概述
1870年，美國W·魯賓遜博士在紐約舉辦的展覽會上展出了開路式軌道電路控制信號機的模型。此後，他又研究成功直流電的閉路式軌道電路，並於1872年取得美國專利。
軌道電路中國投入運營的自動閉塞系統有：交流計數自動閉塞系統、4信息移頻自動閉塞系統、18信息移頻自動閉塞系統、法國的U-T自動閉塞系統。人民生活水平的提高，要求乘座列車時，需要更加舒適，並儘量少受噪聲、電磁干擾輻射的影響，為此需發展綠色鐵路。隨著列車運行速度的不斷提高，現有自動閉塞系統系統已遠遠不能滿足列車高速行駛的需要，為此需要發展基於數字軌道電路系統和基於通信技術的列車運行控制系統以滿足列車安全運行的需要。如研製新的數位化且符合電磁兼容要求的軌道電路系統，就可以使用長鋼軌，就可以降低噪聲，少一些電磁輻射的影響；發展新一代的軌道電路系統，可以為列車運行控制系統提供更多的信息，使列車運行更加安全，同時可以減少列車司機的勞動強度，對提高勞動生產力具有重要的意義。
原理
當閉塞區間內無列車行駛時，電流會從電源經由軌道流經繼電器，並使其激磁帶動 接點，接通綠燈之電路(號誌機立即顯示平安通行)。
軌道電路當有列車駛入閉塞區間時，電流改行經列車車軸，並不會流經繼電器，繼電器因失去電流而失磁，接點接通紅燈之電路(號誌機立即顯示險阻禁行)。假若軌道斷裂，軌道電路因此阻斷，造成繼電器失磁，同樣的號誌機亦會顯示險阻禁行的訊息，仍可保障列車行駛安全。當列車駛離整個區間 ， 繼電器便會重新激磁 ， 綠燈便會再次亮起 ，其他列車便可進。
當設有軌道電路的某段線路上空閒時，軌道電路上的繼電器有足夠的電流通過，吸起被磁化的銜鐵，閉合前接點，從而接通色燈信號機的綠燈電路，顯示綠色燈光，表示前方線路空閒，允許機車車輛占用。當機車車輛進入該線路區段時，由於輪對電阻很小，使軌道電路短路，繼電器吸力減弱，釋放銜鐵，使之搭在後接點上，接通信號機的紅燈電路，顯示禁行信號。軌道電路的這一工作性能，能夠防止列車追尾和衝突事故，確保行車安全。
軌道電路的另一個重要作用是能發現鋼軌發生斷裂。在充當導線的鋼軌安全無事時，軌道電流暢道無阻，繼電器工作也正常。一旦前方鋼軌折斷或出現阻礙，切斷了軌道電流，就會使繼電器因供電不足而釋放銜鐵接通紅色信號電路。此時，線路雖然空閒，信號機仍然顯示紅燈，從而防止列車顛覆事故。
分類
軌道電路智慧型綜合測試儀閉路式軌道電路：由軌道電路一端的傳送設備、限流裝置及連線導線和另一端的接收設備組成。 在軌道電路區段空閒時，從軌道電源傳送一定強度的信號電流，經鋼軌線路送至軌道電路的接收端。接收設備的繼電器在一定強度的電路作用下勵磁，使接收設備的前接點閉合，後接點斷開，即發出軌道電路區段空閒的信息。在軌道電路被機車車輛占用時，從軌道電路電源發出來的信號電流因機車車輛車軸的分流，而只有很少一部分信號電流送至軌道電路的接收設備。接收設備的繼電器因電流不足而不能勵磁，使接收設備的前接點斷開，後接點閉合，即發出軌道被占用的信息。閉路式軌道電路的特點是電路任何部分出現故障時，接收設備的繼電器都不能勵磁，而發出軌道電路區段被占用的信息，這是符合鐵路信號故障-安全原則的。中國和世界大多數國家鐵路都採用閉路式軌道電路。
