在以前没有计算机的时代，列车是怎样运行的？ 第1页

这个问题下的一些回答因为我国铁路发展史的跳跃性所以内容有些局限，我以我的角度大概阐述一下。。

目前检测列车位置的方式主要基于四种设备：轨道电路、计轴器、踏板以及列车通过应答器自动定位，轨道电路1864年英国人发明，记轴器基于踏板演化而来，1915年由瑞士人发明。前三种主要的定位装置都是在计算机发明之前就存在的，而应答器定位是基于CBTC方式由列车自己读取应答器里面的定位数据然后通过无线电向列控中心报道的方式进行，这种方式出现于80年代中期，算是计算机应用下的铁路系统，然而直到现在也是主要在地铁中使用，未来十年会在通勤铁路上开始大量应用，干线运输估计还要再等吧（欧洲已经要开始搞第一条ETCS3干线了，但是列车完整性检测暂时还是基于轨道电路的）。

所以一个世纪以来，铁路列车的定位方式并没有发生颠覆性的变化，不管计算机是否出现，改变的都只是背后处理保障安全运行的组织形式和维护成本。

具体谈论第一个子问题的时候，需要将情况分为两种讨论：车站或者区间，其中线路上的所有道岔都设置在车站里面，区间不存在道岔。

最初保障列车安全运行的是区间行车制，两个车站之间为一个区间，出于系统成本的考虑，在有的线路上，列车进入区间之后列车的具体位置调度和车站有可能是不知道的，只知道列车在这个区间里面。这一点只要不是CBTC系统，不管采用的是什么调度技术，至今都是没有太大改变的。即使现在有些铁路公司采用GPS作为辅助定位手段，但是最终调度的判据还是来自信号设备自身，因为除了列车定位外，更重要的是确认列车是完整的。

A. 在最初的区间行车制下，考虑到列车的制动距离远远长于目视距离，那么需要保证的原则是任何时刻区间里面都只有一列列车。如果区间是单线，那么比如上行列车离开起点车站之后，那么这个区间里面就不能放其他列车进来了，当上行列车到达目的站后，目的站要确认上行列车是完整的，然后可以放一列反方向的下行列车进入区间，当下行列车到达其目的地后，下行列车的目的地车站，也就是上行列车的起点站，可以继续放一个上行列车到区间里面。这样做可以确保列车之间不发生事故。但是这样做的缺点很明显，就是上下行的列车数量是需要绝对平衡的。如果某一个时刻某一个方向的列车比另外一个方向更多的话，那么就只能采用时间间隔法，就是在间隔X时间后，（X大致等于前车通过这个区间需要的时间），往同一方向放入第二列列车。然而这样的做法存在危险性，表现在目视条件很差，比如大雾或者弯道的情况下，如果前方列车没有按照预期离开区间，甚至停在区间里面之后，就有可能发生追尾（723实际上属于这类）。后来电话和电报被应用到铁路中，列车到达目的站之后，目的站在确认列车完整之后，用电话通知列车的出发站，并且不往反方向放入列车之后，出发站就可以安全地放另外一列车进入区间，这是空间间隔法最初的原型。

然而如果两站车站的距离很长，以上两种行车方法对于线路的资源浪费也是很明显的，解决这个问题的一个简单方式就是在区间里面设置没有道岔的中间站将区间细分，这类车站称为线路所（的一种）。如果线路在复线上，并且只有正线而没有道岔，这个线路的存在就是单纯为了提高线路容量而设置的。在轨道电路和记轴器出现后，由于这两种设备可以在逻辑上检测出列车在某一段轨道上的进入和离开，这类线路所就被相关的技术手段取代了。这个时候就产生了自动闭塞行车法。其原理是按照列车既定的制动能力，以轨道电路或者记轴器的方式在线路上划分闭塞区间， 在轨道电路或者记轴器之间用继电器或者其他逻辑设备连接，然后将这个逻辑设备的输出连接到信号机上，这样就把一个区间细分为了N个子区间，称作闭塞区间，在这个过组织形式下，只要保证信号机上面的显示和列车实际的位置之间的关系是可靠的，在确保一个闭塞区间里面最多只存在一列车，并且整个区间里面的列车都是同向的前提下，就可以不需要人工干预进行安全的列车追踪运行。这套方法从出现以来一直使用到今天，基本原理没有因为计算机出现的改变。在有的（很多）情况下，因为成本控制的原因，区间设备之间是独自运作的，和车站之间没有建立完整的关联，调度人员未必掌握列车在区间中的确切运行位置。

