闭塞 (铁路)

闭塞（Block）是是铁路讯号系统和列车安全间隔防护的核心机制，其基本原理是将一条铁路划分为若干个连续的独立区段，称为闭塞区间。在同一时间内，每一个闭塞区间只允许一列列车占用，从而以空间隔离的方式，防止列车之间发生列车冲突事故。由于铁路列车重量大且行驶速度高，其需要的制动距离远大于一般道路车辆，当司机目视发现前方有障碍物时，通常已来不及停车。因此，强制规定闭塞区间的长度不得小于列车在最高营运速度下的紧急制动距离，便成为现代铁路运作的最基本安全技术要求。

在技术演进的过程中，闭塞系统经历了从时间到空间的转变。早期的铁路主要依赖“时间间隔法”，即根据行车时刻表控制列车的发车间隔。然而，这种方法存在致命缺陷，若前方列车因机械故障或意外被迫停于途中，而后方列车未能及时接获通报，便极易发生追撞。为了解决这个隐患，1840年代出现了“空间间隔法”（Space Interval System），不再单纯依赖时间，而是确保两列列车之间必须保持物理上的安全距离。随着电报、路签、轨道电路、讯号机等技术的发明，空间间隔法最终演变成今日的闭塞区间系统。

时至今日，大多数铁路都是利用讯号机来控制列车进入各个闭塞区间。当一列列车由车站出发或驶入某个闭塞区间时，该区间两端的讯号便会转为险阻讯号（红灯），向其他列车示意该区段已被占用。值得注意的是，当长度较长的列车刚驶入一个新闭塞区间时，其车尾可能尚未完全离开上一个区间。在这种情况下，这两个相邻的闭塞区间都会同时被系统标记为被占用状态。这种防护机制确保了在列车的前后两端，都能维持足够的安全缓冲空间；即使前车在轨道上突然紧急停车，后方驶近的列车仍有充裕的距离及时作出反应。只有当整列列车的最后一节车厢完全驶离前一个区间、通过分界点后，系统才会将旧区间重新标记为空闲，允许下一列列车驶入。

闭塞系统的设计与整条铁路的路线容量有直接的因果关系。在传统的固定闭塞系统中，一条铁路上能同时容纳的列车总数，必然少于其闭塞区间的总数。若要提升一条既有路线的列车班次密度，就必须缩短闭塞区间的长度以创造更多区段。然而，随着区间变短，列车为了确保能在更短的距离内安全停车，往往必须降低营运速度。因此，闭塞区间的数量和长度必须在列车速度、制动性能与路线容量之间取得精确平衡。此外，由于传统系统依赖固定安装在路轨旁的讯号设备与轨道电路，一旦建成，任何更改区间长度的工程都涉及庞大的讯号系统改装成本。因此，这也促成了要求高运量、高密度的现代铁路系统向移动闭塞技术发展，利用车载无线通讯动态计算安全距离，打破了固定区间的限制。

## 基本原理

<image>

铁路闭塞系统的核心任务，在于确保列车之间维持绝对安全的行车间距。无论是传统的固定闭塞还是现代的移动闭塞系统，在向列车发出进入某段路轨的行车授权凭证前，都必须同时满足两大基本安全前提：第一，目标防护区段直至授权终点为止必须确认空闲，且前方列车的尾端已获得该授权终点的绝对保护；第二，同一段路轨上所有可能产生冲突的对向列车运行进路，均已被系统安全锁闭。虽然这两项基本原则在各类闭塞架构中完全一致，但因应技术世代的差异，其实现的具体技术方案则各有不同。

这种严格控制行车间距的必要性，根源于铁路运输两大固有限制：一是列车无法像道路车辆般借由改变转向来规避障碍，二是铁路列车相比道路车辆所需的制动距离极长。随着铁路行车速度越来越高，列车的制动距离往往远超司机的肉眼目视范围。在夜间、大雾或暴雨等恶劣天气下，视线受阻的情况会进一步恶化；而铁路沿线的复杂地形、弯道或隧道，更会阻挡司机对前方路况的观察，使其无法及时察觉前方是否有其他列车或障碍存在。

如果缺乏有效的空间间隔防护，一旦前行列车因机件故障突然停在弯道或视线死角之后，当后方紧随的列车发现前车时，将完全没有足够的空间与时间及时停下，从而酿成追撞事故。为了杜绝此类风险，铁路讯号设计广泛引入了保守的“砖墙准则”（Brick Wall Criterion），即系统在计算后车的安全制动距离时，必须假定前车会在瞬间完全静止（如同撞上砖墙），而不将前车的减速滑行纳入计算范围。此外，即使两列列车皆处于正常运行状态，若彼此存在速度差（如快车追赶慢车），后方快车若无预先提示，亦无法及时减速以配合前车速度。

