铁路信号电缆产品概述

第一节 产品定义及发展历程

一、定义

铁路信号电缆适用于额定电压交流500V或直流1000V及以下传输铁路信号、音频信号或自动信号装置的控制电路，其中综合护套、铝护套铁路信号电缆具有一定的屏蔽性能，适宜于电气化区段或其它有强电干扰的地区敷设。广义的铁路信号电缆还包括铁路长途对称通信电缆（填充型和非填充型）以及铁路综合贯通地线。

铁路数字信号电缆具有传输模拟信号（1MHz）、数字信号（2Mbit/s）、额定电压交流750V或直流1100V及以下系统控制信息及电能的传输功能。适用于铁路信号自动闭塞系统、计轴、车站电码化、计算机连锁、微机监测、调度集中、调度监督、大功率电动转辙机等有关信号设备和控制装置之间传输控制信息、监测信息和电能。

二、发展历程

通信技术的进步能促使铁路运输效率提高，因此在铁路历史发展过程中，先进的通信技术被不断采用。100多年中国铁路通信技术的发展史大致可分为3个时期。

一、以架空明线为主的建设和技术发展时期

从1876年到20世纪60年代，我国铁路通信主要采用架空明线。这一时期经历了建国前后近100年之久，从技术发展看大致可划分为以下3个阶段。

1、铁路通信的初创阶段

这一阶段的特点是从简单的单线弯钩通信电线路逐步发展为双线横担线路；从以电报通信为主逐步发展为电报、电话并用，且以双线电话通信为主。

中国铁路初创时期，铁路通信线路十分简陋。在电话发明后，1896年我国京奉铁路开始在电报线上开通风拿波式电话，1899年开始采用磁石电话作为各站电话。采用电话比采用电报联络更为方便、快捷，缩短了联系时间，相应提高了运输效率。为进一步适应铁路运输增长的需要，20世纪初，一些铁路开始改造通信线路，增设了行车管理和调度指挥用的铜电话线，提高了电线路的技术标准，增加了线条数量，逐步从以电报通信为主转为电话、电报并用，并以音频电话通信为主。

这一时期，随着铁路管理机构的建立、健全，铁路内部公务联络增加，一些铁路逐步建立了地区通信和电报、电话交换所。如中东铁路1903年在宽城子（现长春）站开始采用了磁石交换机，南满铁路也在此期间建立了一批电话所。

2、铁路区域性通信网形成和发展阶段

1930年3月“满铁”在沈阳－大连间安装开通了铁路上第一条3路载波电路，开始了架空电线路的频率复用。到20世纪30年代后期，东北地区已经开通了大量3路和单路载波电路。1940年前后，继东北地区之后，华北地区的铁路通信也相应开通了大量载波电路，长途通信有了进一步发展。当时铁路通信在东北、华北地区已形成了较完整的区域性传输网。

在地区通信方面，为提高转接效率，东北、华北、华东等铁路逐步将路局和主要站所在地的人工交接机改为步进制自动交换机，到建国前，建成的自动交换局约有 20多处，总数约10000多线。在行车专用通信方面，逐步完善了各种系统，普遍采用的有列车、货运调度电话，站间行车电话（电报），各站电话，工务（养路）电话，扳道电话，子母钟等。个别铁路局还采用了局线会议电话、旅客站扩音设备、列车无线电话及列车广播设备。在共线电话技术方面，1921年“满铁” 首次在大连－长春间安装开通了西电式脉冲选号列车调度电话，进一步提高了指挥效率和通话质量。

这一时期铁路通信建设和技术发展相对较快，主要是由于侵略我国的各帝国主义国家在其管辖或统治区内，利用铁路在军事、经济上的重要地位，通过铁路维持与扩充其侵略势力，把铁路通信作为实现其目的的重要手段，因此在铁路通信上舍得投资，将一些当时先进的通信技术引入所管线的区段，使这些铁路的通信建设和技术得到较快的发展。

3、铁路通信网形成和明线多路复用化阶段

（1）通信电线路抢修、恢复和全国铁路通信网形成。由于长年内战，铁路通信遭受了严重破坏，铁道部组织全路电务工检修恢复被破坏的电线路，并组织有计划的整修。到1952年底，全路通信电线路全面整修完毕，杆路总长度达22000多千米，并沟通了铁路部至东北地区和南、北方6个铁路局间以及各铁路局对所辖分局、站段的话路，不仅构成了行车专用通信系统，而且初步形成了以铁道部为中心的铁路内部公用通信网。