B. 如果把这样的闭塞区间继续细分，使其长度接近甚至短于列车本身的长度，那么就有可能让列车之间更加靠近。然而现实的问题是，信号机可以显示的内容是有限的，增加的区间数量会导致无法设计出能够快速理解的信号表示，而车载计算机和调制信号的引入解决了这个问题。最初在完全继电器的情况下，一台红黄绿区间信号机可以给出大约五到六个区间空闲的信息，之后60年代工程师在轨道边上设置调制信号发射装置，通过钢轨和车轮将调制信号发射到列车内显示，此时能够表示的空间曲线数量取决于调制信号的种类，在最初采用模拟调制信号的系统中，可以表示的区间数量大约上升到了十个左右，在80年代末出现了采用数字调制信号，一下子将可以发送的信息数量和总类大大扩展，在这个前提下，将报文中增加线路相关的信息比如坡度，通过新增的车载计算机，让列车可以自己计算安全的运行速度，将这种速度报告给列车司机，这种技术就叫单次连续制动曲线列车行车保护。在固定划分闭塞区间的情况下，这种列车间隔方式到达了极限的性能。如果闭塞区间很短，配合以上的技术可以实现准移动闭塞。

然而如果把这个上面这个系统进行简化，线路上隔一段距离安装一个信号发射装置，直接告诉列车这个固定点的位置，然后列车对当前速度进行积分计算就可以自己得到目前列车的位置，通过无线电方式向列控中心报告自己的位置（这个位置是带误差限的），而列控中心实时向该列车的后续列车转发这个位置，结合线路坡度信息，后续列车就同样可以实现安全地追踪前方列车运行，这种技术就叫CBTC。

事实上前文所诉，区间中运行的情况中，A部分内容的最后部分是目前很普遍的现状，并没有太多计算机介入，而B部分内容最后的CBTC和计算机技术紧密相关

这个问题实在太大，我先歇一歇。。。

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继续回答

上面说了区间，现在说车站。

技术意义上的车站不止有上下乘客或者货物或者编组场，只要是有道岔，就算一个车站，因为道岔是需要操作的，那么就需要有人管着。

铁路上道岔的位置很重要，因为列车往哪里开取决于道岔的位置，如果道岔开错了，轻则列车走错方向，重了就是各种重口味了。。追尾、相撞、把对面列车拦腰截断或者开到没轨道的地方。。。所以所有道岔都会用一个信号机保护起来，调度说列车可以越过信号机列车才可以去压道岔。这种信号机和道岔位置之间的关系叫做联锁。回到具体业务下，在车站里面从一个信号机到另外一个信号机走的路叫做进路，一个进路里面包含了所有需要通过的道岔的位置，以及一些相关的不通过的但是可以防止其他道列车冲进来的道岔的位置，而进路的建立除了检查进路上有没有其他列车，进路附近有没有反向的列车，还有就是检查这些道岔是否可以移动到进路指定的位置。进路建立好后还要保证这些道岔的位置是锁定的，不会被其他的因素所影响。所以一个车站里面的进路管理就是一些逻辑的管理，我们称作车站联锁。

最初联锁是不存在的，在没有联锁的线路上，道岔直接通过扳道杆控制，就是那种抗战电影里面那种，抗日英雄把道岔一板，鬼子的列车就开到沟里面了。这是在中国的情况，但是在世界范围里面，信号联锁在19世纪就有了，在联锁的情况下，道岔是没单独法直接移动的，必须通过联锁系统操作才可以。最初的形式很简单，如果几个道岔之间是互斥的，那么就在这几个道岔的扳道杆上加上一样的锁。后来在19世纪50年代出现了用机械方式实现的联锁，并且在当时，联锁系统的操作杠杆是直接和道岔相连的，所以最初的车站联锁设备既大又笨重。后来出现了用流体实现逻辑运算以及杠杆的液力式联锁，以及用电动机驱动道岔的机电式联锁（其运算机构相比直接操作道岔的纯机械联锁较小，但原理是一样的）。在进入电气时代之后，先后出现了电气锁控制的机械联锁（用电气锁锁定扳道杆），以及完全用继电器实现联锁逻辑和联锁操作的继电器联锁。在80年代，英国第一次出现了用计算机程序控制的联锁系统，既计算机联锁。从机械联锁到计算机联锁整个发展速度是相当快的，整个系统的体积不断缩小，实现的联锁关系确越来越复杂，可靠性也越来越高，而工人的工作环境也是翻天覆地的变化。在计算机联锁被发明出来之后，很快出现了将联锁系统和调度运行系统完全整合在一起的列控中心，整个铁路运行从分散自治向集中控制转变，以前列车的运行需要列车当地的车站调度直接进行，而在一些大的车站，由于道岔太多，需要好几个信号楼分管不同的区域，而现在一个列控中心可以监控调度上千公里的一整条线，我曾经参观过法国的国家铁路运行中心，里面可以直接监控整个路网上的任意列车。所以计算机引入铁路系统，对于车站和行车调度来说影响是非常巨大的。