闭塞系统正是为了解决上述铁路系统本质上的限制而诞生的技术方案。通过在列车之间强制设定一段最小距离，确保任何在正常营运速度及载重限制下运行的列车，均有充足的时间与空间在与前方列车发生碰撞之前完全停车。随着技术的演进，这套安全机制的实现方式已发展出多种流派，从早期的人工路签、电气化的轨道电路，到现代基于无线通讯的移动闭塞系统，皆是围绕这一安全哲学不断优化与演进的成果。

在实际应用中，闭塞系统主要用于控制车站与车站之间、或是车站与编组场之间的“正线”列车运行。至于在车站站场内部，由于列车运行速度极低且调车作业频繁，通常会改用调车讯号、地面人员引导或目视慢行等其他特定的调车规则，而不纳入闭塞系统管制。此外，闭塞系统的架构因应轨道配置而有所不同。在双线铁路中，两条轨道各自实施单向通行，主要的风险是预防同向追撞；而在单线双向铁路中，一条轨道必须兼顾两个方向的列车，因此其闭塞系统与联锁设备的设计更为复杂，以同时防范同向追撞以及正面相撞。

闭塞系统依据安全严格程度分为“绝对闭塞”与“容许闭塞”两种技术模式。绝对闭塞（Absolute Blocking）要求一个闭塞区间在同一时间内有且仅能准许一列列车占用，必须在前行列车完全离开区间并由乙站回报清空后，后续列车才获准进入。相比之下，容许闭塞（Permissive Blocking）则具备较高的调度弹性，常见于班次密集或行车速度较慢的货运铁路。在此模式下，在前行列车尚未完全离开闭塞区间前，系统容许第二列同向列车跟进驶入同一区间，但发车站职员必须在后车进入前，明确向第二列列车司机发出预警（如显示特定黄灯或发出容许路票），提示前方仍有列车滞留。此时，后续列车必须采取目视慢行方式前进，随时准备在发现前车车尾时紧急制动。这个做法在现今北美洲许多单线铁路仍然相当常见，并以“绝对容许闭塞”（Absolute Permissive Block，APB）的形式存在。

## 人工闭塞

人工闭塞是铁路早期最基础的行车安全防护方法，其核心特征在于使用实体凭证（如路牌、路签、路票）作为列车占用区间的凭证，且闭塞区间内完全没有铺设任何能自动侦测列车位置的连续性轨道设备，因交接凭证和检查区间状态都需要人工完成，所以称为人工闭塞。

### 单路签闭塞

单路签闭塞系统（Staff Block System）铁路历史上最原始且构造最简单的空间隔离闭塞方法之一。在世界首条商用铁路斯托克顿和达灵顿铁路营运初期，由于缺乏行车管制，列车经常在单线区间中途相遇，导致进退维谷。当时的铁路公司曾尝试在两站中点设立告示柱，规定先抵达该柱的列车拥有优先通行权，后到者则必须退回避车线。然而，这种原始方法不仅无法预防事故，且在多列列车需要连续同向发车时完全不可行。为此，铁路业界随后引入了“空间间隔”概念，规定一条闭塞区间内只能存在一个代表绝对通行权的实体凭证，称为路签或路牌（Train Staff / Token），从而奠定了空间间隔闭塞的雏形。

任何列车在驶入该闭塞区间前，司机必须亲手取得这个特定的实体路签；持有该凭证即代表获得该区段的绝对行车授权，否则列车一律禁止启动。英国铁路早期的路签是一根直径约1.5吋、长达2呎的金属棒，由于其重量大且惯性高，当司机徒手接递或抛掷路签时容易对人员造成伤害。后来，为了提升营运安全，路签演变为仅长五至六吋的钥匙状金属牌，以便于携带与机械操作。