这一阶段由于铁路有线通信系统不够健全，有些铁路尚未沟通有线通信，因此铁道部还建设了全国铁路短波通信系统，此后逐步形成了应急通信系统、机要短波系统和工程建设通信。由于有线通信的逐步融合和国家对无线实行严格管理，至1957年以后逐步改为备用设备。

（2）明线通信多路化建。1953年，铁路运量迅速增长，新线铁路大规模建设，原来以传输3路载波为基础的通信架空明线的容量已不能满足铁路通信业务量增长的需要。铁道部决定全面提高架空明线的性能，于1952年颁布了《铁路电信路交叉规则》，又于1956年颁布了《铁路市外电线路建设规则》，要求对既有架空明线有计划地改造。1958年后又两次发布有关通信网规划的文件，使铁路通信网建设有序发展。

这一阶段，在专用通信方面，全路调度、各站、养路等通信系统改造为铁线支流脉冲选叫方式，提高了通信效率；站内扳道电话改为共电式辐射方式总、分机，保证了安全，提高了接转速度；开始了列车和站内无线调度电话的研究试点工作，建设、建成了沪宁、沪杭、宝鸡－凤州等线的无线列调电话。在电话交接方面，开始大量发展步进制自动交换机及人工长途台。

二、电路模拟通信为主的建设和技术发展时期

上世纪50年代后期，铁道部为解决宝成铁路宝鸡－凤州段山区铁路坡度大、运输能力严重不足的问题，决定将其改建为交流电气化铁路。由于交流电气化铁路接触网对邻近铁道的通信线路有严重的电磁干扰，原有铁路架空明线必须进行改造，为此铁道部组织了技术力量，与路外工业部门共同合作，于1960年建成了我国第一条自己设计施工的，由邮电、铁道、军委三家共用的，高屏蔽、高低频混合对称长途电缆线路，为铁路通信建设由架空明线转向电缆迈出了关键性的一步，可以说是建国后我国铁路通信建设史上的第一个里程碑。

上世纪60年代中期，中央决定加快西南三线及成昆铁路的建设。成昆铁路地处崇山峻岭，运量大、线路长，并要预留电气化条件。西南铁路工地指挥部决定，铁路通信采用当时国际上较先进的小同轴电缆300路载波系统、纵横制长途及地区交换系统等新技术，并成立了5个通信新技术战斗组，从设备和电缆的研制生产到设计、施工技术进行了系统攻关。于上世纪60年代末期研制成功了小同轴综合电缆，300路、（12＋3）路晶体管电缆载波系统，纵横制长途、地区交换机等一系列产品，并开发出一整套设计、施工技术，在成都－燕岗段施工安装。因受“文革”影响，到1975年才正式交付使用，这是我国自行设计、自行施工、采用自己研制的设备建成的第一条小同轴电缆线路。1977年沿焦枝线建成了北京－洛阳－襄樊1170km的长距离小同轴电缆线路。小同轴综合电缆系统的开发成功，为铁路电缆多路模拟通信建设奠定了基础，是我国铁路通信建设史上第二个里程碑。

上世纪60年代末期开始，电气化铁路逐步发展，国家又对重点地区的通信提出了保密要求。同时，明线受风暴、洪水、冰凌等灾害影响较多，特别是12路载波普遍采用后，冬、春季明线结霜的影响十分严重，运输和公务通信中断的情况突出，不能满足日益增长的运输业务对通信的需要。铁道部开始把电缆通信作为建设长途通信的方向，并在1974年发布的《铁路工程技术规范》中作了明确规定，除新建铁路外，还开始通过基建、技改、大修等工程将现有架空明线改为电缆线路。但上世纪70年代因电缆、通信器材等物资短缺，归口分配部门每年分给铁路的份额极少，铁道部虽采取了自己生产载波器材和拆除已电缆化区段明线铜线返回电缆厂解决电缆生产用铜等措施，但只能在铁路电气化及极少数对通信保密有要求的最主要干线，按电缆线路建设或改造。十一届三中全会以后，改革开放的政策史物资供应紧张情况缓和。1978年全国科技大会以后，铁道部确定了“牵引动力发展以电力牵引为主”、“干线通信传输以电力为主”等政策，并列入了1983年公布的《铁路主要技术政策》。铁路通信电缆化速度加快，到上世纪90年代初，全路建成的小同轴综合电缆线路有15623km，对称电缆线路约20000皮长千米。京沪、京哈、京广、西陇海等10多条干线建成了小同轴电缆线路，实现了电缆多路化模拟通信。

