作者：刘明生
出版社：中国铁道出版社
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铁道信号概论试读：
前言
PREFACE
铁路信号系统和设备在保证行车安全、提高运输效率、传输行车信息等方面起着非常重要的作用。建国以来，我国铁路信号系统和设备在非常薄弱的基础上取得了长足的进步。尤其是改革开放以来，积极引进国外先进技术，致力自主研发创新，使得我国的铁路信号设备有了迅速的发展，大大提高了装备率和技术层次，涌现出了一大批新技术、新设备，适应并促进了铁路的提速和扩能。在轨道交通快速发展的进程中，尤其是高速铁路和城市轨道交通的建设中，要全面提升信号技术装备水平，实现由制约型向适应型、模拟技术向数字技术、“计划修”向“状态修”的转变，向网络化、数字化、综合化、智能化发展。
为了使非信号专业，尤其是对于与信号专业关系密切的通信、车务、工务、机务、供电等专业的铁路及城市轨道交通工程技术人员、管理人员更加广泛地对信号系统和设备有完整的了解，我们编写了本书，并期望本书对大家的学习和工作有所帮助，对铁路和城市轨道交通的发展做出微薄贡献。
铁路信号系统和设备的内容十分丰富，为了简明扼要，本书在对各项信号设备的发展作简要介绍后，着重介绍目前大量使用的和大力发展的主要信号系统和设备，正在淘汰的和已经很少使用的信号设备则不再介绍。第一章信号基础设备主要介绍信号继电器、信号机、轨道电路、转辙机、信号电源屏、铁路信号电缆的结构、基本原理和应用。第二章联锁系统主要介绍联锁的基本概念、6502电气集中联锁、计算机联锁的组成和基本原理。第三章闭塞系统主要介绍半自动闭塞、站间自动闭塞、自动闭塞的组成和基本原理。第四章列车运行控制系统主要介绍列车运行控制系统概述及机车信号车载设备、站内轨道电路电码化、列车运行监控记录装置、列车运行控制系统、轨道车运行控制系统的组成和基本原理。第五章行车调度指挥系统主要介绍行车调度指挥系统概述、列车调度指挥系统、调度集中的组成和基本原理。第六章编组站信号系统主要介绍编组站信号设备概述、驼峰信号基础设备、驼峰作业过程控制系统、驼峰尾部停车器、峰尾平面调车集中联锁、编组站综合自动化的组成和基本原理。第七章道口信号系统主要介绍道口和道口信号、道口信号系统的组成和基本原理。第八章信号监测系统主要介绍信号集中监测系统、道岔监测系统、列控设备动态监测系统的组成和基本原理。第九章高速铁路信号系统主要介绍高速铁路信号系统的特点、组成和基本原理。第十章城市轨道交通信号设备主要介绍城市轨道交通信号基础设备、城市轨道交通联锁系统、ATC系统的组成和基本原理。第十一章主要介绍通信技术在铁路信号中的应用。
本书为概述，对于各种信号设备不可能予以详细介绍，如要深入了解，可阅读有关书籍。
本书由石家庄铁路职业技术学院刘明生任主编，南京铁道职业技术学院林瑜筠任主审。刘明生编写引言、第一章、第二章；河北网讯数码科技有限公司张卫东编写第三章、第四章；石家庄铁路职业技术学院刘洋编写第五章、第六章；石家庄铁路职业技术学院刘会杰编写第七章、第八章；华东交通大学涂序跃编写第九章、第十章；上海申通地铁公司林一鸣编写第十一章。参加编写的还有石家庄铁路职业学院郑华、甄义、李筱楠、韩朵朵、张诣、刘丽娜、刘佳、温洪念、齐会娟、河北网讯数码科技有限公司张文华、吴小容、耿会英，济南电务段张韫斌。
在本书编写过程中，得到许多单位和同志的帮助和支持，于此一并表示由衷地感谢。
由于时间仓促，资料搜集不全，更由于编者水平所限，书中错误、疏忽、不妥之处在所难免，恳望读者批评、纠正，使本书成为铁路和城市轨道交通工作者喜爱的读物。
编者2017年7月引言
一、铁路信号
铁路信号是保证行车安全、提高区间和车站通过能力以及编组站编解能力的自动控制及远程控制技术的总称，其主要功能是保证行车安全，提高运输效率。
铁路信号担负着铁路各种行车设备的控制和行车信息的传输的重要任务，是铁路信息技术的主要组成部分。
铁路信号曾经历过机械化、电气化的发展阶段，如今向信息化发展。随着铁路向高速、重载、电气化方向发展，对于铁路信号提出了越来越高的要求，特别是高安全性和高可靠性。
现代科学技术的发展，尤其是微电子技术、计算机技术、数据传输技术的飞跃发展，为铁路信号的发展提供了强大的支撑，出现了自动化程度更高、控制范围更大、更集中化的新型信号系统。现代铁路信号具有网络化、综合化、数字化、智能化的技术特点。
二、铁路信号的组成
铁路信号包括信号系统和信号设备、器材两个层次。信号系统包括车站联锁、区间闭塞、列车运行控制、行车调度指挥控制、驼峰调车控制、道口信号、信号集中监测等系统。信号设备、器材包括继电器、信号机、轨道电路、转辙机、电源屏、电缆等。
1.信号系统（1）车站联锁系统
车站联锁，用来控制和监督车站的道岔、进路和信号，并实现它们之间的联锁关系，操纵道岔和信号机。目前，主要有继电集中联锁和计算机联锁。
用继电电路的方法集中控制和监督全站的道岔、进路和信号机，并实现它们之间联锁的系统称为继电集中联锁。继电集中联锁的全部联锁关系是通过继电电路实现的。车站值班员通过控制台办理进路，自动转换道岔、锁闭进路、开放信号。继电集中联锁曾经发挥过积极的作用，但不能满足信息化的要求，正在被计算机联锁所取代。
计算机联锁是用微机和其他一些电子、继电器件组成具有“故障—安全”的实时控制系统。计算机联锁的全部联锁关系是通过计算机程序实现的。它与继电集中联锁相比具有十分明显的技术经济优势，是车站联锁系统的发展方向。（2）区间闭塞系统
为保证区间行车安全，要求按照一定的方法组织列车在区间的运行，称为行车闭塞法，简称闭塞。区间闭塞是保证区间行车安全、提高运输效率的系统。
按闭塞方式的不同，闭塞系统主要有半自动闭塞、自动站间闭塞和自动闭塞。
