一、區間和閉塞

區間信號自動控制是鐵路區間信號、閉塞及區段自動控制、遠程控制技術的總稱。區間，是指兩個車站（或線路所）之間的鐵路線路。相鄰兩站之間的區間稱為站間區間；車站與線路所之間的區間稱為所間區間。根據區間線路的數目，分為單線區間、雙線區間及多線區間（如三線區間、四線區間）。

車站向區間發車時，必須確認區間無車。在單線區間又必須防止兩站同時向一個區間發車，為此要求按照一定的方法組織列車在區間的運行。用信號或憑證，保證列車按照空間間隔制運行的技術方法稱為行車閉塞法，簡稱閉塞。用以完成閉塞作用的系統稱為閉塞系統。

閉塞系統的作用是保證列車在區間運行的安全間隔。

二、時間間隔法和空間間隔法

安全間隔可分為時間間隔和空間間隔。

最初采用的閉塞制度是時間間隔法，即前行列車和追蹤列車之間必須保持一定時間間隔的行車方法。當先行列車出發后，經過一定的時間，才允許后續列車出發。由于先行列車可能在途中減速或因故停留在區間，而且列車運行速度可能和預定計劃不一致，故此方法很不可靠。由于列車晚點會打亂行車時間表，因此要求用路票的辦法予以輔助。電報和電話應用于鐵路行車即所謂電報或電話閉塞，曾起過重要的作用。但當聯系錯誤時，危及行車安全，必須采用兩站間閉塞設備互相聯鎖的辦法，即空間間隔法。

空間間隔法是控制前行列車和追蹤列車之間保持一定距離的行車方法。一般以相鄰兩車站之間作為一個區間，或將區間的鐵路線路劃分為若干個閉塞分區，一個區間或一個閉塞分區同時只能允許一列列車運行，因此能保證行車安全。它與時間間隔法相比，是一個很大的進步。

三、行車閉塞制式的發展

行車閉塞制式大致經歷了：電報或電話閉塞—路簽或路牌閉塞—半自動閉塞—自動閉塞的發展過程。

電報或電話閉塞是最初采用閉塞制式的人工閉塞，由車站值班員用電報或電話進行聯系實現區間閉塞。這是完全的人工閉塞，安全沒有任何技術保證。

路簽（牌）閉塞是以路簽（牌）作為占用區間的憑證，相鄰兩站都設有電氣路簽（牌）機，非經兩站同意，并辦理一定手續，不能從中取出路簽（牌）；在取出一個路簽（牌）后，不能取出第二個。這就保證了同時只有一列列車在區間內運行。路簽或路牌閉塞是實物憑證閉塞，路簽（牌）的授受是人工的，技術水準很低，極大地影響行車效率。

半自動閉塞是以出站信號機或線路所的通過信號機顯示的進行信號作為列車占用區間的憑證，發車站的出站信號機或線路所的通過信號機必須經兩站同意，辦理閉塞手續后才能開放，列車進入區間后自動關閉；而且在列車未到達接車站以前，向該區間發車用的所有信號都不得開放，這就保證了兩站間的區間內同時只有一列列車運行。半自動閉塞均由繼電電路構成，故稱繼電半自動閉塞。繼電半自動閉塞適應我國單線鐵路站間距離短、列車成對運行的特點，得到了迅速的發展，在保證行車安全、提高運輸效率、改善勞動條件等方面發揮了顯著的作用，取得了突出的技術經濟效果。

但是，半自動閉塞因沒有區間空閑檢查設備，列車完整到達需要人為確認，存在不安全因素。在半自動閉塞的基礎上增加區間空閑檢查設備——計軸器或長軌道電路，可完成閉塞手續和到達復原的自動辦理，構成自動站間閉塞。自動站間閉塞的安全程度有了很大提高，而且無需確認列車完整到達，縮短了車站辦理接/發車時間，相應地提高了區間通過能力。

路簽（牌）閉塞、半自動閉塞、自動站間閉塞都是以整個區間作為行車間隔的，都屬于站間閉塞的范疇。

自動閉塞不同于站間閉塞，它將一個區間劃分為若干個閉塞分區，每個閉塞分區的起點裝設通過信號機，列車運行借助車輪與軌道電路接觸發生作用，自動控制通過信號機的顯示，即在列車運行中自動完成閉塞作用。這種方式不需要辦理閉塞手續，又可開行追蹤列車，既保證了行車安全，又提高了運輸效率。自動閉塞比其他各種閉塞方式都要優越，是一種先進的閉塞方式。