几点

最后说说时刻表和排图，这个相对简单，以前排图都是用人工计算搞定的，很多车迷都研究过时刻表的经验公式，启停附加时间什么的。在欧洲曾经有过专门用于排图计算的机械式牵引计算机。自80年代起开始就有铁路企业开始尝试用计算机进行列车运行图的计算。事实上这一块已经相当成熟，在欧洲基本上所有的运行图都是由计算机计算搞定的，排完之后还可以直接拿去仿真一下，仿真的时候还可以加入晚点事故等因素，搞一些备案之类的。比较有意思的是对于晚点，调度们希望搞一些软件，可以直接用来取得在晚点情况下最快恢复运行，或者最小代价恢复运行的较优解甚至是最优解，这个完全就是计算性能和数学建模的比拼了。

现在业界最流行的就是工业4.0，事实上未来的趋势就是数据整合，数字连续性，在信号和调度还有运行基础数据都数字化的情况下，自然而然就是把所有的数据整合在一起，规划好的列车运行图自动整合进信号系统，由计算机进行自动调度，这样的系统，我们称之为ATO，自动列车运行系统。

然而最早上线运行的ATO，用的其实是全模拟方式实现的。（逃。。。

谢邀！

蒸汽机车从发明到现在已经一百多年的历史了，铁路技术的发展史可以写上厚厚的一本书，这个问题只能根据我的岗位所知，以及时间段作一个回答，比较片面。

我进铁路上班是1996年，当时在干线之一的京广线上跑货车，行车设备在国内已经是比较先进了，使用的是自动闭塞行车，最先进的是京广线郑武段，使用引进的四显示自动闭塞。

当年大量使用的是半自动闭塞行车，而且使用的《技规》中还有关于使用钥匙路签牌闭塞方式和臂板信号机的显示等内容，说明国内铁路技术还是相当落后的。当时京广线上正线还是使用12.5米的短钢轨，还有蒸汽机车在运营，在我们机务段走行线上，发现竟然还有民国二十五年制造的钢轨。

我上班时车站大多还使用6502电气集中联锁设备，计算机联锁在2000年后才逐步升级更换。列车通过车轮短路轨道电路，显示红光带，在设备上显示区间或站内股道占用。我参观过车站信号楼，调度员、车站值班员、前、后车站及早期的扳道员都是通过直通电话来指挥联络，调度员发布阶段计划，车站值班员记录并安排进路，发出列车要通过电话通知下一车站。列车压上进站前第二架信号机(称为第一接近)才会在设备上显示红光带，显示区间占用。列车司机与车站间通过电台(无线列车调度电话)联络，半自动闭塞采用问路行车方式，由司机先呼叫车站询问列车进路；自动闭塞采用指路行车方式，由车站呼叫司机告知列车进路。

在没有计算机的时代，列车运行的安全完全掌握在司机的手中，司机室里装有标语牌，有一句是：握紧手中闸，安全系万家。司机掌握列车运行速度唯一的参考是有一个速度表，通过机车动轮轮轴上安装的磁电式测速发电机测出列车运行速度，误差比较大，很多机车上速度表甚至是坏的。当年的司机必须有一项技能：估速。根据线路百米标距离来估算列车运行速度，我在晋升司机考试时，操纵考试还有估速项目，在高、中、低速情况下，遮住速度表，误差太大会扣分。司机必须熟记担当运转区段的线路纵断面，按运行图规定的区间运行时分来控制列车速度。

区间运行时分是由该区段牵引机车、牵引定数、操纵图、线路纵断面及慢行附加时分等确定的。

https:// rh.mbd.baidu.com/g51shg j?f=cp

杨庄事故，来源百度。

早期铁路机车没有列车运行安全设备，司机根据信号的显示控制列车速度，如果司机控速不当，进站冒进进站信号或冒出出站信号是常见的事情，我记得当年《事规》中冒进没有挤坏道岔是不列行车事故的。