半自动闭塞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。继电半自动闭塞是以继电电路的逻辑关系完成区间闭塞作用的。必须人工办理闭塞和到达复原，因此是半自动的。
站间自动闭塞在半自动闭塞的基础上，增加区间空闲检查设备，自动检查区间占用或空闲，实现列车到达后的自动复原，构成站间自动闭塞。站间自动闭塞不同于半自动闭塞，其不必人工办理闭塞和到达复原；也不同于自动闭塞，其区间不划分闭塞分区，不设通过信号机。
自动闭塞是在列车运行中自动完成闭塞作用的。它将一个区间划分为若干闭塞分区，每个闭塞分区的起点装设通过信号机，列车运行时借助车轮与轨道电路接触发生作用，自动控制通过信号机的显示。这种方式不需要办理闭塞手续，可开行追踪列车，既保证了行车安全，又提高了运输效率。
半自动闭塞主要用于单线铁路，自动闭塞主要用于双线铁路。为满足铁路运输发展的需要，半自动闭塞在繁忙区段需改建成自动闭塞，主要需解决区间空闲检查的问题，构成站间自动闭塞。自动闭塞则需改造为高可靠、多信息、四显示的统一制式的自动闭塞——ZPW-2000系列无绝缘移频自动闭塞。（3）列车运行控制系统
机车信号、列车运行监控记录装置和列车运行超速防护系统都属于行车运行控制系统。列车运行控制系统自动控制列车运行，用来保证行车安全。
机车信号，是用设在机车司机室的机车信号机自动反映运行条件，指示司机运行的信号显示制度。机车信号能复示地面信号机的显示，改善司机的瞭望条件。随着机车信号可靠性的不断提高，其逐渐作为行车凭证。为使机车信号在站内也能连续显示，就需在原轨道电路的基础上加设移频信号发送设备，即进行站内轨道电路的电码化。站内轨道电路电码化是CTCS-0级列控系统不可或缺的地面发送设备。
列车运行监控记录装置的功能是监控列车速度，在司机欠清醒或失控的情况下，对列车实施紧急制动，并且可记录运行情况，了解机车运用质量和司机操作水平，对保证列车运行安全，改善对司机、机车的管理发挥了积极作用。
列车运行控制系统CTCS-2级和CTCS-3级，用于高速铁路和城际铁路。CTCS-2级列控系统是基于轨道电路加应答器传输列车运行信息的点连式系统；CTCS-3级列控系统是基于GMS-R传输列车运行信息的系统。它们都是采用目标—距离模式监控列车安全运行的列车运行超速防护系统。（4）行车调度指挥控制系统
行车调度指挥控制系统包括列车调度指挥系统和调度集中，是铁路信号发展的关键性技术，是随着微电子技术、现代通信技术、计算机技术的发展而发展起来的。无论在信息交换、实时控制及调度决策，还是在控制范围上，越来越显示出其优越性，它代表了铁路行车信息与控制技术的发展趋势。
列车调度指挥系统（TDCS）为调度人员提供先进的调度指挥和处理手段，及时提供丰富、可靠的信息和决策依据，提高其应变能力，从而充分发挥现有铁路运输设备的能力，提高了行车指挥的技术水平，并改善调度人员的工作条件和环境，改善铁路运输服务质量。并且为领导的决策提供真实可靠的信息，实现了调度指挥工作的现代化管理模式。
调度集中（CTC）除了TDCS的功能外，主要要完成遥控功能，即可在调度所远距离地集中控制本区段内各站的信号机和道岔，自动排列进路。（5）编组站信号系统
编组站（及部分区段站）装备现代化信号设备，是提高解编能力的最有效手段。在编组站信号系统现代化的进程中，重点是驼峰调车的自动化，主要包括驼峰推峰机车速度自动控制、溜放车辆进路自动控制和溜放车辆速度自动控制。（6）道口信号系统
道口信号是指示道路上的车辆、行人通过或禁止通过道口的听觉和视觉信号。道口信号是保证道口安全的重要设备。在无人看守道口，它向道路方面显示能否通过道口的信号；在有人看守的道口，它自动通知看守人员列车的接近。（7）信号监测系统
信号集中监测运用计算机等技术监测并记录信号设备的主要运行状态，为电务部门掌握设备的运用质量和故障分析提供科学依据。信号集中监测系统是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测铁路信号设备运用质量的重要行车系统。
2.信号设备、器材
信号设备、器材包括继电器、信号机、轨道电路、转辙机、电源屏、电缆等。（1）继电器
继电器是一种电控制器件，就是一个带接点的电磁铁，是自动控制中常用的电器。它用于接通或断开电路，构成信号逻辑电路，控制信号机和转辙机等的动作。在铁路信号系统中广泛使用各种继电器。（2）信号机
为指示列车运行及调车作业的命令，铁路必须根据需要设置各种信号机和信号表示器，它们是各种信号系统中不可缺少的组成部分。信号机用以形成信号显示，防护进路，指示列车和调车车列的运行条件。地面信号是设于车站或区间固定地点的信号机和信号表示器，用来防护站内进路或区间闭塞分区及道口。机车信号设于机车驾驶室内，用来复示地面信号显示，以及逐步成为行车凭证使用。（3）轨道电路
轨道电路是利用钢轨作为导体，两端加以机械绝缘（或电气绝缘），接上送电和受电设备构成的，是使电流在轨道的一定范围内流通而构成的电路。它用来监督线路上是否有车占用、线路是否完整，以及将列车运行与信号显示等联系起来，即通过轨道电路向列车传递行车信息。轨道电路是铁路信号的重要基础设备，它的性能直接影响行车安全和运输效率。（4）转辙机
转辙机实现道岔的转换和锁闭，是直接关系行车安全的关键设备，对于保证行车安全，提高运输效率，改善行车人员的劳动强度，起到非常重要的作用。（5）电源屏
电源屏是信号系统的供电装置，供给稳定、可靠、符合使用条件的各种交、直流电源。（6）电缆
电缆及其连接设备——变压器箱和电缆盒组成电缆线路，用来连接室内设备和室外设备，传递信号，构成完整的信号系统。
3.各种信号系统、设备的关系