此系统的最大优势在于其低成本与高可靠性。由于它完全不依赖电气通讯线路、信号机或轨道侦测设备，只要确保实体路签不被复制，两列列车便绝无可能于同一区间内发生对撞或追撞。然而，由于整段铁路只有一个路签，且当时缺乏电报等即时通讯手段，当一列列车将路签从甲站带到乙站后，在反方向列车（或接驳人员）将该路签送回甲站之前，甲站将完全失去发车能力。这种方法极大地限制了铁路通过能力与班次密度，虽然早期业界曾尝试引入路签分拆或路牌收据等过渡折衷方案，但依然存在人为疏忽的风险。因此，单路签闭塞系统通常仅局限于运量较低的盲肠线。直至19世纪中叶电报技术普普及，工程师利用电磁铁原理发明了电气路牌机，这项技术瓶颈才得以彻底解决。

如今，当铁路发生严重事故、双线铁路需临时改为单线双向行车，或是既有的讯号与通讯系统彻底失效时，铁路系统通常会启动一种与单路签闭塞原理相似、但属于紧急应变性质的“向导员行车制”（Pilotman Working）。在这种特殊情况下，由于现场无法即时制造或寻获专用的实体路签，铁路当局会指定特定的铁路职员担任“向导员”（或称指导员），相当于将这个“人”本身视为行车授权的唯一凭证。此时，只有当向导员亲自登上列车随车同行，该列车方可驶入故障区间，作为其他电气闭塞系统因故瘫痪时的最后人工替代方案。

### 电气路签闭塞

电气路签闭塞系统（Electric Token Block）是一种结合实体凭证与电气联锁的铁路行车闭塞方式，主要适用于双向行车的单线铁路。在此系统下，每一个闭塞区间均配有专属的路签或路牌，可能是具备独特形状如特定打孔图案的金属圆片或钥匙状物体，作为列车占用该区间的唯一合法凭证。为了便利列车在运行中进行接递，路牌通常会装入附带大型藤圈或胶圈的专用路牌套内。

该系统于闭塞区间两端的车站各装有一台同型号电气闭塞机。这两台闭塞机之间有电气联锁关系。当甲站欲派遣列车进入区间时，两站讯号员必须透过专用电键与闭塞电话进行协商，按照既定程序共同操作机器。此时，甲站的闭塞机获电气解锁，准许职员取出且只能取出一枚路牌；与此同时，乙站的闭塞机则会被自动锁死，无法取出任何路牌。列车司机必须实时手持这枚由甲站职员递交的路牌，方可启动列车驶入区间。在该路牌被安全送达乙站并投入另一端的闭塞机之前，这组闭塞机将无法再取出第二枚路牌，从而杜绝两列列车同时进入同一区间的可能。当列车抵达乙站后，司机将路牌交给乙站人员，然后投入闭塞机内以完成解锁闭塞程序。如果此时正好有反方向列车需要立即发车，且闭塞区间条件允许（已确认前车到达完整、无其他列车占用），可以直接将同一枚路牌交给反方向列车的司机，提高行车效率。此外，路牌机具有严格的排他性，各区间的路牌构造互异，无法误投入其他区间的机器中。

对于在区间不停站通过的列车，为了确保列车在不停站的情况下仍能安全地完成路牌的接递，铁路业界发展出多种人工与机械授受机制。在列车营运速度较低时，通常采用人工徒手接递法，将路牌装入附带大型藤圈或胶圈的专用路牌套内，当列车通过月台时，司机将手中持有、连同圆环的前一区间路牌准确挂在月台前端的路牌接收架上；列车随即继续前行，司机再由月台末端的路牌授受架上取得下一个区间的新路牌。当列车高速运行时，则必须依赖轨道旁的路牌授受器与机车上安装的接收器自动完成路牌的交接。若在通过时发生抛接失败或路牌掉落，列车必须立即紧急停车，待职员寻回并确认路牌完整后方可继续行车。

为了将实体凭证与视觉防护相结合，路牌闭塞机通常会与讯号机实施互锁。当车站的出站讯号机显示允许通行时，即代表路牌已被取出并放置于授受架上，准备交予司机；若显示险阻讯号，则意味着该区间的路签尚未取出，列车必须立即在站内停车等待。在某些更安全的防护设计中，路牌本身更充当操作讯号机或道岔的实体钥匙，车站职员必须先从闭塞机内取出路牌，将其插入讯号联锁杠杆解锁后，方可将讯号机导通为绿灯。

在日常营运中，区间两端车站闭塞机内的初始路牌数量通常相等。然而，由于铁路在不同时段往往存在单向车流密集的现象，长此以往，所有实体路牌必然会逐渐集中到某一端车站的机器内，导致另一端无牌可发。这种不平衡现象视乎车流量，可能在数天、数周或数月后发生。为了解决这个问题，讯号维修员会定期进行路牌调拨。维修员会在不影响系统实时联锁运作的前提下，取出部分闲置路牌并运回另一端车站补给，以此维持整个闭塞系统的持续运作。