在专用通信方面，主要是推广音频选叫调度、各站、养路电话，取代原有的直流脉冲选叫方式，以提高可靠度，缩短选呼时间。电缆区段推广了区间电话自动接续设备，并采用短途、漏泄等载波设备增加中间站的通路，改善了区段通信质量。站内电话推广了电话集中机。同时，无线列调在上世纪70年代中期，随着 150MHz晶体管专用电台的定型生产，开始在平原地区建设应用。上世纪80年代初，利用漏泄同轴电缆等措施解决了山区电波覆盖问题，多种制式的无线列调在平原、山区工程中得到应用，使用的区段增多。上世纪90年代，基本上覆盖了全部铁路干线，对保证列车安全、正点运行，提高通过能力，防止事故等起了重要作用。

这一时期，铁道部建设电缆通信多路化、地区通信自动化的速度都较快，与工业部门合作研制并采用的屏蔽对称电缆、小同轴电缆、300路载波系统、点对点长途自动接续、频率自动追踪切换式无线列调等在国内电信事业发展中属领先地位。

三、光缆数字通信建设和技术发展时期

上世纪70年代，我国决定以电力牵引作为牵引动力的主要发展方向，加快电气化铁路的建设速度。上世纪70年代末，国外铁路开始应用光纤技术，这引起了我国铁路通信技术人员的极大关注。我国铁路光缆、数字通信的研究和试点在上世纪80年代初期起步。1980年铁路科研单位即与路外单位合作在北京东郊环行线进行了光纤通信抗电气化铁路电磁干扰的试验。此后铁路上陆续建设了一批光数字通信试点、示范等工程，并开始正式在工程中采用。1988年，铁道部修订颁布的《铁路主要技术政策》把原来的“电缆为主、无线为辅”的规定改为“大力发展光缆、电缆，积极采用微波、卫星通信……”，1992年铁道部颁布的《八五期间电务技术装备政策》对执行《铁路主要技术政策》进行了具体说明，其中明确提出“停止新开同轴电缆工程”，1994年铁道部再次修订颁布的《铁路主要技术政策》，进一步把“信息技术”作为铁路现代化的标志，通信方面提出了“干线铁路通信以光缆传输为主……新建干线一般应采用光缆”。铁路光数字通信建设速度逐步加快。这一时期，大致可分3个阶段。

1、光、数字通信建设的起步阶段

1983年6月，铁道科学院、北京铁路局和路外光通信研制单位合作在北京铁路局至北京站间建成了一条长12千米的短波长多模光缆线路，开通8Mbit/s 光传输系统，作为地区电话中继线使用，这是我国铁路第一条实用化通信线路。但是光通信系统是否适合在铁路长途和区段通信上应用是有争议的。1984年，铁道部决定在京秦铁路引入北京枢纽东南环线，利用外资贷款引入光缆、光数字设备，建立光缆数字通信试验段。

1985年，国家决定加快大秦铁路运煤专线的建设。根据世界铁路光通信技术迅速发展情况及京秦线试点工程中光缆及设备国际招标中获得的经验和信息，铁道部提出在大秦铁路采用光缆数字通信，以保证重载电气化铁路大电流干扰下的通信质量，并针对一些专家的质疑，从技术上、经济上向国务院提出报告。在光缆、设备采购中，考虑技术引进和贸易相结合等因素，择优自日本、西欧等国引进了光缆、光数字复用、数字程控交换、数据交换等设备，于1988年底建成开通了大秦铁路第一期工程。该工程有通信站6处、中间通信站14处，是我国铁路第一条长途干线光缆通信线路，也是当时国内最长的一条长途光缆线路，具有示范意义。它使铁路通信技术实现了一次新的突破，也掀开了光数字通信在我国铁路发展的序幕，并对国内其他部门的光数字通信建设起了带动作用，成为铁路通信建设史上的第三个里程碑。

