鐵路自動化主要包含信號控制系統(tǒng)、隧道監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)車車輛、電力監(jiān)控系統(tǒng)、站控系統(tǒng)、線路設(shè)備監(jiān)控、鋪路/養(yǎng)路機(jī)械等七個子系統(tǒng)。
信號控制系統(tǒng)
傳統(tǒng)的鐵路信號控制系統(tǒng)主要包括車站聯(lián)鎖設(shè)備、區(qū)間閉塞設(shè)備、編組站駝峰控制系統(tǒng)、行車調(diào)度控制系統(tǒng)和改造以及由機(jī)車信號和超速防護(hù)系統(tǒng)組成的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)組成。
隨著列車速度的不斷提高，傳統(tǒng)信號控制系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，計算機(jī)聯(lián)鎖已經(jīng)逐漸取代繼電器聯(lián)鎖，成為車站聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)展的方向。技術(shù)引進(jìn)使得各種先進(jìn)的計算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)廣泛應(yīng)用，比如Siemens的SICAS聯(lián)鎖、Alcatel的VCC聯(lián)鎖、Alstom的VPI聯(lián)鎖、USSI的MICROLOCK聯(lián)鎖、Westinghouse的SESTRACE聯(lián)鎖、Bombardier的EBILOCK聯(lián)鎖技術(shù)。一批系統(tǒng)集成商也迅速成長，比如中國通號集團(tuán)、北京交大微聯(lián)科技有限公司、合肥工大高科信息技術(shù)有限責(zé)任公司、卡斯柯信號有限公司、北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司、北京唐吉森自動化設(shè)備技術(shù)公司等。
區(qū)間閉塞設(shè)備從最原始的路簽閉塞已經(jīng)發(fā)展到無絕緣移頻自動閉塞。ZPW-2000A自動閉塞系統(tǒng)的應(yīng)用加快了鐵路自動閉塞制式的統(tǒng)一，大幅度減少了調(diào)諧區(qū)死區(qū)長度，實現(xiàn)了對調(diào)諧單元的斷線檢查和對拍頻信號干擾的保護(hù)，大大提高了傳輸?shù)陌踩浴Ｔ诳刂圃O(shè)備上，用單片微機(jī)和數(shù)字信號處理芯片代替晶體管分立元件和小規(guī)模集成電路，提高了發(fā)送移頻信號頻率的精度和接收移頻信號的抗干擾能力。新型的ZPW-2000R型無絕緣自動閉塞系統(tǒng)采用了DSP技術(shù)，使系統(tǒng)調(diào)諧區(qū)檢查的問題得到較好的解決。
編組站駝峰控制系統(tǒng)實現(xiàn)了路網(wǎng)性編組站駝峰自動化。目前，駝峰信號控制系統(tǒng)正向綜合自動化系統(tǒng)發(fā)展，其控制技術(shù)包括車輛溜放進(jìn)路、溜放速度及機(jī)車推峰速度等的自動控制。在編組站采用駝峰解體作業(yè)過程控制系統(tǒng)、駝峰調(diào)車場尾部平面調(diào)車計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、編組站各車場計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、編組站車輛信息管理系統(tǒng)、樞紐調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)、編組站車輛實時跟蹤系統(tǒng)、編組站實時信息網(wǎng)、站內(nèi)調(diào)車無線指揮系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，可實現(xiàn)編組站調(diào)度、管理、作業(yè)的全盤綜合自動化。
行車調(diào)度控制系統(tǒng)（CTC）也由原來的繼電系統(tǒng)、半導(dǎo)體分立元件、集成電路時代發(fā)展到現(xiàn)在以計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)為基礎(chǔ)的微機(jī)自動化時代。高速鐵路由于速度快、發(fā)車間隔小等特點，普遍采用新型的分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)，分為網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)和調(diào)度命令無線傳輸系統(tǒng)兩個方面，無線設(shè)備得到快速應(yīng)用。
列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CTCS）已由列車自動停車時期發(fā)展到了列車超速防護(hù)時期，這一問題在高速鐵路系統(tǒng)中尤為重要，鐵路信號控制系統(tǒng)正向真正意義上的數(shù)字化、信息化、自動化、現(xiàn)代化方向邁進(jìn)。
隧道監(jiān)控系統(tǒng)