相比于更早期的人工通讯或单一路签闭塞，电气路签闭塞系统在保障安全的前提下，有效提升了线路的通过能力与调度弹性。然而，随着铁路运输向高速度与高密度发展，该系统的缺陷亦日益明显。首先，其闭塞办理手续极为繁琐，高度依赖双方讯号员的人工电话沟通；其次，在高速行车下进行实体路牌的递送与抛接，不仅费时费力，亦存在路牌损坏、遗失或导致人员受伤的风险。由于整个区间依然缺乏连续性的轨道占用侦测，其路线整体容量仍受到极大制约，因此在现代铁路干线上已基本被自动闭塞系统所取代。

尽管路签闭塞属于早期技术，但在结合现代通讯技术后更发展出“数码路签闭塞”（Digital Token Block，DiBloc），例如英国铁路在1980年代为偏远地区、低流量路线上取代传统电气路签系统而设计的无线电子路签闭塞系统（Radio Electronic Token Block，RETB），本质上就是无线版本的电气路签闭塞，其运作逻辑承袭传统电气路签“一次只允许一列车占用区间”的绝对安全原则，但它把原本的实体路签替换成虚拟路签（电子行车凭证），透过无线电传送给列车上的闭塞讯号接收器，司机必须持有有效凭证才能进入单线区间，离开区间后需向系统“归还”虚拟路签。

<image>

- 车站工作人员将路牌交给司机

<image>

- 通过列车的司机将持有的路牌投入车站设计的收取器

<image>

- 通过列车的司机从发放器处取得路牌

<image>

- 有轨电车在信号所交换路牌（土佐电气铁道伊野线、八代信号所）

### 电话电报闭塞

<image>

电报闭塞（Telegraph Block System）或电话闭塞（Telephonic block system）系统主要依赖相邻车站讯号员之间的电报、电话或电铃等通讯手段来维持空间隔离。在实施电话电报闭塞时，系统严格遵循“一区间一列车”的绝对闭塞原则。当以单线双向行车的区间为例，当列车抵达甲站并欲驶往乙站时，甲站讯号员必须先透过专用电话或电报向乙站发出请求；经乙站讯号员核对行车日志、确认区间清空并表示同意接车后，两站会同时编发一组闭塞电话记录号码。甲站讯号员随后根据此号码填写纸本路票并递交予司机，给予列车进入区间的行车凭证后开放出站讯号机。列车出发后，甲站讯号员须随即将后方讯号机复原为险阻状态（红灯），以防范后续列车驶入。在列车完整抵达乙站前，乙站讯号员有责任将反方向的出站讯号机锁定在险阻位置，禁止任何对向列车出发。当列车抵达乙站后，车站职员必须亲自检查车尾标志以验证列车完整到达，确认无车厢断钩留轨后，方可再次致电甲站办理闭塞解除手续。在两站职员均须严格遵循此操作流程，在未取得对方确认前，绝不允许擅自放行列车。

这套完全依赖人员通讯与规章防护的系统结构简单，在各方均无操作失误的理想状态下，能以极低的硬件成本维持基本的行车秩序，只要两站之间电话电报线路畅通，即使所有轨道电路、计轴器或信号机全部瘫痪，铁路依然能够维持基本的营运。然而，传统人工闭塞最大的技术缺陷在于其缺乏硬件联锁防错机制，且整个流程严重依赖讯号员与司机的口头沟通与自律合规。讯号机的运作与轨道的实时占用状态并无联锁，一旦讯号员发生人为疏忽、漏办闭塞程序，或前行列车在中途因机械故障被迫滞留于区间，而甲站职员又未能及时将出站讯号机复原，后方列车便极可能误信容许讯号而盲目冒进讯号，进而酿成冲突事故。尽管存在安全缺陷，这套制度因其低廉的建置成本，在历史上曾广泛应用于幅员辽阔的北美洲铁路网。

时至今日，发达地区的铁路系统在正常情况下已不再使用电话闭塞，仅作为基本闭塞系统、轨道电路或联锁设备停用或发生重大故障时的临时代用行车闭塞法。例如在2008年中国南方雪灾中，极端天气导致高压电网与京广铁路部分路段电力全面中断，铁道部为了维持南北大动脉的运输，便曾启动紧急应变程序，将郴州至衡阳区间由自动闭塞降级为俗称“路票行车”的电话闭塞。