在信号系统中，列车运行控制和行车调度指挥控制是关系铁路现代化最重要、最关键的技术，前者直接控制列车的运行速度，后者直接进行列车的调度指挥。车站联锁和区间闭塞是列车运行控制和行车调度指挥控制的基础系统。车站联锁提供列车在站内运行的许可，区间闭塞提供列车在区间运行的信息。列车调度指挥系统和调度集中通过车站联锁和区间闭塞采集行车信息，调度集中通过车站联锁完成遥控功能。
车站联锁系统的基础设备包括继电器、信号机、轨道电路、转辙机、电源屏、电缆等，它们和车站联锁主机（继电电路或计算机系统）共同构成车站联锁系统，完成联锁功能。
区间闭塞的基础设备也包括继电器、信号机、轨道电路、电源屏等，它们和区间闭塞主机（继电电路或计算机系统）共同构成区间闭塞系统，完成闭塞功能。
车站联锁和区间闭塞必须相互结合，共同完成保证行车安全的功能。
驼峰调车控制的基础设备包括继电器、信号机、轨道电路、转辙机、电源屏、电缆，以及车辆减速器、各种测量设备等，共同构成驼峰调车控制系统，完成驼峰推峰机车速度自动控制、溜放车辆进路自动控制和溜放车辆速度自动控制的功能。
道口信号的基础设备包括继电器、信号机、轨道电路、电源等，它们和道口信号电路共同构成道口信号系统，完成防护道口的功能。
信号集中监测对各种信号设备进行监测，保证设备的运用质量，提供现代化维护手段。
三、铁路信号的地位和作用
铁路信号系统和设备是铁路的主要技术装备。实践证明，信号系统和设备对于指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率、减轻劳动强度等方面起着非常重要的作用。随着铁路运输向高速度、高密度、重载、电气化方向发展，信号系统和设备的地位和作用日渐突出。铁路信号现代化是铁路现代化的重要标志和必要条件。没有信号系统和设备的现代化，要实现铁路现代化，是不能想象的。在世界范围内，现代化信号系统和设备受到普遍重视，得到迅速发展。铁路信号具有显著的地位和重要作用。
1.信号系统和设备是行车安全的重要系统和设备
信号系统和设备作为保证行车安全的最重要技术装备，在行车安全中起着不可替代的作用。信号系统和设备的逐渐完善和现代化，使行车安全建立在可靠的物质基础上，杜绝和消灭了不少危及行车安全的因素，使行车安全处于有序可控的状态。靠信号系统和设备保证行车安全，提高铁路运输安全水平是中国铁路的重要决策。（1）集中联锁有效抑制了错办进路等事故的发生
继电集中联锁作为车站联锁的安全系统，以其严密的联锁关系，有效地减少了错办进路、向有车线接入列车、未准备好进路接发列车、调车挤岔等事故，杜绝了车务人员错误办理造成的险性事故，极大地保证了站内作业的安全，解决了铁路运输生产中最关键的问题。
据统计，车务部门历年来发生的行车重大、大事故中，发生在非集中联锁的车站占一半，另有17％发生在电气集中的非联锁区和信号设备停用时。从20世纪70年代末以来，全路继电集中联锁以每年100个站、2000组道岔以上的速度发展，而全路重大、大事故则以平均每年减少55件的速度下降。进入20世纪90年代后期，继电集中联锁装备率达到90％，基本上杜绝了错办进路的事故。
1985～1995年是我国铁路继电集中联锁迅速发展的时期，继电集中联锁车站装备率从43％上升到80％，并且非集中车站股道全部加装了轨道电路。2000年更达到90.4％，在此期间，全路因错办进路造成向有车线接入列车的险性事故大幅度减少，逐年下降。由“八五”（1991—1995）的13件减至“九五”（1996—2000）的4件。
同期因未准备好进路接发列车的险性事故从“八五”的95件降为“九五”的17件。这是因为继电集中联锁关系严密，能有效地防止行车人员人为错误办理的缘故。（2）自动闭塞、半自动闭塞大幅度减少了错办闭塞等事故的发生
自动闭塞和半自动闭塞，尤其是自动闭塞，能防止向占用区间发出列车、未办或错办闭塞发出列车等事故，确保区间行车的安全。
统计表明，当自动闭塞与半自动闭塞装备率达到90％以上时，向占用区间发出列车的险性事故，年发生10～20件；当装备率达到95％以上时，此类事故的年发生降至5～10件；当装备率上升到98％左右时，年发生在5件以下，一般为2件。由于全路基本装备了自动闭塞和半自动闭塞，向占用区间发车，由“八五”的13件降到“九五”的2件。
未办或错办闭塞发出列车的险性事故，也有类似规律，以年发生20～30件，降至6～10件，再降至3件以下。由“八五”的7件降为“九五”的0件。（3）机车信号大大降低列车冒进信号的可能性
机车信号对于保证行车安全的效果非常显著。自我国铁路从20世纪80年代开始大力发展“机车三大件”以来，冒进信号的事故持续下降。1985年全路发生冒进信号的险性事故176件，当时机车信号装备率为94％。到了1995年机车信号装备率达到98％，冒进信号的险性事故降至9件。2000年提高到100％，机务系统冒进信号险性事故由“八五”的128件降到“九五”的17件。（4）驼峰自动化系统大幅减少了驼峰调车事故
驼峰自动化系统对溜放进路、溜放速度进行自动控制，消除了因人为因素造成的危及行车安全的因素，逐步消灭调车事故。例如南翔编组站在1971～1977年为机械化驼峰，发生61件调车事故；1978～1982年为半自动化驼峰，发生12件事故；1983年以后为自动化驼峰，没有发生一件事故。（5）道口信号系统是保证道口安全的重要措施
1971～1980年，我国汽车增加了3.26倍，道口事故件数也增加了3.32倍，几乎是同步增长。1982年我国百处道口事故率11.5件。道口防护设备不完善是道口事故发生的根本原因。1985～1987年在全国机动车辆年增加13％、铁路换算周转量年增加11％的情况下，因对道口实行综合治理，增设1500处道口信号系统，使道口事故大幅度下降，1987年比1984年下降了60％。
信号系统和设备的持续快速发展，使行车安全得到有效的控制，行车事故逐年减少。1995年信号设备换算道岔比1985增长了一倍，而同期险性以上行车事故总量从500多件下降到100件，下降了80％以上。两者之间呈强负相关关系。信号设备换算道岔比1985增长了一倍，而同期险性以上行车事故总量从500多件下降到100件，下降了80％以上。两者之间呈强负相关关系，即信号设备每增加1万组换算道岔，可减少行车险性以上事故25件。