開路式軌道電路：這種電路的接收設備的電磁繼電器等串接在傳送端的電源電路內、。 線上路沒有機車車輛占用時，接收繼電器處於失磁狀態；在有機車車輛占用時，接收繼電器處於勵磁狀態，並發出這段軌道電路區段被占用的信息。開路式軌道電路的特點是動作反應快，但不能自動檢查出軌道電路各個組成部分的故障。這種軌道電路只在部分國家鐵路上，用於駝峰編組場和道口。
直流軌道電路：採用一次電池或蓄電池作為電源的軌道電路。這種軌道電路的特點是電源可靠，電路和元件結構簡單，但電源維護工作量大，抗迷流干擾的能力差，受軌道電路電容性蓄電效應的影響時分流感受不好。因此，套用較少。
交流軌道電路：採用交流電作為電源的軌道電路。這種軌道電路的特點是電源波動的調整性能好，能在各種不同和複雜的條件下工作，套用廣泛。交流軌道電路按軌道電流的頻率可分為工頻軌道電路和非工頻軌道電路。
工頻軌道電路：採用工業電流頻率作為軌道電路的電流頻率。這種電路可由工業電網供電，廣泛套用在蒸汽、內燃和直流電力牽引區段。中國鐵路車站軌道電路主要採用工頻軌道電路，如整流式軌道電路和50赫二元型相敏軌道電路均屬這種類型。
電子高壓脈衝軌道電路脈衝軌道電路：向鋼軌中傳送按規定頻率和編碼的斷續電流，接收端只有在收到這種規定的脈衝電流時，軌道繼電器才動作的電路。這種軌道電路具有長度大、分路靈敏度高和能防止迷流干擾等優點。編碼的脈衝軌道電路又稱電碼軌道電路。
一送一受軌道電路：在車站內有分支的鋼軌線路上，只設有一個接收設備。其基本結構同交流軌道電路基本相同。
一送多受軌道電路：在車站內，鋼軌有分支的線路上，鋼軌線路的每個分支端都設有接收設備（圖3）。這種電路同一送一受軌道電路比較，線上路的分支端有較高的分路靈敏度。由於使用的設備較多，一般只在銜接到發線的道岔區段軌道電路採用。
歷史發展
為了檢查列車占用鋼軌線路狀態，美國人魯賓遜1870年發明了開路式軌道電路，1872年研製成功了閉路式軌道電路，於1873年首先在賓夕法尼亞鐵路試用，從此誕生了鐵路自動信號。中國鐵路在建國前採用的軌道電路傳輸信息少，分布也極不平衡，建國後從50年代中期開始，軌道電路技術在中國有了長足的發展，不僅傳輸的信息量增加而且它的使用已遍及全國鐵路各線，構成了中國鐵路信號技術發展的基礎。
1924年，中國首先在大連-金州間，瀋陽-蘇家屯間建成自動閉塞，採用的是交流50Hz二元三位式相敏軌道電路，這是中國最早採用的軌道電路。
軌道電路1、直流軌道電路
京奉鐵路在聯鎖閉塞設備中自動控制出站信號機恢復定位，最早用的水銀軌道接觸器。1925年首先在秦皇島及南大寺兩站裝設了直流閉路式軌道電路，取代了水銀軌道接觸器，這是中國最早使用的一種直流軌道電路，軌道電路器材用的是英國麥堪和荷蘭德兩家公司的產品。1942年，在濟南站中修建了進路操縱手柄式繼電電氣集中聯鎖，軌道電路是直流閉路式的，器材為日本產品。1952年，衡陽站建成進路操縱繼電式電氣集中聯鎖。軌道電路也是直流閉路式的，器材是上海華通、新安電機廠新成電器廠的仿美製品。
在50年代初，從蘇聯引進了HP-2型直流軌道電路，曾用在蒸汽牽引區段的小站聯鎖設備中。由於它抗干擾性能差，繼電器不能集中管理，所以使用較少，已逐步被交直流軌道電路所取代。直流軌道電路沒有絕緣破損防護功能，抗干擾性能差，受直流電氣牽引電流的干擾，不能正常工作。