四、閉塞系統的運用

目前在我國鐵路，雙線多采用自動閉塞，單線多為半自動閉塞，有部分單線為自動站間閉塞，路簽（牌）閉塞早已不存在。電話閉塞則是當上述基本閉塞設備不能使用時，根據列車調度員的命令所采用的代用閉塞方法。

五、我國閉塞設備的發展

新中國成立以來，我國鐵路的閉塞設備有了很大的發展。1949年，我國鐵路有72％的線路沒有閉塞設備，僅在天津—張貴莊間有10km電機半自動閉塞，沈陽—大石橋間有143km的二元三位式交流自動閉塞，兩者相加不到營業里程的2％及還有少量的路牌閉塞。大部分鐵路采用的是電話、電報閉塞，行車安全無法全面得以保證。目前，我國雙線鐵路已超過50％，大多采用ZPW-2000系列主流制式的四顯示自動閉塞。

新中國成立后，1951年以蘇聯的特列格爾電氣路簽機為標準定型進行生產，逐步統一電氣路簽機類型。1958年路簽閉塞達到21000km，占營業里程的71％。1958年以后，開始發展半自動閉塞，路簽閉塞逐步被淘汰。

1965年，鐵道部決定以64型繼電半自動閉塞作為標準定型在全路推廣使用，發展迅速，1985年半自動閉塞達到42000km，占營業里程的86％。此后，由于雙線的增多，自動閉塞的普及，半自動閉塞的比重逐年下降。

1983年，鐵道部鑒定了計軸方案的自動站間閉塞，1984年，鐵道部鑒定了長軌道電路方案的自動站間閉塞。在實際使用中，計軸自動站間閉塞比長軌道電路自動站間閉塞更具優勢，有一定的發展。

我國以前運用的自動閉塞主要是交流計數電碼自動閉塞、極性頻率脈沖自動閉塞（簡稱極頻）、移頻自動閉塞三種。交流計數電碼自動閉塞是20世紀50年代后期從前蘇聯引進的標準，極頻、移頻自動閉塞是我國在20世紀60年代自行研制的。它們的共同缺點是可靠性不夠高，信息量太少，抗干擾能力不夠強，不能滿足列車提速、增加行車密度、增大載重量和電氣化的需要。隨著鐵路運輸的發展，需要發展四顯示自動閉塞、雙線雙向自動閉塞及列車運行超速防護，而原有自動閉塞不能滿足這些要求，急需研制新型自動閉塞。發展新型自動閉塞采用引進和自行研制相結合的方法。

1990年在京廣線鄭武段電氣化工程中引進了法國的UM71和TVM300，引進后進行了二次開發，以適應我國鐵路客貨混運、股道沒有保護區段等特點，通過消化吸收迅速實現國產化。UM71型無絕緣移頻自動閉塞，采用諧振式無絕緣軌道電路，工作穩定可靠，具有抗電氣化干擾能力強、防雷性能好的優點，并有斷軌檢查功能，能滿足速差式自動閉塞和列車運行超速防護的需要。2001年通過鐵道部技術鑒定的WG-21A型無絕緣軌道電路移頻自動閉塞，就是完全國產化的創新產品，它不僅保留了UM71設備的優點，而且頻率精度、抗干擾能力等指標還優于國外設備。

移頻自動閉塞和國外標準相近，再作進一步改進方面很有前途，應充分引進先進的技術，擴大信息量，完成軌道電路的無絕緣化，采用集成電路、微型計算機等新型器件，在系統的技術性能、可靠性指標、監測功能、雙機故障倒換及器件結構等方面有大幅度的提高，形成新一代的國產移頻自動閉塞系統。8信息移頻自動閉塞和18信息移頻自動閉塞就在這種情況下應運而生。

1989年研制成功ZP-89型移頻自動閉塞，是在原4信息移頻自動閉塞的基礎上研制而成的。在滿足系統和器件“故障—安全”及抗干擾性能的基礎上采用集成器件，以減小設備體積，提高可靠性。低頻信息增加到8個，以滿足四顯示自動閉塞和速差式機車信號的信息要求。低頻和移頻振蕩電路均采用石英晶體振蕩器，以提高頻率的穩定度和精度，從而提高了系統的穩定性。在電路結構上考慮電氣化和非電氣化通用，當電氣化改造時，只需將軌道變壓器改為扼流變壓器，以及在接收端增設一個濾波器盤即可。