2.信号系统和设备是提高运输能力的有效手段
在铁路扩能、提效中，信号系统和设备发挥着重要的作用。采用先进的信号系统和设备，可提高车站和区间的通过能力、编组站的解编能力，而提高行车密度。据分析，在1985～1995年期间，信号系统和设备对运输能力增加的实际贡献达24.2％。这是依靠科技进步，以内涵方式增加运输能力的最有效手段。（1）集中联锁提高车站通过能力
集中联锁把全站的道岔、进路和信号集中起来控制，控制迅速，不再需要分散控制时所需要的联系时间，因而大大提高了车站作业效率。与非集中联锁相比，咽喉区通过能力可提高50％～80％，到发线通过能力可提高15％～20％。（2）自动闭塞提高区间通过能力
自动闭塞，无论单线或双线，无需办理闭塞手续，又可组织列车追踪，可大幅度通过区间通过能力。
单线自动闭塞比半自动闭塞平行运行图能力可增长13.8％～19.0％，如追踪系数按0.4计算能力，则平行运行图能力可提高10.7％～14.7％。采用计轴自动站间闭塞比继电半自动闭塞，平行运行图能力可提高4％左右。定点计轴自动闭塞平行运行图能力可提高10％以上。兰新线哈密—柳园段曾建成带复线插入段的单线自动闭塞，并实行调度集中控制，追踪系数0.4，提高了平行运行图能力14.8％，列车对数由26.5对增加到35对，有力地支持了兰新线的双线改造。宝成段广元—成都段曾建成单线定点计轴闭塞，使该区段增开列车2.5对，并增加供电系统维修天窗时间15min。
双线自动闭塞的效果尤为明显，按8min、7min或6min间隔计算，每昼夜平行运行图能力可由半自动闭塞的70对分别提高到180、205和240对，可提高通过能力2～3倍。双线区段如不安装自动闭塞，每天开行50～60对车就很紧张。若采用自动闭塞，按8min追踪间隔，平行运行图能力可达180对，扣除客车系数等，实际开行120～130对。
缩短自动闭塞列车间隔时间，能进一步提高区间通过能力。如1998年京沪线滁州—南京东间，8改7后，提高运输能力25对。2000年，将7min区段扩大到滁州—上海，平行运行图按7min铺画，通过能力达到205对，比原来提高25对，能力增加14％。但三显示自动闭塞继续缩短追踪间隔，将降低安全程度，于是发展四显示自动闭塞。四显自动闭塞，可将列车追踪间隔压缩至6min，在保证安全的前提下进一步提高行车密度。（3）自动化、半自动化驼峰提高编组解编能力
自动化、半自动化驼峰是提高编组站解编能力、协调点线能力的最有效手段。驼峰道岔自动集中可提高解编能力10％～20％；机械化与非机械化驼峰相比，可提高解编能力50％左右；半自动化驼峰比机械化驼峰提高10％～15％；自动化驼峰可再提高10％～15％。
南翔站由半自动化驼峰改建为自动化驼峰后，解体能力从61列提高到77列，日均办理辆数从3825辆提高到5550辆。郑州北站实现编组站综合自动化后，解体能力在半自动化的基础上提高了17.3％。（4）调度集中充分利用线路通过能力
调度集中虽不是直接提高通过能力的手段，但可通过集中控制，提高行车调度的自动化程度，从而充分发挥线路通过能力。据统计，双线安装调度集中可在自动闭塞的基础上继续提高效率，达34％，单线可提高50％。
3.信号系统和设备具有显著的宏观效益（1）信号系统和设备具有明显的经济效益
信号系统和设备经济效益显著，投资回收期短。例如京沪线南京东—滁州间自动闭塞8改7后提高运行能力25对，每年增收达550万元，而投资仅150万元。徐州—孟家沟间改半自动闭塞为自动闭塞，提高平行通过能力42.8％，工程投资30万元，当年八个月就净增收入695万元。南翔编组站实现自动化后比机械化时每昼夜多解体16列车，如其他条件具备，可增开8列列车，年获利1800多万元，而自动化工程全部投资仅450万元。
据1985～1995年统计，在铁路新增运输能力中，电务技术设备通过增加行车密度，贡献率为24.2％，约为1460亿t·km，累计新增运输收入约为270亿元，每年平均27亿元。同期电务部门新增固定资产约70亿元，固定资产投入产出率为3.7元/元，投资回收期为2.5年。而同期铁路资产投入产出率为1.25元/元，投资回收期约8年。相比之下，电务设备投资效益极好，充分体现了投资省、见效快、收益大的技术优势。（2）信号系统和设备具有明显的社会效益
信号系统和设备在提高其他运输部门的作业效率、提高劳动生产率及减轻作业过程与风险方面，也具有明显的社会效益。继电集中显著提高了车务部门的劳动生产率。据统计，继电集中道岔装备率从1985年的64.4％提高到1995年的90.4％，车站联锁道岔由8.1万组提高到11.3万组，而车务部门行车人员由13.85万人下降到13.23万人，即每组联锁道岔所需1.71人降至1.16人，减少行车人员6万人。同期，每组联锁道岔所需信号人员保持在0.43人的水平，净增1.5万人。因此，净节约人员4.5万人，按1995年职工平均工资计算，可节省工资支出约4亿元。
南翔编组站实现驼峰自动化前，需制动人员29人，自动化工程投入使用后保留16人，不再进行铁鞋制动，只负责列车编组、接风管、试风及对规定不能连挂的车辆的防护。
信号系统和设备的发展大大减轻了行车有关人员的劳动强度。继电集中因集中控制和监督，减轻了车站值班员的劳动强度，不再需要劳动强度大、危险性大的扳道员。半自动闭塞无需接受实物凭证，大大减轻了车站值班员和机车乘务员的劳动强度。自动闭塞无需办理闭塞和确认列车整列到达，大大减轻了车站值班员的劳动强度。机车信号等机车三项设备，改善了机车乘务员的瞭望条件，减轻了驾驶列车的紧张程度。调度集中和列车调度指挥系统使行车调度员从繁重的手工劳动中解放出来，极大地提高了调度工作的效率和质量，改善了工作环境。驼峰自动化、半自动化大大减轻了驼峰作业人员的劳动强度，不再需要劳动强度和危险性极大的铁鞋制动员。