1960年，中國在寶雞-鳳州段建成了第一條單相工頻交流電氣化鐵路。為防止牽引電流的干擾，根據蘇聯資料仿製成一種單軌條式直流軌道電路，曾在寶鳳段各站的站線上使用過。
2、直流脈衝式軌道電路
鐵道部科學研究院從52年起便開始研究電衝軌道電路。初期在現場試驗的軌道繼電器為橋式磁系統的偏極繼電器，它的銜鐵材質性能差，接點彈力容易變化，繼電器工作不夠穩定，以後改為極性保持式軌道繼電器。58年，TY-58型電衝軌道電路，首先在瀋山線錦州-高台山間，共182Km的雙線區段上裝設了以TY-58型電衝軌道電路為基礎的架空線式電衝自動閉塞。59年又將電衝分為正、負電衝及無電衝三種信息，於是實現了無架空線式電衝自動閉塞，即極性電衝自動閉塞。這種軌道電路結構簡單，傳輸距離較運，缺點是抗干擾能力差。
60年代，鐵道部科學研究院曾研究利用電衝信息實現與本制式相配套的機車信號，未獲成功。因為鐵道部要求自動閉塞必須有與本制式相配套的機車信號，所以從此電衝軌道電路便逐步被交流計數電碼軌道電路所代替。
電衝軌道電路從50年代初期開始研製，到60年代初期得到廣泛套用，為運輸生產發揮了很好的作用。它是中國第一個自己研製的用作傳輸自動閉塞信息的軌道電路。從這時起，中國才有直流脈衝軌道電路。為發展脈衝式軌道電路提供了寶貴的經驗，是中國軌道電路技術的一個較大的進步。
1968年初，鐵道部科學研究院與瀋陽、北京等鐵路局協作，開展了極性頻率脈衝軌道電路的研究，到1972年初，中國用不同方案的極性頻率脈衝軌道電路作為基礎設備，修建了666Km的雙線自動閉塞。極性頻率脈衝軌道電路在試用中曾發生過以下問題：①鄰線干擾，②兩線一地輸電線干擾，③斷軌檢查性能差。為此提出了採用低壓脈衝傳輸的構想。
1974年，完成了統一方案試驗，統一方案集各鐵路局的成熟經驗，採用了熱機備用的冗餘技術，並著重解決了軌道電路的調整、分流及斷軌狀態所存在的問題，同時也解決交流侵入、鄰線干擾及高壓線路接地干擾等問題，經試用後，於1980年通過鐵道部初步技術鑑定，以後便得到了進一步推廣。
鋼軌絕緣1、交直流軌道電路
滿鐵從1925年開始，在長大線主要車站修建了電氣集中聯鎖，軌道電路用的是N-8型交直流軌道電路和二元二位式軌道電路。交直流軌道電路裝在站內道岔區段上，這是中國最早使用的一種交直流軌道電路，它的器件是日本產品。
中國在50年代中期開始引進信號技術，這時由瀋陽信號工廠仿製出KHP-5型和HBP型交直流軌道電路器材。這種軌道電路，在非電化區段的中、小站色燈電鎖器聯鎖和小站電氣集中聯鎖中得到套用。
1959年，中國第一個採用大插入繼電器的590型組合式電氣集中，在北京站建成並交付使用。站內採用HBTIII-200型交直流軌道電路，這種軌道電路與HBP-250型交直流軌道電路相似，器材是瀋陽信號工廠仿蘇產品。
1964年中國研製成功AX系列安全型繼電器，1969年利用安全型繼電器設計的JZXC-480型交直流軌道電路，首先在南翔站使用，此後JZXC-480型交直流軌道電路在非電化區段的車站上迅速大量推廣，取代了所有其他制式的交直流軌道電路，從而使中國的交直流軌道電路的制式得到統一。