ZP·Y1-18（ZP·DJ）型和ZP·Y2-18（ZP·WD）型均為18信息移頻自動閉塞，1995年通過鐵道部技術鑒定。由于采用微型計算機和數字信號處理等先進技術，成功地解決了信息量少、信干比低、應變時間長等技術難題，實現了多信息、高可靠、高抗干擾、應變速度快等目標。具有18種低頻信息，不僅可滿足四顯示自動閉塞的需要，而且可為列車運行超速防護系統提供必要的信息。安全設計為雙軟件、雙CPU、雙A/D及安全與門等冗余結構，并具有故障檢測報警等功能，符合“故障—安全”原則，其抗干擾能力強，在各種條件下信干比在1∶1以上，應變速度快，信息的轉換時間不大于2s。通用性強，可在電氣化和非電氣化區段通用。工藝先進，結構合理，外形美觀，整機質量高，故障率低，便于施工和維修。

1999年通過鐵道部技術鑒定的ZP·W1-18型18信息無絕緣移頻自動閉塞，是在ZP·Y2-18型基礎上研制而成的，采用頻標、微型計算機和微電子技術，為電壓發送、電流接收、一送一受、自然衰耗式無絕緣軌道電路，較好地解決了軌道電路越區傳輸和交叉干擾等問題，沒有提前分路情況，列車接近分界點明確，有效地縮短了軌道電路二次分路和滯后恢復長度。采用數字信號處理技術，具有較強的電氣化干擾和鄰線干擾能力，軌道發送變壓器具有軌間電流平衡作用，適用于電氣化區段。采用自然衰耗隔離方式，適用于低道床電阻軌道電路。系統的接收和發送電子盤4種載頻通用，實現了設備單一化，采用“n+1”熱備工作方式。

但8信息、18信息移頻自動閉塞由于載頻選擇、調制頻偏的固有缺陷，使軌道電路存在傳輸特性差、鄰線干擾、半邊侵入等問題，尤其是沒有斷軌檢查功能，必須進行技術改造，以ZPW-2000系列自動閉塞代之。

在UM71國產化的進程中，我國自行開發了具有自主知識產權的ZPW-2000系列無絕緣移頻自動閉塞。ZPW-2000系列無絕緣移頻自動閉塞對UM71進行了重大改進，并予以創新，除采用單片微機和數字信號處理技術外，還解決了調諧區斷軌檢查、諧振單元斷線和調諧區死區長度及拍頻干擾等技術難題，有較高的安全度、可靠的分路保證、斷軌檢查功能，能抗電氣化大電流干擾，傳輸特性好，適用于無縫線路、雙方向、四顯示及發展列車自動控制的要求。ZPW-2000系列無絕緣移頻自動閉塞是目前性能最為先進的制式，是我國統一制式的主流自動閉塞，在鐵路快速發展的進程中，獲得了迅速的發展，已在我國許多主要干線上普及，對鐵路擴能、提速、提效起著非常重要的作用。必須采用ZPW-2000系列無絕緣移頻自動閉塞統一我國鐵路自動閉塞制式，這是今后一個時期自動閉塞發展的基本技術政策。因此，今后在自動閉塞基建、更新改造和大修工程中，應統一采用ZPW-2000系列無絕緣移頻自動閉塞，加速取代交流計數電碼、極頻、4信息、8信息、18信息移頻自動閉塞以及UM71自動閉塞。

在高速鐵路，實現了閉塞和列控一體化，再沒有傳統的獨立自動閉塞的概念。將ZPW-2000軌道電路納入列控中心控制，實現了區間自動閉塞由繼電編碼向數字編碼的轉變。運行非動車組列車的高速鐵路（部分運行速度200～250km/h的高速鐵路）區間設通過信號機，其點燈由列控中心控制。區間方向控制也納入列控中心控制，不再采用繼電式改變運行方向電路。而且，站內、區間軌道電路同一制式，即站內、區間一體化，真正實現了站內列控信息無盲區且易于實現站內發送、接收設備的轉換，實現反方向追蹤運行。

在鐵路快速發展的進程中，新建雙線區段應同步建設自動閉塞；既有雙線半自動閉塞，應進行自動閉塞改造。單線提速及繁忙單線區段，應積極發展單線自動閉塞或自動站間閉塞，并與CTC結合，開辟單線安全擴能的新途徑。