集中联锁的发展和编组站自动化程度的提高、平面无线调车的推广运用，使行车人员在作业过程中的安全保障得到很大提高，因此行车人员伤亡逐年下降。当集中联锁车站装备率由40％上升到80％时，行车人员伤亡降至20％。
综上所述，采用现代化的信号系统和设备是必要的、有效的、经济合理的。
但是，设备越多，发生故障的概率相对就越大。特别是铁路信号系统和设备遵循“故障—安全”的原则，装备得越完善，在运输安全中起的作用越大，必然会出现铁路运输安全提高，行车事故下降，而信号系统和设备故障增多的现象，全路行车大事故的下降与信号一般故障的上升，二者之间的转换就是所谓的“事故转移”。从总体来看，由于电务部门多承担了责任，而给整个运输安全带来好处，这是信号技术发展的必然趋势。
四、铁路现代化要求现代化的铁路信号
铁路现代化，对铁路信号提出更高的要求，急需实现铁路信号的现代化。没有铁路信号的现代化，也就没有铁路的现代化。
提速，要求更换道岔，采用新型转辙机，以提高过岔速度；要求采用速差式自动闭塞，发展列车超速防护系统，完善地面发码设备；要求配套行车指挥手段，更科学地组织列车运行；要求延长道口接近报警距离。高速，对行车安全的要求更高。
高密度，要求缩小列车运行间隔，发展双向、四显示自动闭塞；并要求发展驼峰自动化以至编组站综合自动化，以大幅度提高解编能力，更好地协调点线能力。
重载，需要重型转辙设备，拉力要大，锁闭要可靠；股长延长，需要轨道电路具有良好的传输性能；制动距离延长，需要自动闭塞和列车速度控制能满足要求；开行组合列车，需要解决多机牵引的同步问题。
电气化，要求信号系统和设备具有较强的抗电化干扰能力，发展无绝缘自动闭塞。
高速铁路、城际铁路，为了保证高速列车运行安全，需要最现代化的列车自动控制和行车指挥自动化系统。
城市轨道交通，为了保证高密度列车运行的安全，同样需要最现代化的列车自动控制和行车指挥自动化系统。
总之，铁路越现代化，越离不开现代化的铁路信号，越需要铁路信号的现代化，铁路信号的地位越来越重要，所发挥的作用越来越显著。
五、铁路信号的发展前景
铁路信号正处在从传统技术向现代化技术发展的时期。这是铁路向高速、高密、重载、电化发展的需要，铁路靠科技兴路，靠科技提高运能，靠科技保证安全，迫切需要现代化的信号技术。另一方面，以计算机技术、网络技术、现代通信技术为代表的信息技术，为铁路信号技术的现代化注入了新的活力，构筑了新的发展平台，提供了技术支持和保证。
1.数字化、网络化、综合化、智能化
以数字编码传输为代表的数字信号技术，将成为未来信号技术发展的主流。数字化技术的主要特点是信息量大，可以实时传输多种状态的信息和控制命令。通过数字编码技术，可提高信息传输的安全性和可靠性，并具有较强的抗干扰能力。基于光缆传输信号控制命令和安全信息的系统大量出现。数字化技术将使信号控制技术发生革命性变化，用模拟技术远远不能适应需要。
网络化问题，过去受手段限制，信息不能做到共享、交流和充分交换。现在计算机技术、网络技术、数字技术发展后，就完全可以做到信息的交换和资源共享。网络化技术有利于实现列车运行控制、车站进路控制和设备状态监测的一体化，实现信号控制的全程全网，网络化是大势所趋。
综合化技术体现了信号系统和设备应向多功能、多任务、多手段的方向发展。在提高运输效率、保证行车安全的同时，可对列车运行信息进行综合分析并加以利用，实现列车报点、旅客向导、运行图管理，向有关系统提供列车运行信息，接收有关控制指令，实现综合的运输管理。
智能化技术是实现由人控为主转变为自动控制为主的重要标志，主要体现在进路的自动排列、列车运行间隔和速度的自动调整、运行图的自动调整等，是实现铁路现代化的重要标志。不仅要做到手的延长，更要做到脑的延伸。
2.以信号控制技术为主体的多学科多专业的交叉渗透、综合集成
当代铁路信号是一门融计算机技术、网络技术、现代电子技术、现代通信技术、现代控制技术为一体的综合技术，涉及很多专业学科和边缘学科，需要通过综合集成，有的甚至要通过“嫁接”才能从功能上、系统上满足运输的需求。这种交叉渗透、综合集成是一种技术进步，应顺应这个潮流。
3.实现高安全、高可靠、少维护、无维修
信号对安全的要求近于“苛刻”，对可靠的要求甚至有点“过分”。少维护、无维修是发展信号新技术所面临的课题。
4.信号技术与维修技术同步发展
在发展主体技术的同时，应装备和发展维修技术。信号系统和设备本身要有自诊断、动态监测、告警、远程诊断功能，要预留有维修的接口。复习思考题
1.什么是铁路信号？
2.简述铁路信号的组成。
3.铁路信号包括哪些系统？各起什么作用？
4.铁路信号包括哪些设备和器材？各起什么作用？
5.简述各种信号系统、设备之间的关系。
6.铁路信号在保证行车安全方面有哪些作用？
7.铁路信号在提高运输能力方面有哪些作用？
8.铁路信号具有哪些显著的宏观效益？
9.铁路现代化要求对于铁路信号提出哪些要求？
10.铁路信号的发展前景如何？第一章信号基础设备
铁路信号基础设备包括继电器、信号机、轨道电路、转辙机、计轴器、应答器等。继电器用来构成信号逻辑电路，控制信号机和转辙机等的动作。信号机用以防护进路，指示列车和调车车列的运行条件。轨道电路用来监督线路上是否有车占用，以及线路是否完整。转辙机根据需要转换道岔并予以锁闭。计轴器用来监督线路上是否有车占用。应答器用来实现车—地通信。第一节信号继电器
信号继电器是用于铁路信号中的各类继电器的统称，铁路信号技术中广泛采用继电器，继电器是各类信号控制系统不可缺少的重要器件。
一、继电器概述
1.继电器的基本结构和工作原理
