进行处理，以便在列车上复制出租车显示器，使火车可以最大限度地考虑到运行和燃料消耗效率．ATCS可以分几个阶段或级别发展，直至完全实施。