1.3 铁路信号系统发展
随着我国铁路事业翻天覆地的变化，中国铁路信号也已经从零发展成为世界铁路信号的强国。针对我国铁路的不同发展情况，形成了完备的信号制度与制式标准，建立了雄厚的铁路信号生产、研发、设计施工、管理队伍，信号技术从手动-机械-继电发展到以信息技术为核心的电子时代。改革开放以来，特别是铁路六次大提速及近年来的高速铁路的建设，更使得我国铁路信号产生了根本的变化。
今天的现代铁路信号系统，已经成为计算机、现代通信和控制技术在铁路运输生产过程中的具体应用，铁路信号的功能也从传统的保障铁路运输安全的“眼睛”，扩展为保证行车安全、实现集中统一指挥、提高运输效率、改善劳动条件和提升运营管理水平的有力支撑。现代信号技术已成为实现列车有效控制、提高铁路区间通过能力和编组能力、向运输组织人员提供实时信息的必备手段，是铁路的“中枢神经”，在现代铁路运输系统中占有非常重要的地位，成为铁路现代化的重要标志之一。
1949年前，我国只有手扳道岔、人工动作臂板信号等简单的铁路信号设备。新中国成立后，在我国铁路信号研究人员及生产企业的努力下，信号基础设备得到根本改变，色灯信号早已代替了臂板信号，信号显示全部实现了列车控制自动化；国铁正线道岔全部采用我国自行研制的电动转辙机。特别是近年来，我国提速线路、高速铁路及高速铁路相关道岔，全面使用了牵引力更大、锁闭更加可靠、转换时间更短的交流转辙机（ZD（J）9系列电动转辙机）及外锁闭装置；我国自行研制的轨道电路广泛应用于铁路车站及区间，实现了列车占用的自动检测，已经上道运用20000多千米的ZPW-2000无绝缘轨道电路，还能够向列车传送前方空闲间隔信息，为机车信号及列车控制提供依据。
除此以外，正在逐步国产化的点式应答器、GSM-R基站等轨旁设备为实现我国列车自动控制奠定了基础。以前的铁路信号是铁路运输的“眼睛”，地面信号向司机提供视觉信号，但由于地形和气候条件的影响，司机往往不能在规定的距离上及时瞭望到前方信号机的显示，因而有产生冒进信号的危险。因此，我国开发推广了机车信号设备及列车自动停车ATS（Automatic Train Stop）设备，将地面的视觉信号引入司机室，改善了司机瞭望条件，当地面信号的“禁止命令”未被司机接受就强迫列车自动停车。JT1-CZ2000型主体化机车信号与站内电码技术的发展，使列车的驾驶更为容易。为了提高列车运行的安全性，我国自行研制了LKJ运行监控记录装置并在所有机车推广使用[16]。
随着铁路运输的任务越来越重，列车运行速度越来越高，特别是高速铁路、高速铁路的发展，保证运输安全的问题也越来越突出，即使装备了机车信号和自动停车装置，也只能在列车一般速度运行条件下保证安全，无法实现高速列车的安全保证，因为它们不能防止超速行车和冒进信号的现象。因此，需要研究列车运行控制系统，实现对列车间隔和速度的自动控制，提高运输效率，保证行车安全。2003年10月，铁道部主持制定了《中国列车控制系统（CTCS）技术规范总则（暂行）》和相应CTCS技术条件，以分级的形式满足不同线路运输需求，在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行安全[17]。CTCS划分为5个等级，依次为CTCS-0～CTCS-4级，以满足不同线路速度的需求。
（1）CTCS-0级
CTCS-0级系统由机车信号+运行监控装置组成。列车最高运行速度为160km/h，闭塞设计仍是固定闭塞方式进行。
（2）CTCS-1级
CTCS-1级系统由主体机车信号+运行监控装置组成，可在既有设备上升级改造，同时还增加了点式应答器，从而实现对列车运行的安全监控。列车占用检测则利用轨道电路来完成。
（3）CTCS-2级
CTCS-2级系统是由轨道电路+点式信息设备组成，适用于各种限速区段，和ETCS类似，可不设地面信号设备，司机凭车载信号行车。点式信息设备发送定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息。
（4）CTCS-3级
CTCS-3级系统是基于GSM-R通信网交互信息并采用轨道电路来检查列车占用的。与前一等级一样，司机凭车载信号行车，采取目标距离控制。
（5）CTCS-4级
CTCS-4级系统是完全承载于GSM-R的列控系统，可实现虚拟闭塞或移动闭塞，由地面无线闭塞中心和车载设备共同完成列车占用检测，点式信息设备则向列车提供用来修正的定位基准信息。
上述技术规范及技术标准的制定为我国列控系统的发展奠定了坚实的基础。2007年CTCS-2级列控系统成功应用于胶济线160km/h提速线路和合宁线、合武线等200～250km/h高速铁路，随后CTCS-3D（ETCS-1系统叠加CTCS-2功能）成功应用于京津城际，目前CTCS-3级列控系统也已广泛应用于武广、郑西等300km/h高速铁路。铁路信号已经从最初阶段提供“视力”的传统信号逐步演变成为一个列车闭环自动控制系统。
中国铁路信号设备从无到有，从爬杆挂煤油灯到以机车信号为主，从人工扳动道岔到计算机联锁的提速道岔。短短六十年的风雨，中国铁路信号设备实现了快速发展，铸就出了中国速度，为高速铁路的快速发展做出了突出贡献[18]。