继电器是一种电控制器件，就是一个带接点的电磁铁。继电器由电磁系统和接点系统两大部分组成。电磁系统包括线圈、固定的铁芯和轭铁及可动的衔铁，接点系统包括动接点和静接点。在线圈中通入一定数值的电流后，由电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，衔铁带动接点系统，改变其状态，来反映输入电流的状况。
电磁继电器的基本原理如图1-1所示。给线圈中通以一定数值的电流后，在衔铁和铁芯之间就产生磁通，该磁通经铁芯、衔铁、轭铁和气隙形成闭合磁路，铁芯对衔铁就产生了吸引力。吸引力大小取决于所通电流的大小。当电流增大到一定值，吸引力增大到能克服衔铁向铁芯运动的阻力时（主要是衔铁自重），衔铁就被吸向铁芯。由衔铁带动的动接点也随之动作，与动合接点（前接点）接通，此状态称为继电器励磁吸起。
吸引力随电流的减小而减小，当吸引力减小到不足以克服衔铁重力时衔铁靠自重落下（称为释放），衔铁带动动接点与前接点断开，与动断接点（后接点）接通，此状态称为继电器失磁落下。
也就是说，继电器具有开关特性，可利用它的接点通、断电路，构成各种控制和表示电路。
2.继电器的作用
继电器由于具有开关特性，能以极小的电信号来控制执行电路中相当大的对象，控制数个对象和数个回路，控制远距离的对象，用以发布控制命令和反映设备状态，以构成自动控制和远程控制电路。
图1-1 电磁继电器的基本原理
虽然电子器件尤其是微型计算机以其速度快、体积小、容量大、功能强等技术优势，在相当程度上逐渐取代继电器，构成自动控制和远程控制系统，使技术水准迅速发展。但是，继电器与电子器件相比，仍具有一定的优势，如开关性能好（闭合时阻抗小，断开时阻抗大）、有“故障—安全”（发生故障时导向安全）性能、能控制多个回路、抗雷击性能强、无噪声、不受周围温度影响等。因此，它仍将长期存在。
信号继电器在以继电技术构成的系统，如继电集中联锁中，起着核心作用；在以电子元件和计算机构成的系统中，如计算机联锁等系统中，作为其接口部件，将系统主机与信号机、轨道电路、转辙机等执行部件结合起来。虽然已出现全电子化的系统，但要全部取消继电器仍需要相当长的时期。所以，不仅现在，而且未来，信号继电器在铁路信号领域中仍然起着重要的作用。
继电器动作的可靠性直接影响到信号系统的可靠性和安全性。
3.信号继电器分类
信号继电器类型繁多，可按不同方式分类如下：（1）按动作原理分类，可分为电磁继电器和感应继电器。
电磁继电器是通过继电器线圈中的电流在磁路的气隙（铁芯与衔铁之间）中产生电磁力，吸引衔铁，带动接点动作的。此类继电器数量最多。
感应继电器是利用电流通过线圈产生的交变磁场与另一交变磁场在翼板中所感应的电流相互作用产生电磁力，使翼板转动而动作的。（2）按动作电流分类，可分为直流继电器和交流继电器。
直流继电器是由直流电源供电的，直流继电器都是电磁继电器。交流继电器是由交流电源供电的。它按动作原理分，有电磁继电器，也有感应继电器。整流式继电器虽然用于交流电路中，但它用整流元件将交流电整流为直流电，所以其实质上是直流继电器。（3）按输入量的物理性质分类，可分为电流继电器和电压继电器。
电流继电器反映电流的变化，它的线圈必须串联在所反映的电路中。该电路中必有所被反映的器件，如电动机绕组、信号灯泡等。
电压继电器反映电压的变化，它的线圈励磁电路单独构成。（4）按动作速度分类，可分为正常动作继电器和缓动继电器。
正常动作继电器衔铁动作时间为0.1～0.3s。大部分信号继电器属于此类。一般不要加此称呼。
缓动继电器，衔铁动作时间超过0.3s。缓放型继电器则利用短路铜环产生磁通使之缓动。（5）按接点结构分类，可分为普通接点继电器和加强接点继电器。
普通接点继电器具有开断功率较小的接点的能力，以满足一般信号电路的要求，多数继电器为普通接点继电器。一般不加此称呼。
加强接点继电器具有开断功率较大的接点的能力，以满足电压较高、电流较大的信号电路的要求。（6）按工作可靠程度分类，可分为安全型继电器和非安全型继电器。
安全型继电器（N型）是无需借助于其他继电器，亦无需对其接点在电路中的工作状态进行监督检查，其自身结构即能满足一切安全条件的继电器。
N型继电器主要依靠衔铁自身释放，故又称重力式继电器。C型继电器主要依靠弹簧弹力释放衔铁，故又称弹力式继电器。一般说来，N型继电器的安全性、可靠性高于C型继电器。
二、安全型继电器
AX系列安全型继电器，是由我国自行设计和制造的，是我国铁路信号继电器的主要产品，应用最为广泛。安全型继电器是直流24V系列的重弹力式直流电磁继电器，其典型结构为无极继电器。其他各型继电器由无极继电器派生。
1.插入式和非插入式
安全型继电器分为插入式和非插入式。插入式多为单独使用，非插入式常使用于有防尘外壳的组匣中。
插入式安全型无极继电器如图1-2所示。需加装继电器插座板利用继电器下部螺栓露出部分将继电器插座板插入，用螺母紧固，然后用螺母紧固型别盖。各种继电器型别盖上的鉴别孔不同，应与插座板上的鉴别销相吻合。
2.安全型继电器的特点
为了达到“故障—安全”要求，安全型继电器在结构上有以下特点：（1）前接点采用熔点高，不会因熔化而使前接点粘连的导电性能良好的材料。（2）增加衔铁重量，采用“重力恒定”原理在线圈断电时强制将前接点断开。（3）采用剩磁极小的铁磁材料构成磁路系统，并在衔铁与极靴之间设有一定厚度的非磁性止片，当衔铁吸起时仍有一定的气隙以防剩磁吸力将衔铁吸住。（4）衔铁不致于因机械故障而卡在吸起状态。
3.安全型继电器的品种
安全型继电器具有无极、无极加强接点、无极缓放、无极加强接点缓放、整流式、有极、有极加强、偏极、单闭磁5种9类。它们的特性和线圈电阻值各不相同，在信号电路中有不同的作用。（1）无极继电器
无极继电器对于通入线圈的电流极性没有要求。
无极继电器的线圈分为前圈和后圈，之所以采用双线圈，主要是为了增强控制电路的适应性和灵活性，可根据电路需要单线圈控制、双线圈串联控制或双线圈并联控制。