## 半自动闭塞

<image>

在传统人工闭塞系统中，区间轨道完全没有自动化列车侦测设备（如轨道电路或计轴器），其行车安全完全依赖车站职员对信号机的人工操控，并透过互联的电气闭塞机办理闭塞手续来维持列车间隔。半自动闭塞（Semi-automatic Block）则是人工闭塞向全自动化过渡的阶梯。此方法在技术上取消了实体路牌或路票的传递，改以车站出站信号机开放允许通行的信号（如绿灯或黄灯）作为列车占用区间的行车凭证，并在区间两端车站引进了与信号机实时联锁的半自动闭塞机。闭塞机内含多个继电器，透过继电器逻辑电路完成闭塞、同意接车、发车表示、自动关闭出站信号等功能，因此该系统又称为继电半自动闭塞（Semi-automatic Relay Block）。

半自动闭塞的运作特点是人工确认清空、设备自动锁闭。在列车出发前，发车站与到达站必须协同办理闭塞手续。发车站首先向到达站发出请求，经到达站职员确认行车日志并按下同意接车的按钮后，发车站的闭塞机方能导通解锁，准许职员排列出站进路并开放出站信号机，与此同时，系统会强制锁闭逆向行车的所有信号。当列车出发并经过出站信号机后的轨道电路时，闭塞机得知列车已占用区间，出站信号机便会自动显示红灯，直至列车完全离开区间前，该信号机均无法再次开放。

当列车驶入到达站时，会再次经过进站端的轨道电路。此时，到达站的闭塞机便会得知列车已进站，并配合进站信号机的复原状态，允许职员操纵闭塞机办理闭塞解除程序。两站闭塞机重新回到常态后，方可为下一班列车办理闭塞。与人工闭塞相比，半自动闭塞法办理手续简便、行车效率高，能显著提升铁路区段的通过能力，并改善信号员的劳动强度。然而，其最大的技术局限仍在于区间内并未铺设连续的长轨道电路。系统虽然能透过与出站信号机联锁的一小段轨道电路自动锁闭出站信号，但当列车离开区间后，整个区间轨道是否完整无损、列车是否存在中途断钩溜逸等异常情况，系统本身并无自动侦测能力。到达站职员依然必须透过人工目视检查车尾标志（如尾灯或红白色反光板），确认列车完整到达后方可手动解除闭塞。

为了弥补这一安全缺陷，半自动闭塞后期演进出在相邻车站间铺设连续长轨道电路（或计轴器）的改良方案，俗称自动站间闭塞或联锁闭塞。这套改良系统克服了传统半自动闭塞的技术局限，一旦列车在途中发生车厢遗留或轨道断裂，轨道电路会因电流中断或短路而持续显示占用，闭塞系统便会维持锁定，拒绝解除闭塞。这类具备连续轨道侦测能力的过渡期系统，大多会被直接改造并升级为车站之间具备多个闭塞分区、容许同向列车追踪运行的全自动闭塞系统。

## 自动闭塞

<image>

自动闭塞系统（Automatic Block Signaling，ABS）是现代铁路干线与城市轨道交通中最普及的闭塞技术。该系统将铁路划分为若干个固定闭塞分区，并在每个分区的入口端装设自动闭塞信号机。自动闭塞系统的防护功能特点在于全线配置了如轨道电路或计轴器的自动化轨道占用侦测设备，当列车的车轴将轨道电流分路或通过计轴点时，系统会自动感应轨道占用状态，使信号机能够随列车运行而实时自动切换显示灯号，完全无须人工操作。

考虑到轨道电路可能因钢轨脏污等故障，导致系统侦测不到列车占用区间的情形，自动闭塞系统增设了联锁重叠防护，以进一步提高安全性。当列车驶入某一闭塞分区时，自动闭塞系统解锁前方区间的前提，除了要求该分区及前方规定的保护区段（Overlap）均无车辆占用外，系统还必须确认前方的下一个信号机已确实复原为红灯。如果前车在轨道电路系统中“失踪”、未能触发下一个信号机处于区间闭塞状态，后方的闭塞区间便会维持锁定，拒绝向后续的列车开放绿灯，以防发生追撞事故。