2、駝峰軌道電路、閥式軌道電路、25Hz長軌道電路
JW-2型駝峰軌道電路，應變速度較慢，調整困難，不甚適合駝峰軌道電路的技術要求。1969年研製成功了駝峰軌道電路用的JZXC-2.3型交直流軌道電路。
中國早在1960年，有些鐵路局為了節省電纜，在牽出線、接近區段，就安裝了一種閥式軌道電路，到70年代中期，因平交道口事故有所增加，有些鐵路局又開始使用閥式軌道電路設計道口信號。北京鐵路局科研所和天津鐵路運輸學校合作，於1982年研製成使用閥式軌道電路的道口信號，同年通過部級鑑定。
為了解決在繼電半自動閉塞區間自動檢查列車是否完整到達，鐵道科學研究院參照蘇聯和日本25Hz軌道電路的工作經驗，開展了25Hz長軌道電路的研究，1978年，在原齊齊哈爾鐵路局昂昂溪電務段的協助下，試製出一套樣機。1979年，在成都北站與天回鎮站間電化區段安裝試用。1983年通過了鐵道部鑑定。與此同時，原齊齊哈爾鐵路局仿效日本電路在本局非電化區段也進行了25Hz長軌道電路的試驗，並於1980年10月，通過鐵路局鑑定。
3、相敏軌道電路
1924年滿鐵在大連-金州間和瀋陽-蘇家屯間修建的自動閉塞，軌道電路採用二元三位式相敏制，這是中國最早使用的軌道電路，器材用的是美國產品。至1942年，長大線全線建成自動閉塞，器材是日本仿美製品。二元三位式軌道電路工作穩定，直至1984年在長大線的瀋陽-四平段仍然殘留有這種軌道電路制式的自動閉塞。軌道繼電器接點有三個位置，所以以它為基礎修建的自動閉塞無需架空線，就可實現三顯示自動閉塞。
中國從1925年開始在長大線主要車站上修建了電氣集中聯鎖。在這些車站的到發線上，採用50Hz交流二元二位式軌道電路。1937年後，在京奉鐵路個別車站上也安裝有50Hz交流二元二位式軌道電路。
在50年代，從蘇聯引進了50Hz二元二位式軌道電路。1954年由鐵道科學研究所、電務設計事務所及天津鐵路管理局組成的試驗小組，在京山線具有迷流干擾的古冶地區和道床電阻很低的北塘鹽鹼地段，進行了不同類型軌道電路的特性比較及電氣參數測試和採集，以便為這種地區的軌道電路設計提供依據。
為配合修建交流電氣化鐵路，考慮到站內沒有合適的軌道電路制式，從78年開始研製雙軌條25Hz相敏軌道電路，它實質上也是二元二位式軌道電路，不同點是信號頻率為25Hz。
25Hz相敏軌道電路是由通信信號公司研製的，80年首先在聯平關站站內安裝試點，同年同月，又在石家莊樞紐安裝並投入試用。經過兩年的試用和改進，於82年通過鐵道部鑑定。
軌道變壓器1、交流計數電碼軌道電路
中國為了解決與自動閉塞相配套的機車信號和得到較好的軌道電路傳輸特性，於58年從蘇聯引進了交流電碼軌道電路，59年開始在北京-南倉間修建的50Hz交流計數電碼自動閉塞工程中使用，器材是由蘇聯進口的。63年中國按照蘇聯改進的R-36型解碼器的原理製成了63型解碼器，在長大線瀋陽-鞍山、京廣線廣武-南陽寨間的自動閉塞工程中安裝並投入運用。軌道電路器材是瀋陽信號工廠生產的。
1960年在寶雞-鳳州段建成中國第一條單相工頻交流電氣化鐵路。信號設備安裝了單線調度集中，其中的軌道電路為了防止牽引電流干擾，採用了75Hz交流計數電碼軌道電路。