當(dāng)前隧道監(jiān)控模式主要分為兩種：一種是適用于短隧道的集散式控制模式，一種是適用于長隧道的分布式現(xiàn)場總線控制模式。前者布線復(fù)雜，造價較高，由中控室對現(xiàn)場設(shè)施進(jìn)行控制與管理；后者施工方便，不但造價較低，而且可靠性較高，其又可分為全分布式現(xiàn)場總線控制和集中式現(xiàn)場總線控制。全分布式現(xiàn)場總線控制模式，中控室對現(xiàn)場設(shè)施不直接進(jìn)行控制，由現(xiàn)場各種設(shè)施的控制器進(jìn)行控制。分布式現(xiàn)場總線控制模式從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成來看，一般分3個層次：上層為中央計算機(jī)系統(tǒng)，即本地控制中心，中間是由各區(qū)域控制器組成的控制層，下層為各種檢測設(shè)備和控制及誘導(dǎo)設(shè)備組成的設(shè)備層。
鐵路隧道監(jiān)控系統(tǒng)一般由中心站、隧道外控制室、隧道內(nèi)系統(tǒng)分站和傳感器等四部分組成。系統(tǒng)中心站實行雙機(jī)熱備，全天候監(jiān)控。隧道內(nèi)由系統(tǒng)分站、電源箱、傳感器、風(fēng)速及列車檢測器組成。
目前隧道監(jiān)控系統(tǒng)是典型的傳統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)。根據(jù)隧道長度的不同，所構(gòu)成的系統(tǒng)規(guī)模也有較大差異：在特長隧道以及隧道變電站中一般需要選用高性能雙機(jī)熱備冗余的PLC，如Omron的CS1 D系列、Schneider的Quantum系列、Rockwell Automation的ControlLogix系列和Siemens的S7-400 417系列；而在短隧道以及現(xiàn)場條件較好的工況下，往往是用經(jīng)濟(jì)型的PLC做主控，比如Omron的CS1系列、Siemens的S7-300系列等。
隧道監(jiān)控系統(tǒng)中主要自動化系統(tǒng)
機(jī)車車輛
雖然電氣化鐵路的建設(shè)成本很高，但是由于電力動車組和電力機(jī)車的運(yùn)作成本比內(nèi)燃機(jī)車低，而且電氣化列車的加速性能及再生制動能力都比較好，因此十分適合在乘客密集的客運(yùn)線上使用。絕大部分的高速鐵路都是以電力推動，因為它們所需要的大動能很難完全由放在車上的發(fā)動機(jī)直接產(chǎn)生。電力機(jī)車的供電電壓很高，可以減少饋線用銅量。隨著接觸網(wǎng)供電電壓的升高和人們對節(jié)能的要求逐步升高，電動機(jī)的調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展，目前，先進(jìn)的VVVF技術(shù)已經(jīng)廣泛用在電力機(jī)車電機(jī)上。
由于鐵路機(jī)車及車輛由專門機(jī)車車輛廠提供，自動化系統(tǒng)通過這些OEM廠商進(jìn)入市場，中國目前發(fā)展的高速鐵路機(jī)車車輛技術(shù)主要為龐巴迪、西門子和阿爾斯通體系，生產(chǎn)企業(yè)則主要是南、北車集團(tuán)旗下的制造廠。
電力監(jiān)控系統(tǒng)
作為電氣化鐵路發(fā)展的新趨勢，高速鐵路對電力系統(tǒng)提出了新的要求，主變電站、牽引供電系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)的SCADA成為保障列車安全運(yùn)行的必要條件。
站控系統(tǒng)
車站監(jiān)控系統(tǒng)主要包括對車站、區(qū)間的通風(fēng)、空調(diào)、給排水、照明以及自動扶梯等設(shè)備進(jìn)行自動化監(jiān)控和管理，以確保鐵路環(huán)境的安全和舒適。
其主要組成部分有：（1）中央控制室：進(jìn)行全線的環(huán)境狀況和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，必要的時候給車站控制室發(fā)布控制命令；（2）車站控制室：進(jìn)行本站所轄環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測，并對本站所轄設(shè)備進(jìn)行控制；（3）就地（現(xiàn)場）控制設(shè)備：部署在設(shè)備機(jī)房內(nèi)的可以直接進(jìn)行操控的設(shè)備。
車站監(jiān)控主要包括：MCS（主控系統(tǒng)）、EMCS（環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)）、MCC/IMCC（馬達(dá)控制中心/智能化的馬達(dá)控制中心）
線路設(shè)備監(jiān)控
高速鐵路的運(yùn)行速度快，隨之而來的安全問題也越來越突出，這就需要一套相對完善的系統(tǒng)對鐵路沿線的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，包括環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、DCC數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)、公安信號、視頻、安防監(jiān)控設(shè)備、消防系統(tǒng)等等，完成這些繁雜子系統(tǒng)需要高速率、高可靠性、高穩(wěn)定性的通信網(wǎng)絡(luò)。
鋪裝、養(yǎng)路機(jī)械
鋪裝和養(yǎng)護(hù)機(jī)械主要包括鋪軌機(jī)、架橋機(jī)、軌排生產(chǎn)線、機(jī)械化養(yǎng)路車、焊軌機(jī)等種類。這些機(jī)械現(xiàn)在越來越向大型化、自動化程度更高的方向發(fā)展。 | 