中国铁路在郑州铁路局发生杨庄事故后，造成巨大损失，开始重视行车安全设备的研究使用。

在我上班时已经开始装备第一代LKJ，(列车运行监控记录装置)，功能比较单一，只能显示时间，线路限制速度，列车运行速度，区间(闭塞分区)长度等，司机接班后还要输入时间，司机代号，开车前输入列车编组，LKJ根据列车编组及内存的线路数据计算出列车制动限制曲线。司机如果运行中超过LkJ设定的速度曲线，会触发紧急制动。最开始使用的设备比较简单，在机车信号接收到停车信号时，设备发出周期性的蜂鸣声，司机必须七秒内按压按钮，不然设备自动排风输出紧急制动，目的是防止司机运行中睡觉，防止发生类似杨庄事故情况。

经历了几代发展和技术升级，现在行车安全装备的功能、可靠性、安全性能有了极大提高，加上运营经验的积累完善，现在中国铁路行车事故发生已经很少了。

九十年代时中国铁路技术是非常落后的，落后德国法国起码数十年，1998年德国铁路高速列车脱轨倾覆，在了解德国铁路技术时，我们是非常震惊的，感觉简直是外星人的黑科技。经过了二十多年的发展，中国的铁路技术经过引进吸收，与铁路技术发达的德国法国相差不远了，甚至有超越之势，作为一个铁路人，亲身经历和参与，内心是非常自豪的。

蒸汽机就没电脑，纯机械，纯人工，还能重连运行，闭塞就用路签

我上课时老师给讲是一支铅笔，一把尺，一张纸，一部电话

如果是指电子计算机的话...

那这之前有很多电气设备。

比如用电磁继电器可以进行逻辑运算...

再早，靠人工啊- -

路签，电话，气球，目视行车。

1:信号方面

今天的闭塞首先就是从那个时候继承沿用并一路改进下来的概念。

1840年的铁路只能控制发车时间确保列车安全，一般来说会预留巨大的余量，效率极其低下。也不能保证故障车或者其他情况速度出现异常列车的安全。

再发展一段时间，在前计算机时代广泛采用的是人工闭塞。

在发车前，接发车双方的线路所共同确认区间处于空闲状态，然后发车的车站或线路所使用路签机、路牌、路票等记录本段区间已经被占用。把占用信息通过电话、电报等手段通知接车的车站或线路所。接车的车站或线路所在列车到达后检查车辆到达编组情况后解除区间占用。

在列车到达前，发车车站会阻止后续运行的列车进入这一闭塞区间。(手动信号灯/牌)

通过列车的司机将持有的路签（牌）投入车站设计(图:维基百科)

再晚一点出现的半人工闭塞是在人工确认闭塞区间的基础上加上轨道电路检测和更高级的信号机。

人工闭塞主要缺点就在于效率过于低下，线路运能无法发挥，浪费人力资源，其实安全性还不错

补充见：
https://www.zhihu.com/question/26692331/answer/57402697

2:车辆方面

稍微广义的计算机(1930)出现之前的蒸汽/内燃机车，控制速度就是加煤(油门)的速度，车灯基本都是是油灯; 车厢照明一般来说也是油灯，比较先进的会在拖车轮对挂上发电机。(至今不少非机供车仍是采用这种方法取电)。

狭义计算机(晶体管计算机1960)出现之前变压技术还不成熟的时候电车的车厢供电也有专门搭载内燃机发电的，比如说181系电车就非常暴力地在鼻子里塞进一个独立的内燃发电机供空调使用。

3:线路方面

扳道工这个又累又危险的工种以前是广泛存在的，顾名思义扳动道岔让列车行驶进既定路线

暂时想到的就那么多

谢邀

这题目很大啊。要分完全原始时代（车站间无通信联系），部分原始时代（车站间可电报/电话联络，但是司机没有直接跟车站对话的通信设备），模拟电路时代（机车携带无线电对讲机同各车站联系）和数字电路时代（计算机接管通信系统，沿线N个基站，车上有类似手机的接收机显示前方站或者区间是否需要停车）四个时代。

一、列车位置

一般列车不是在车站就是在区间内，完全原始的条件下，列车自出发时拿着路签，到下一站与下一站工作人员交换路签，下一区间按新拿到的路签运行。如果要在车站停车，则停车的时候换。如果是通过，则减速经过车站，扔下之前的调度命令铁环给车站值班员，接过值班员挂在杆子上的新命令。