图1-2 插入式安全型无极继电器（单位：mm）（2）无极加强接点继电器
加强接点继电器是为通断功率较大的信号电路而设计的。
无极加强接点继电器的接点系统由普通接点和加强接点组成。普通接点与无极继电器相同，加强接点则具有特殊设计的大功率接点和磁吹弧器。磁吹弧器由磁钢制成，利用电弧在磁场中受力运动而产生吹弧作用，使电弧迅速冷却而熄灭。（3）缓放型继电器
当其线圈接通电源或断开电源时，铁芯中的磁通发生变化，在铜线圈架中产生感应电流（涡流），感应电流所产生的磁通阻止原磁通的变化，使铁芯中的磁化变化减慢，从而使继电器缓吸缓放。在具体电路中，最多利用的是它的缓放特性。（4）整流式继电器
整流式继电器用于交流电路中，它通过内部的半波或全波整流电路将交流电变为直流电而动作。（5）有极继电器
有极继电器根据线圈中电流极性不同而具有定位和反位两种稳定状态，这两种稳定状态在线圈中电流消失后，仍能继续保持，故又称极性保持继电器。它的特点是磁系统中增加了永久磁钢。在线圈中通以规定极性的电流时，继电器吸起，断电后仍保持在吸起位置；通以反方向电流时，继电器打落，断电后保持在打落位置。（6）偏极继电器
偏极继电器是为了满足信号电路中鉴别电流极性的需要而设计的。它与无极继电器不同，衔铁的吸起与线圈中电流的极性有关，只有通过规定方向的电流时，衔铁才吸起，而电流方向相反时，衔铁不动作。但它又不同于有极继电器，只有一种稳态，即衔铁靠电磁力吸起后，断电就落下，落下是稳定状态。
三、时间继电器
时间继电器是一种缓吸继电器，借助电子电路，获得四种延时，以满足信号电路的需要时间继电器由时间控制单元与无极继电器组合而成。时间控制单元装在印制电路板上，安装在接点组的上方。
JSBXC-850型半导体时间继电器核心是由单结晶体管等组成的脉冲延时电路。由于脉冲延时电路的存在，使继电器从接通电源到完全吸起经过了一段时间，这段时间就是继电器的缓吸时间。缓吸时间与充电电路的时间参数有关。在相关端子上分别接入不同阻值的电阻，即获得四种延时。
JSBXC-850时间继电器采用RC延时电路，在使用中由于电容器老化和环境温度变化，延时时间有漂移，需定期检修和调整其时间常数。而JSBXC1-850型可编程时间继电器，是新一代的时间继电器，它采用微电子技术，通过单片机软件设定不同的延时时间。它采用动态电路输出，延时精度高（为±5％），不需要调整，电路安全可靠。
四、灯丝转换继电器
灯丝转换继电器是交流继电器，用于信号点灯电路中，当信号灯泡的主灯丝断丝时通过它自动转换至副灯丝点亮，通过其接点构成报警电路。
五、交流二元继电器
交流二元继电器，二元指有两个互相独立又互相作用的交变电磁系统。根据频率不同交流二元继电器分为25Hz和50Hz两种。25Hz的用于交流牵引的铁路的25Hz相敏道电路中作为轨道继电器。50Hz的用于直流牵引的城市轨道交通的50Hz相敏轨道电中作为轨道继电器。
交流二元继电器结构如图1-3所示，由电磁系统、翼板、接点等主要部件组成。
电磁系统包括局部电磁系统和轨道电磁系统。局部电磁系统由局部铁芯和局部线圈组成。轨道电磁系统由轨道铁芯和轨道线圈组成。
翼板是将电磁系统的能量转换为机械能的关键部件。翼板安装在主轴上。
动接点固定在副轴上，主轴通过连杆带动副轴上的动杆单元使动接点动作。
只有当局部线圈中的电流超前轨道线圈中的电流一定角度（最好是90°）才可靠吸起。如果仅在任一线圈通电或两线圈接入同一电源，翼板均不能产生转矩而动作，这就是交流二元继电器所具有的可靠的相位选择性，由此可解决轨端绝缘破损的防护问题。
当牵引电流不平衡时，轨道线圈混入的干扰电流与局部电流相作用，翼板不产生转矩，不能使继电器误动。这就是交流二元继电器所具有的频率选择性，不仅可以防止牵引电流的干扰，而且对于其他频率也有同样的作用。
六、继电器的应用
应用继电器可构成各种控制和表示电路，统称继电电路。
图1-3 交流二元继电器结构图
1.继电器的名称代号
继电器一般是根据它的主要用途和功能来命名的，例如反映按钮动作的继电器称为按钮继电器，控制信号的继电器称为信号继电器。为了便于标记，继电器符号用汉语拼音字头来表示，例如按钮继电器表示为AJ，信号继电器表示为XJ。在一个控制系统中会用到许多继电器，同一作用和功能的继电器也不止一个，它们的名称必须有所区别。例如以XLAJ代表下行进站信号机的列车进路按钮继电器，STAJ代表上行通过按钮继电器。
同一个继电器的线圈和接点必须用该继电器的名称符号来标记，以免互相混淆。同一个继电器的各接点组还需用其编号注明，以防重复使用。
2.继电器的定位
继电器有两个状态：吸起状态和落下状态。在电路图中只能表达这两种状态中的一种，应有所规定。电路图中继电器呈现的状态称为通常状态（简称常态），或称为定位状态。在铁路信号系统中遵循以下原则来规定定位状态：（1）继电器的定位状态应与设备的定位状态相一致，信号平面布置图中所反映的设备状态约定为设备的定位状态。例如一般信号机以关闭为定位状态，道岔以开通定位为定位状态，轨道电路以空闲为定位状态。（2）根据“故障—安全”原则，继电器的落下状态必须与设备的安全侧相一致。例如，信号继电器的落下应与信号关闭相一致，轨道继电器落下应与轨道电路占用相一致。这样，才能实现电路发生断线故障时导向安全侧。
在电路图中，凡以吸起为定位状态的继电器，其线圈和接点处均以“↑”符号标记之；凡以落下为定位状态的继电器，其线圈和接点处均以“↓”符号标记之。
3.继电器线圈的使用
对于有两个线圈参数相同的继电器，它的线圈有多种使用方法：可以两个线圈串联使用；可以两个线圈并联使用；也可以两个线圈分别使用或单线圈单独使用。
无论哪一种使用方法，都要保证继电器的工作安匝和释放安匝，才能使继电器可靠工作。第二节信号机