这一阶段建成的光数字通信工程还有重庆铁路枢纽综合光缆工程，该工程全长52km，采用国产设备及多模光纤，初次开发并部分采用了综合光缆，作为地区中继线路，于1986、1987、1989年分段开通；北京－保定光数字通信工程，首次在铁路干线采用140Mbit/s光传输系统和自己研制的光缆接头盒，于1988年试通。这两个工程都列位国务院电子振兴办公室重点示范工程，对促进光通信技术发展起了一定作用。

这一阶段，铁路通信在紧跟世界通信新技术方面仍然是走在前面的，特别是大秦线的光数字通信建设，对带动国内光通信事业的发展起了一定的作用。

2、准同步数字系列（PDH）光缆数字通信建设阶段

上世纪90年代铁路采用光缆数字通信的工程增多。新建铁路通信干线均按光缆建设，既有线通信繁忙或通信容量不足的区段也纷纷改建为加快或地下光缆线路。1991～1995年建成的光缆线路约有30条左右，总长约7000km。这一时期建设的光缆线路采用的光缆芯数较少，一般为8芯；设备都是准同步光数字系列，容量不大，繁忙主要干线采用140Mbit/s，一般干线采用34Mbit/s，区段通信采用8Mbit/s。

通过前两个阶段，铁路光数字通信建设技术逐步成熟，特别是在适应铁路特色方面取得了不少经验。如在光缆选型上，从开始的骨架式单光缆扩大为层绞式、束管式及综合光缆；光纤应用上，除1.3μm波长外，还采用了1.55μm波长作长中继传输；区段通信复接设备从初期采用一次群D/I（分支/插入）设备替代背靠背式上下话路方式，发展为上世纪90年代初的二次群、三次群光电D/I设备，利用插入码在光种机器上直接分出集群码流，不仅增加了中间站电缆数，进一步节省了设备投资，还可减少金属电缆芯数；此外，开发了一些适合铁路通信网的开启式光、电缆接头盒等接续器材。而且，这一时期设计、施工、运营技术队伍日益壮大，这些都为大规模的铁路光缆数字通信建设准备了充分条件。

3、同步数字系列（SDH）大容量光数字通信建设阶段

准同步数字系列存在着数字信号频率、帧结构及光接口等没有统一的世界标准，低速数字信号复用至高速数字信号必须逐级分、复接，复杂不便，四次群再向高次群复接时技术存在困难，容量受限，没有留出足够的检测和网管通道，难以实现现代化网络管理等缺点。国际电报电话咨询委员会（CCITT）于上世纪80年代末至90年代初制定了克服PDH系列缺点的SDH建议，规范化并制定了一系列标准。因此铁道部在上世纪90年代设计的广深、京九、合九、郑徐、京沈、兰新等线的光缆数字通信系统都采用了SDH系列。京九铁路通信干线包括连接武汉、天津枢纽的两条联络线，全长达2500多千米，全段采用20芯光缆，是我国铁路一次建成开通的芯数最多、速率最高、距离最长的SDH光数字系列通信线路，为建设高速率的SDH系列积累了经验。

在铁路主要技术政策知道和铁路客货走向市场的推动下，上世纪90年代，铁道部运营各系统相继建设各种运营管理信息系统和客票预售系统对铁路通信提出了更高的要求。1996年底，铁道部党组决定加快通信建设，集中资金、集中力量、集中时间进行三年会战，使建设速度大为加快。到1999年底，全路建成的长途光缆通信线路累计达39000km，数字微波线路2730km，基本形成了铁路骨干光数字通信网。这一时期建设的主要干线大多采用20芯光缆，一般干线采用 12芯光缆，干线传输采用622Mbit/s，短途及区段通信采用155Mbit/s，并开始采用接入网技术解决区段、地区通信，向大容量建设迈开了步子，成为铁路通信发展史上的第四个里程碑。