依据控制逻辑的分布形态，自动闭塞系统可细分为分散式与集中式两大类。分散式自动闭塞系统（Decentralised ABS）将控制装置直接安装于轨旁的信号控制箱内，各箱体之间透过实体线路或编码轨道电路相互传递行车数据。在这种架构下，系统的常态为“允许通行”，意即在没有方向锁闭限制的正常状态下，无论是否有列车接近，所有空闲的闭塞分区信号机均会持续显示绿灯。相反，集中式自动闭塞系统（Centralised ABS）则将闭塞逻辑整合至中央控制中心（OCC）或车站信号联锁系统中，闭塞分区被视为一种类似联锁系统中“进路”的逻辑概念。集中式系统的常态为“禁止通行”，即全线信号级持续显示红灯，只有当车站开放出站信号机时，控制逻辑才会由近至远、阶梯式地触发并依序开放前方各个闭塞分区的信号，并在列车通过后自动恢复为红灯与锁闭状态。

在自动闭塞系统的设计中，保护区段的配置模式对行车安全与路线容量有着决定性的影响。最简便的方案是将信号机安装在区间边界前、相隔一个保护区段的位置。然而，这种设计存在一个安全漏洞：该保护区段的轨道侦测实际上受控于后方区间的入口信号，一旦列车在区段中间突然断钩，导致后半截车厢留在保护区段，而前半截车厢继续前进并离开了保护区段，后方的信号机仍可能误认为所属闭塞分区已清空而错误显示允许通行的绿灯。为了降低这种风险，许多使用自动闭塞的铁路将保护区段划设为专属的轨道侦测区段，只要该段被任何车辆占用，后方信号机便会强制锁闭成红灯。而在闭塞分区较短的城市轨道交通（如地铁）系统中，则普遍将整个下一闭塞分区直接兼作前车的保护区段距离，以极大的安全冗余来确保高密度行车下的安全。

与传统人工闭塞不同，自动闭塞的信号变更并非源于机械式延时，而是严格取决于列车与前方多个闭塞分区之间的实时空间距离。在双线铁路营运中，自动闭塞可进一步细分为“双线单向自动闭塞”与“双线双向自动闭塞”。后者主要为了解决繁忙干线在其中一条线路需要检修或发生事故时，仍能维持另一条线路进行双向行车的调度需求，一般情况下当反方向行车时依旧依靠反向地面信号机进行列车间隔防护，而在引进了列车自动防护系统（ATP）的铁路上，则会进一步将反向地面信号简化或取消，升级为以车载信号显示作为主体信号。

为了在确保安全制动距离的前提下提升行车密度，自动闭塞依据色灯信号机能够预告的前方空闲闭塞分区数量，划分为不同的显示制式，其中最典型的为三显示与四显示系统。三显示自动闭塞信号机能够预告前方两个闭塞分区的空闲状态，当前分区占用时显示红灯；前方仅有一个分区空闲时显示黄灯（注意信号，列车须减速慢行，准备在下一个信号机前停车）；前方有两个或以上分区空闲时则显示绿灯（全速运行）。此制式技术结构较简单，多用于普速铁路。至于四显示自动闭塞信号机，则能够进一步预告前方三个闭塞分区的空闲状态。除了红灯与黄灯外，当前方有两个分区空闲时会显示“黄绿灯”（减速/注意信号）；只有当前方三个分区皆完全空闲时才显示绿灯。此制式能为列车提供更长的制动距离缓冲，有效缩短列车追踪间隔，广泛应用于追求高密度、高速度的铁路干线。

## 移动闭塞

<image>

移动闭塞（Moving Block）是现代先进铁路讯号系统（如CBTC）的核心技术。该系统完全摆脱了传统固定闭塞分区的束缚，其运作依靠高精确度的车载定位系统，以极短的时间间隔将列车的实时座标透过无线电讯号传送至地面的无线闭塞中心（RBC）。与此同时，列车完整性检测系统持续地实时确认整列列车未发生中途断钩和遗留车厢。无线闭塞中心接收到这些数据后，会以动态前车车尾位置作为“危险点”（Danger Point，DP），并在该点后方叠加一段相当于固定闭塞保护区段长度的动态安全缓冲区，以此精确计算并编发后续列车的“行车许可终点”（End of Authority，EOA）。当前后两列追踪运行的列车之间若有道岔需要转换，移动闭塞系统还会预留一个时间窗口，以确保道岔有足够时间安全切换方向。