2、移頻軌道電路
1966年鐵道部科技委在北京召開了自動閉塞選型會議，會議提出研製一種能夠適應地上和地下、電化與非電化區段通用的自動閉塞制式，確定了以移頻作為主攻方向，於67年在成峨段青龍場-彭山間11Km裝設了第一個試驗區段，75年通過鐵道部技術鑑定，決定非電化移頻自動閉塞作為一種自動閉塞制式推廣使用。
中國電化移頻軌道電路的研製工作幾乎是與非電化移頻軌道電路的研製工作同時進行的。67年試製成交流電化移頻自動閉塞和機車信號樣機各一套。
3、計軸設備
中國早在1966年就開始探索用計軸方式來檢查分界點間線路空閒狀態，1978年開始研製與半自動閉塞相配套的計軸設備，同年研製出一套樣機在現場進行了初步試驗。在研製非電化區段用計軸設備的基礎上，從81年開始研製電化區段用的計軸設備，1983年經鐵道部通號公司和西安鐵路局組織了技術鑑定，決定進一步擴大試用。
4、UM71無絕緣軌道電路
UM71型軌道電路是中國引進法國的一種軌道電路制式。這種軌道電路是利用並聯在鋼軌兩端的LC諧振槽路和一小段鋼軌電感利用相鄰區段傳送不同頻率，構成的電氣絕緣節。它不但可以檢測列車，而且可由鋼軌線路向超速防護系統傳送速度級別信息。
動作說明
1.當所有閉塞區間都無車時，號誌機便會顯示平安通行的訊息(色燈式號誌顯示綠燈)。
2.當列車駛進block A1(閉塞區間A1)後，號誌機A1便因軌道電路感應到列車存在而顯示險阻禁行的訊息(色燈式號誌由綠燈轉紅燈)，以防止其他列車進入此區間。
3.當列車繼續駛進Block A2後，號誌機A2隨即轉為紅燈，而原先的號誌機A1會轉為黃燈(傳達謹慎慢行的訊息)，容許列車限速進入block A1，以便列車能在到達號誌機A2前停車。
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| 動作說明 |
4.當列車駛入block A3後，號誌機A1己轉為綠燈，允許其他列車駛入，而號誌機A2轉為黃燈，容許列車限速進入block A2，以便列車能在到達號誌機A3前停車，號誌機A3則轉為紅燈，提醒列車駕駛員block A3內已有列車存在禁
止列車駛入，依此類推。
工作狀態
軌道變壓器在電氣化鐵路上的套用：在用電力牽引的鐵路區段內，電力機車要利用鋼軌作為一條迴路使牽引電流返回牽引變電所。為了使這條返回的牽引電流不受閉路式軌道電路的鋼軌絕緣的阻礙，往往採用雙軌條軌道電路和單軌條軌道電路。
雙軌條軌道電路：利用雙軌條返回牽引電流的軌道電路。 這種電路返回牽引電流在鋼軌絕緣處是利用扼流變壓器繞過軌端絕緣的。雙軌條返回電流的軌道電路主要用在電力牽引區段區間，或站內正線準備給機車信號工作的軌道電路上。
單軌條軌道電路：利用單軌條返回牽引電流的軌道電路。 這種電路以一根斜拉的導線連線鋼軌，使返回的牽引電流能夠繞過鋼軌絕緣。它的優點是可以節省扼流變壓器；缺點是返回的牽引電流因只在鋼軌線路的一條鋼軌里流過，干擾電壓比較大。單軌條軌道電路主要用在有幾條軌道同時返回牽引電流的車站。
電力牽引區段的軌道電路採用不同於牽引電流頻率的信號電流，並在接收端裝濾波器等，是防止牽引電流對軌道電路的影響的有效措施。