以上这些都是在最原始的情况下进行的盲目闭塞，如果是双线区间就尽量延长间隔时间，繁忙线路一般在20到30分钟发一趟车。这些还有一整套拉线式臂版信号机去给司机明确的信号。同时还有集中式手动扳道房，通过钢缆连接扳道房到各处道岔，以免扳道工在线路上到处扳道岔的危险操作。当然这种房子英国还有许多，国内基本实现道岔自动化联锁控制，扳道工其实没多少。

说到这种最原始的通信方式还引发了一场臆测行车的事故。19世纪末英国一趟客车在双线区间先发车，但是半路上因为机车动力不足还是什么原因坡停，而后方站并不知道这个情况又在十几分钟后放了第二趟客车。但是第一趟车并没有放出运行区间，而当时司机决定既然爬不上去那就退回去。结果两列车以头对尾的方式正面冲突，死伤无数。

到了后来有了电报和电话，这两个新玩意迅速广泛应用在铁路行业。站间通过电话联系，再用路签确定下一行程，通过效率提高不少。色灯也逐步取代需要手动拉动的臂版信号机，当然这要到二战之后才慢慢改色灯信号，而色灯信号的逻辑电路倒是反应很快，一过马上红光带，已经有点计算机那种电路的味道了，调度机房内可以显示某一段铁路是否有车，通过红光带确定列车位置。

无线电也是二战时成熟的，当然只是模拟信号，也只能简单用于通话。所以此时车辆进入区间就在呼叫下一站，让下一站立即确定是否停车或者通过。无线电联络完成下一站会确定列车进路，是侧线停车还是正线通过。不过到后期机车上的收发器可以接收各种编码以在机车上的信号显示器上显示各种信号，同时这个收发器还介入机车制动，如果出现闯红灯的情况会立即自动紧急停车，这时候计算机系统已经有点介入铁路车辆运行了。

第四个时代就是计算机深度介入了，地面信号控制人员借助数字无线电信号与车辆保持联系。而机车运行参数不再到处读取一块块实体的计量表，而是通过电子屏显示。我国LKJ系统先进到距离下一信号精确到米，线路XX公里XXX米至YY公里YYY米限速多少都有，而线路信息（曲线、坡道）也有，直观的V-S坐标图时时显示车辆运行情况，除了那个讨人嫌但必须有的警惕系统之外其实还算完美。司机值乘时领取运行IC卡插入值乘机车LKJ，由LKJ读取预先设定好的相关数据。当然这种还要插卡其实还是被诟病，胶济线4.28事故就是当时IC卡没有写入后来事故地点的限速。当然了这种系统复杂性已经远超一般人的理解了。

二、通过时间

计算列车的到站时间其实也是分区间一个个加起来的，以试运行时得到的时间进行一个综合评判得到标准通过时间。比如甲站到乙站不停车通过时间为10分钟，启停附加时间各为2分钟，那么某列车甲停乙通（甲通乙停）的区间时间就是12分钟，甲乙两站都要停那么区间通过时间就是14分钟。

三、分配让车顺序这个基本上不存在的，在双线路段以时间间隔控制车流，在单线路段虽然有列车等级之分，但是根绝事先编排好的运行时间图进行比对即可确定哪里交汇，哪里让车。当然计划是这么个计划，实际上也不一定，一旦晚点只能走到哪算哪。国内单线小站调度员经常有这种对向来车几乎不停车交汇的神操作：两个方向的列车一正一侧缓慢进站但不准备停车（虽然前方出站信号红灯），待两趟车尾部均完全驶出道岔区进入站线时，立即调换车辆前方道岔为出站方向并开通出站绿色信号，再经无线电通知两车可以发车，那么这些还在缓慢滑行当中的列车司机即可加速出站。这种操作倒是提升了运输效率，但是也把车站安全员吓的一惊一乍，可以说相当刺激了。

2008年的雪灾导致黔桂线通信完全中断，笔者第一次看到多个出站信号机全部不亮的“盛况”。万幸黔桂线是内燃单线，仍能勉强运行，只是需要车站值班员去道岔值守，通过手台跟车站信号楼联系。虽然道岔方向是处于开通状态（忘了是正进正出还是经过1道站台），但是来车到站必然临停，由车站值班员递交纸质路签，司机按路签运行。道岔处的值班员听候命令，如果需要扳道岔则用摇把怼进没电的扳道机，手摇扳道岔。这是还有部分人工无线电通信的情况。