这一时期除光缆建设迅速发展以外，其他数字通信建设也得到了相应的发展。在交换方面，曾成批引进数批程控交换机，随着国产大容量程控交换机的定型生产，开始大量采用国产程控交换设备。到1999年底，全路数字程控交换机已发展到约160万线，基本上实现了铁路局、铁路分局及主要干线的数字程控交换化，全路长途交换网基本形成。在数据交换方面，根据铁路运输管理信息系统（TMIS）、客票预定和发售信息系统及铁路其他信息业务的需要，建设了铁路第一个分组交换数据网。在卫星通信方面，建成了铁道部直属通信处为中心的各铁路局及太原分局共16座卫星地球站，1座可移动地球站。1996年底，铁道部还利用光缆和卫星系统建成开通了铁道部至各铁路局14个会场的电视会议系统。在专用通信方面，由于光数字分插设备的应用，区段通信电缆数大幅度增加，中间站通信条件大为提高。调度等共线电话也推广采用了程控共线设备。在应急通信方面，已开通便携式卫星移动电话20台，部直属通信处及各铁路局间开通了短波自适应电台。上世纪80年代后期开始建设了无线寻呼系统，1994年5月开始推广应用全路寻呼联网漫游业务。1998年8月成立中铁寻呼有限公司。

第二节 产品特点及应用领域分析

1、使用特性：

（1）电缆的使用环境温度为-40℃~+60℃

（2）电缆导体长期工作温度应不超过+70℃。

（3）电缆敷设环境温度：聚氯乙烯外护套电缆应不低于0℃;聚乙烯外护套电缆应不低于-20℃。

（4）电缆的允许弯曲半径：非铠装电缆应不小于电缆外径的10倍；铠装电缆应不小于电缆外径的15倍。

（5）综合护套铁路信号电缆的理想屏蔽系数≤0.8；铝护套铁路信号电缆的理想屏蔽系数≤0.3。

内屏蔽铁路数字信号电缆在满足原有铁路信号电缆指标的基础上，提高了电缆的综合电气性能：交流额定电压提高了1.5倍，电容指标降低了40%，绝缘电阻指标提高了2.3倍，同时改善了阻抗、衰减、串音等性能。

电缆提高了线组间的抗干扰能力，实现了同频同缆传输，而且当线芯接地故障状态下屏蔽组间串音干扰与分缆的两根信号电缆等效，有效地提高了系统的安全性。

电缆有较高的机械强度，良好的防腐蚀、耐寒性能、高屏蔽性能，可满足电气化铁路对强电场干扰、潮湿、严寒等各种环境的要求以及现有信号系统最新制式、最新装备的配套要求;同时电缆兼容其它制式的信号系统设备。另外，电缆可根据使用环境要求，具有阻燃、防白蚁的附加功能。

2、应用领域

目前在中国铁路投入运营的自动闭塞系统有：交流计数自动闭塞系统、4信息移频自动闭塞系统、18信息移频自动闭塞系统、法国UM71自动闭塞系统、ZPW-2000系列（ZPW-2000、ZPW-2000A）无绝缘移频自动闭塞系统等8种以上的自闭系统。

现新建铁路，电气化改造线路均使用ZPW-2000A自动闭塞系统，其配套的电缆为内屏蔽铁路数字信号电缆（TB/T3100.5-2004），是目前技术含量高、市场用量最大的尖端产品，行业年产值规模为15～20亿;其它信号制式的信号电缆用量较小，且呈逐步淘汰趋势，主要用于既有线路的维修、局部改造或自备线、支线等信号设备比较落后的线路，年行业产值规模据不完全统计不足10亿。

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统是在引进法国UM71无绝缘轨道电路技术国产化基础上，结合我国国情进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发，是铁路运输重载、安全、高速以及向机车信号主体化方向发展的地面基础设备。其主要特点是：实现轨道电路全程断轨的检查，大幅度减少了调谐区分路死区长度，对调谐单元断线故障和拍频信号干扰实现了检查和防护，提高了系统的抗干扰水平，实现了技术上的重大突破，在传输安全性上有了质的提高。并有效地提高了电气绝缘节轨道电路传输长度，使轨道电路传输长度从900米提高到1500 米。