在防范对向进路冲突方面，无线闭塞中心会透过严密的逻辑运算，绝对禁止编发相互重叠的反方向行车凭证，以防列车迎头相撞。在缺乏折返条件的非车站区间路段，系统则会建立一套与固定闭塞方向锁闭类似的动态方向管理机制。只要该区间内仍有反方向列车正在行驶，或已获得进入该区间的行车许可，系统便会锁闭该方向的入口，直至下一个可供变更列车顺序的调度点前，任何反方向车辆均不得冒进。

移动闭塞系统的最大技术优势，在于线路上的列车安全间距不再受制于固定的实体闭塞分区限制，而是随着前后列车的实时车速与制动性能动态调整。这种特性使得铁路能够在保障行车安全的前提下，容纳更多列车同时运行，从而铁路的运输能力。这一点在现代城市轨道交通的现代化升级有重要影响，例如伦敦地铁的银禧线与北线在引入移动闭塞技术后，整体通行能力与班次密度成功提升了接近五成。

尽管移动闭塞在理论上能将分区长度缩减至零，但其所能消除的仅仅是列车在固定区间行驶的一部分时间，实际上列车最小间隔仍受限于列车制动距离、安全反应时间、讯号系统反应延迟等因素。因此，相比起缩短分区长度的固定闭塞或虚拟闭塞系统，移动闭塞对路线容量的边际提升十分有限，尤其对于客货混行、速度差异大、站间距长的铁路，移动闭塞带来的容量增益甚至近乎微不足道。这亦解释了为何目前移动闭塞多局限于单一车型、高密度的城市轨道交通系统或高速铁路系统。

## 虚拟闭塞

若列车已具备列车完整性检测能力，则可将实体轨道侦测设备降级为后备或者直接取消，改造为“虚拟闭塞”（Virtual Block）系统。虚拟闭塞将线路划分成若干个虚拟闭塞分区，并用虚拟讯号机防护。虚拟分区和讯号机仅存在于控制软件系统和电路逻辑之中。若列车是以前方列车占用的闭塞分区入口为追踪目标点，则本质上仍为准移动闭塞。虚拟闭塞的出现旨在克服移动闭塞对无线电通讯带宽要求过高的缺点。移动闭塞需要极高频率的实时数据传输以连续更新行车凭证，而虚拟闭塞仅在前车完全驶离某个虚拟分区后才更新行车凭证，大幅降低了车地之间的无线电通信负荷，且路线容量只需透过软件缩短虚拟分区即可提升。虚拟闭塞方式能够将闭塞分区划分得很短，当短到一定程度其效率就接近于移动闭塞。

## 无闭塞系统

### 时间间隔法

#### 时刻表运行体系

在铁路技术发展初期，最原始的列车运行调度方式即为按“时刻表运行”（Timetable operation）。在此制度下，铁路车站充当了区段分界点，车站人员会在列车出发后，在月台放置一面警告旗帜或灯号，并在固定的时间后将其移除。随后的列车必须严格遵循时刻表，在指定时间后方可出发。各列车仅获准在特定的排定时间内进入相应的区段，并在该特定时间窗口内拥有专属的行车路权，其他列车在该时段内一律不得驶入相同区段。

当两列行驶方向相反的列车在单线铁路上相遇时，时间表会预先排定交会点，较早到达交会点的列车必须在避让线待避对方。在北美早期的铁路，若某班既定列车因运量过大而分拆成多班列车跟踪运行，前行列车的车头会在日间悬挂两面绿旗（夜间则点亮绿灯），以此向对向待避的列车示警，表明后方仍有点凭同一时刻表运行的续行班次，待避列车必须继续停留，直至最后一班列车通过。为了确保待避列车的乘务员注意到此特殊状态，携带续行讯号的前行列车在接近交会点时，必须依规章鸣响“一长两短”的专用汽笛讯号；而待避列车则必须回鸣“两短声”以示确认，前行列车方可继续行进。

这种方法存在极大的安全隐患。首先，该系统缺乏对前方轨道实际状态的主动确认（Positive confirmation），而仅凭理论上的时间差来推断区间清空。若发生机车突发故障或列车延误，时间表本身并无纠错机制。不过，时间表在设计上通常会保留一定的安全缓冲时间，以便在发生事故时，受阻列车的乘务人员有足够时间徒步前往指定距离之外，设置防护红旗、火炬或响墩等警告装置，借此拦截后续进路上的列车。其次，此制度缺乏弹性，在没有提前发布修正告示的情况下，铁路系统无法随时增开班次或变更行车计划，导致铁路营运效率低下。为了预留应对延误的应变能力，时刻表必须为每班列车预留极为宽松的时间裕量，导致铁路区段经常处于闲置状态。