为指示列车运行及调车作业的命令，铁路必须根据需要设置各种信号机和信号表示器，它们是各种信号系统中不可缺少的组成部分，用来形成信号显示，指示运行条件。信号显示方式的使用，必须严格按《铁路技术管理规程》（以下简称《技规》）的规定执行。
一、固定信号分类
1.按设置部位分类，固定信号可分为地面信号和机车信号
地面信号是设于车站或区间固定地点的信号机或信号表示器，用来防护站内进路或区间闭塞分区及道口。机车信号设于机车驾驶室内，用来复示地面信号显示，以及逐步成为行车凭证使用。
2.按信号机构造分类，地面信号机可分为臂板信号机和色灯信号机
臂板信号机是以臂板的形状、颜色、数目、位置表达信号含义的信号机。规定臂板呈水平位置为关闭，与水平位置向下夹45°角为开放，夜间则以臂板信号机上的灯光颜色与数目来显示。臂板信号机须通过机械装置由人工开放，也有通过电动机开放的，后者称为电动臂板信号机。臂板信号机存在较多缺点，难以自动化，不能构成现代化信号系统，正在与所从属的臂板电锁器联锁系统一起被淘汰。
色灯信号机是用灯光的颜色、数目及亮灯状态表示信号含义的信号机。它具有昼夜显示一致、占用空间小等特点，但需可靠的交流电源。目前，采用的几乎全部为色灯信号机。
3.按用途分类，固定信号可分为信号机和信号表示器两大类
信号机是表达固定信号显示所用的机具，用来防护站内进路、防护区间、防护危险地点，具有严格的防护意义。信号机按防护用途的不同又可分为进站、出站、进路、调车、驼峰、遮断、预告、复示等信号机。另有设于铁路平交道口的道口信号机。
信号表示器是对行车人员传达行车或调车意图的，或对信号进行某些补充说明所用的器具，没有防护意义。信号表示器按用途又分为发车表示器、调车表示器、进路表示器、发车线路表示器、道岔表示器、脱轨表示器等。
4.按地位分类，信号机可分为主体信号机和从属信号机
主体信号机是能独立地显示信号，指示列车或调车车列运行条件的信号机，如进站、出站、进路、通过、驼峰、调车等信号机。从属信号机是本身不能独立存在，只能附属于某种信号机的信号机，如预告信号机从属于进站信号机、所间区间的通过信号机、遮断信号机；复示信号机从属于进站、进路、出站、驼峰、调车等信号机。
5.按停车信号的显示意义分类，可分为绝对信号和非绝对信号（亦称容许信号）
绝对信号是指当显示停止运行的信号时，列车、调车车列必须无条件遵守的信号显示。所有站内信号机的禁止信号显示均为绝对信号（但调车信号禁止信号对列车来说不作为停车信号）。非绝对信号是指列车在列车信号机显示红灯、显示不明或灯光熄灭时允许列车限速通过，并准备随时停车的信号。如自动闭塞区间的通过信号机显示停车信号时，列车必须在信号机前停车，鸣笛一长声，停车等候2min，该信号机仍未显示进行信号时，即以遇到阻碍能随时停车的速度继续运行，最高速度不超过20km/h。
6.按安装方式分类，信号机可分为高柱信号机、矮型信号机、信号托架和信号桥
高柱信号机的信号机安装在信号机柱上，一般用于距离要求较远的信号机。高柱信号机具有显示距离远、观察位置明确等优点。因此，为保证安全，提高效率，进站、正线出站、接车进路、通过、预告、驼峰等信号机必须采用高柱信号机。
矮型信号机设于位于建筑限界下部外侧的信号机基础上，一般用于显示距离要求不远的信号机上。因高柱信号机的设置受建筑限界的限制，另外应考虑信号机的设置不影响到发线有效长，站线出站、发车进路、一般情况下的调车信号机等采用矮型信号机。
设于特殊地形和特殊条件下的信号机，其中包括进站信号机，经铁路局批准，亦可采用矮型信号机，如设于桥隧的预告信号机、通过信号机、双线双向自动闭塞区段的反方向进站信号机。
因受限界限制，不能安装信号机柱时，则以信号托架和信号桥代替。信号托架为托臂形结构建筑物，信号桥为桥形结构建筑物，分别如图1-4（a）和图1-4（b）所示。
图1-4 信号托架和信号桥
二、色灯信号机
色灯信号机包括透镜式、组合式和LED信号机。
透镜式色灯信号机是以凸透镜组为集光器的色灯信号机。透镜组由无色的外透镜和有色的内透镜组成，显示的颜色取决于内透镜的颜色。它的每个灯位固定一种颜色，多种颜色由多个灯位完成显示，故又称多灯信号机。以前多采用透镜式色灯信号机，因其结构简单、安全方便、控制电路所需电缆芯线少等优点，所以得到广泛采用。但其光系统存在一定的缺点，光通量不能充分利用，在曲线线段上不能连续显示。
组合式色灯信号机则是为提高在曲线上的显示距离而研制的新型信号机。信号机构采用组合型式，一个灯位为一个独立单元，配一种颜色，使用时根据需要进行组合，故称为组合式色灯信号机。它是信号机比较理想的更新换代产品。
LED信号机的信号点灯单元由LED发光二极管构成。LED信号显示系统作为一种节能、免维护的新型光源被成功运用。
1.透镜式色灯信号机
XS型透镜式色灯信号机有高柱和矮型两种类型，高柱信号机的机构安装在钢筋混凝土信号机柱上，矮型信号机的机构安装在信号机基础上。
高柱透镜式色灯信号机如图1-5所示。它由机柱、机构、托架、梯子等部分组成。机柱用于安装机构和梯子。机构的每个灯位配备有相应的透镜组和单独点亮的灯泡，给出信号显示。托架用来将机构固定在机柱上，每一机构需上、下托架各一个。梯子用于给信号维修人员攀登及作业。
矮型透镜式色灯信号机如图1-6所示。它用螺栓固定在信号机基础上，没有托架，更不需要梯子。
图1-5 高柱透镜式色灯信号机
图1-6 矮型透镜式色灯信号机
色灯信号机可构成二显示、三单示和单显示信号机。图1-6为双机构二显示、三显示信号机；图1-5为二显示信号机。各种信号机根据需要还可以分别带引导信号机构或进路表示器。
透镜式色灯信号机的每个灯位由灯泡、灯座、透镜组、遮檐和背板等组成，如图1-7所示。
灯泡是色灯信号机的光源，采用直线双丝铁路信号灯泡。
图1-7 透镜式色灯信号机机构
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