该系统2002年5月通过了铁道部组织的技术签定，被认定为铁路信号系统的唯一制式。该系统用国产内屏蔽铁路数字信号电缆（SPTP型）取代原法国ZCO3型电缆，突破信号传输“同频不同缆”的限制，实现一根电缆内的不同屏蔽组中可同时传输同频率的移频信息，而且当线芯接地故障状态下屏蔽组间串音干扰与分缆的两根数字信号电缆（SPT型）等效，即达到了同频同缆与同频分缆具有同样的传输性能和安全可靠性。减小了铜导体线径，减少备用线组，加大传输距离，使系统性价比大幅度提高，显著降低工程造价，方便施工及后续维护。

第三节 产业链概述

一、在产业链中的位置

一种工业化产品要从图纸上的模型变为人们手中使用的实际器具，中间要经过多个环节：包括产品的研发，核心元件的生产，产品的加工组装，产品的销售，以及售后服务等。这些环节环环相扣，形成了一根完整的链条，它就被称为“产业链”。

在同一条产业链上，既有技术开发、产品设计这样的前端环节，也有原材料供应、生产制造这样的中间环节，还有品牌推广与市场销售这样的末端环节。虽然每个环节都是产业链条上必不可少的组成，但各环在整个产业链上的地位作用是不同的。前端的研发和后端的销售会对整条链起到决定性的控制作用，而中间的制造环节则处于被动的受控制地位。

目前我国铁路信号电缆处于产业链中端位置，受上游原材料制约较大。

二、相关行业简述

1、中国高技术铁路发展现状

2008年11月27日，国家正式批准了《中长期铁路网规划》调整方案，到2020年，中国将建成省会城市及大中城市间的快速客运通道，在环渤海、长江三角洲、珠江三角洲、长株潭、成渝以及中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等经济发达和人口稠密地区建设城际快速客运系统，覆盖区域内主要城镇。全国铁路营业里程达到12万公里以上，投资总规模也由原先的2万亿调整至5万亿。复线率和电化率分别达到50%和60%以上，主要繁忙干线实现客货分线，基本形成布局合理、结构清晰、功能完善、衔接顺畅的铁路网络，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。至2020年，建设客运专线1.6万公里以上，完善路网布局和西部开发性新线建设约4.1万公里，既有线增建二线l.9万公里，既有线电气化改造2.5万公里。铁道部最近又提出阶段总体目标，到 2012年，发达完善铁路网初具规模，铁路“瓶颈”制约状况基本消除。为完成此目标，2009年铁路建设的任务目标是，基本建设完成投资6000亿元，是 2008年的近2倍。新线铺轨5148公里、复线铺轨3462公里，投产新线5849公里、复线4662公里、电气化铁路5606公里。当年计划新开工项目80个、续建项目102个、收尾销号项目42个，建设项目总数超过200个。规划建设客运专线和城际铁路中，京沪、哈大等19条线应在2009年完成站后工程招标，约3400公里，2010年及以后站后工程开始招标的有杭长昆、成绵峨等15条线，约9000公里；完善路网布局和西部开发性新线中，有18 条线应在2009年完成站后工程招标，2010年及以后站后工程开始招标的有72条线；路网既有线干线复线、四线、增建二线中，有2条线应在2009年完成站后工程招标，2010年及以后站后工程开始招标的有13条线。路网既有线扩能、电化改造中，有1条线应在2009年完成站后工程招标，2010年及以后站后工程开始招标的有36条线。

2、城市轨道交通的发展

目前全国已开通城市轨道交通的城市有北京、上海、天津、广州、长春、大连、重庆、武汉、深圳、南京10个城市20条线，其中，北京、上海、广州三个城市近几年每年新增的线路长度都达到了 30~50公里。全国有34个在建地铁项目，2009年投入资金规模将达到1000亿元。“十五”期间，中国城市轨道交通建设投资达2000亿元。在“十一五”期间，全国特大城市的地铁和轻轨通车里程将超过1500公里，还将投资约6000亿元。据不完全统计，目前全国48个百万人口以上的特大城市中25个城市正在进行轨道交通的前期工作，总规划里程超过5000公里，总投资估算超过8000亿元。在今后的20年内，轨道交通将始终处于高速发展时期，轨道交通建设不会减速，反而会提速，甚至现在根本不是减速的问题，而是发展太慢。

中国15个城市轨道交通近期建设规划