#### 时刻表与行车命令体系

19世纪中叶电报技术的诞生，使讯息传输速度首次超越了列车的实体行驶速度。这项技术发展出比时刻表更具弹性的“时刻表与行车命令”（Timetable and Train Order）营运体系。透过电报，列车调度员得以即时发布行车调度命令（Train orders），用作取消、重新安排或增开临时列车。列车乘务人员通常会在沿途停靠的车站接收这些行车命令；在某些情况下，车站职员甚至会使用长叉，在不停站列车通过车站时将命令直接递送给司机。这套列车命令机制赋予了调度员动态干预行车指挥的能力，包括在侧线安排列车交会、要求其他列车在侧线避让高优先级的列车，以及透过车站间的时间通报维持同方向列车之间的安全行车间隔。此制度本质上并非严格的空间闭塞，而是一种动态分配路权的运作模式。

在19世纪的英国，部分繁忙的单线铁路亦曾尝试采用类似的电报调度机制，称为“电报与交会命令”（Telegraph and Crossing Order）体系。然而，由于该系统纯粹依赖文字或口头指令，因调度员抄写错误命令或乘务人员误解讯息，在1870年代连续引发了梅黑尼奥特（1873年）、索普铁路事故（1874年）及拉德斯托克（1876年）三宗严重的列车正面相撞事故，直接促使英国铁路业界彻底废除该制度，转而全面推行以路签为行车凭证的人工闭塞系统。路签的引进从根本上杜绝了含糊或冲突指令带来的安全风险，因为其运作逻辑不依赖口头或书面言语，而是依赖一个实体物件作为行车的唯一凭证。

虽然“时间表与列车命令”制度在欧洲和亚洲国家昙花一现，但在北美却一路沿用到20世纪后期，这主要是因为美国和加拿大地域辽阔，铁路动辄横跨数百公里荒野，车站之间距离极远，因此北美选择了投资成本最低的“时间表与列车命令”方案，只需一条沿铁路铺设的电报线便可向遥远的车站发送行车命令。直至1960年代，该制度仍广泛应用于沃巴什铁路及纽约、芝加哥与圣路易斯铁路等大型铁路公司。在加拿大，阿尔戈马中央铁路以及加拿大太平洋铁路的部分支线，甚至将此制度沿用至1980年代末。然而，随着铁路通讯及讯号技术的进步，在低运量铁路系统中，该制度已被列车无线调度通讯系统所取代；而在繁忙干线上，则全面转向地面讯号与中央控制联锁系统。

### 无闭塞行车法

在现代铁路系统，无闭塞行车是指在铁路讯号系统、轨道侦测设备及车站间通讯网络全面瘫痪或中断的特殊情况下，所启动的一种完全不依赖常规空间隔离（闭塞）的人工行车应变机制。由于此时系统无法自动判定区间内是否仍有其他车辆滞留，执行行车防护的安全责任转移至司机身上。在这种模式下，司机必须完全依靠肉眼目视来判定前方轨道状态与潜在障碍物，因此各国铁路规章皆会对无闭塞行车施加极其严格的最高时速限制与特定的操作程序。

无闭塞行车最常见的应用场景为列车在自动闭塞区间遭遇讯号故障，讯号机持续显示红灯。此时，为了避免全线交通因局部讯号故障而彻底瘫痪，规章通常容许列车在特定条件下实施自动闭塞区间的无闭塞慢行。以日本各铁路公司的《列车运行标准规程》为例，多数规定了列车在遭遇红灯讯号停车等待满一分钟后，获准以不超过时速15公里的限制慢行进入区间。而在台湾，台铁公司亦设有类似规范：当列车因讯号机显示险阻而停车超过两分钟后，容许驾驶员在无法取得调度员授权的通讯中断情况下，以无闭塞行车方式启动列车，并依规章呼叫“闭塞险阻，容许慢行！”以警示周边，随后以目视限速缓慢推进。

除此之外，部分中低运量的现代城市轨道交通系统（如有轨电车或轻轨系统），其设计与营运均基于“目视行车”（Drive on sight）或称“视距内行车”（Line-of-sight driving），即如同道路上的巴士或汽车，由司机凭肉眼观察与前方车辆的安全制动距离，本质上也属于无闭塞行车的一种。

## 外部链接

- Institution of Railway Signal Engineers（铁路信号工程师学会）
- IEEE Vehicle Technology Society（电机电子工程师学会车辆技术协会）