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+++ 看路签机的朋友直接拉到下面好啦 +++
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+ 由于本人系北京交通大学交通运输学院学渣学士一枚，下文水平仅代表我院本科教学最低水准 +
挖个大坑。
本文会讲到各种闭塞方式，从时间间隔到自动闭塞到 CTCS（并没有），顺便可能提到 CBTC（并没有，国内的自主系统由北京交大实现突破）。
先开个头。
要说如何防止两列火车追尾 / 相撞应该是铁路最基本的问题之一。
最初发明铁路时，A，B 两地之间一般只会铺设两股钢轨，或者理解为一条铁路。这时候同一段时间内只能组织单方向的列车运行。
如何保证一段时间内只有一列车占用从 A 到 B 这段铁路，从而避免列车的相撞或追尾呢？（我们把这段铁路称为站间区间）这就是闭塞的问题。
说到这里插几句。刚接触这俩字的学生党或者没在铁路里混过的老师，大多会读 bì sè，而铁路人都读 bì sāi 或者 bì sài。
我们把相邻两站对完成列车对区间占用认可的过程叫做办理闭塞。
那么最早是怎么办理闭塞的呢？
首先是最自然的方法——时间闭塞，或者叫时间间隔法。就是一段铁路上的车站提前约定好，在某时间段允许某站以某时间间隔向某方向发出列车。当然这段时间相邻车站是不能向对向发出列车的。
显而易见，这个办法不靠谱吧，万一哪天时间表变了，某新上班的同志不知道，又或者哪天突然某值班同志闹错了时间，，，就会发生意外。
接下来就是用那时最普遍的闭塞方法——骑马闭塞，即人骑马在两个车站间传递列车进入区间的凭证（行车凭证），及在列车到达临站后传递到达的信息解锁区间。
有的朋友可能想了，人骑马先把火车要走的路跑个来回那效率得多低啊。其实也不然，毕竟火车最初出现就是为了将大量的煤炭进行长距离运输，虽然那时候火车可能比马的速度要慢，但是火车的持续能力和一次能拉的重量要远远超过马匹。以衡量铁路运输能力的指标——吨公里（运输重量乘以运输距离）来算的话，火车还是远大于马匹的。
虽说人骑马传递行车凭证虽然解决了列车对区间占用锁闭的问题，但是由于人骑马要先跑一圈，这个马匹的维护费用加上这段也算是比较长的闭塞过程还是让人们非常不爽的。于是当时还有下面的方法——气球闭塞。
一时半会儿找不到图，先来形容一下。
要发出列车的 A 升起一个气球，假设是红色的，这时候为了让临站 B 发现我升起气球了，会鸣枪示意（那时候车站间距离都很近的，毕竟火车头的能力有限）。B 发现 A 的气球以后，会升起另外的气球，假设是绿色吧，表示同意闭塞。这时候 A 站就完成了对 AB 区间的锁闭。列车到达后再升起一个气球，假设是黄色吧，表示列车完整到达，AB 区间解锁。
不过遇到能见度不好的天气，或者其他的意外，就得继续用马了。
画了个草图，后头去课件找找更靠谱的图。
下面为课件中的图及其描述（来源于北京交通大学运输专业课程《列车运行控制系统》）。
1832 美国：用球信号传递信息。当列车从车站发车时，发车站将白球挂在柱顶，指示列车可以出发。接车站将白球挂在中间，指示列车进站停车;将白球挂在柱顶，指示列车通过;将白球挂在柱下，指示列车停在站外。若发车站将黑球挂在柱顶，则表示列车晚点。相邻车站用航海望远镜观察，根据球信号的颜色和位置向司机传送信号。从那时起，信号机已经开始起闭塞机的作用，只不过两站间闭塞关系靠人工保证，而不是靠设备保证。
随着时代的发展和科技的进步，具有划时代意义的电报系统出现了。
哎呦不错这个 diao，这回有手段跨越空间，不用我们可怜的行车人员骑马跑来跑去了！
沿铁路的电报线路很快被架设起来，请求闭塞和同意闭塞可以通过电流实现了。同时列车的出发和到达的信息也由车站间的电线传递着。
电报闭塞随后就是电话闭塞。电话闭塞传递的信息和电报闭塞其实是相同的。车站的行车人员在通过电话或者电报办理闭塞以后，会填写路票，作为行车凭证交给司机。电话闭塞时至今日还作为临时替代用的行车手段保留着。
这里还应该注意，以上提到的各种闭塞方式锁闭区间的方式都是人与人之间的请求与承认，也就是人工闭塞，并没有实现对区间的机械锁闭和电气闭塞。
后来随着轨道电路和闭塞机（路牌 / 路签机）的发明，铁路的闭塞进入了电气时代，同时也进入了机器控制的时代（毕竟一定程度上来说机器比人靠谱）。
关于轨道电路就不赘述了，简单说一下它是用电气手段来检查列车是否占用一段钢轨的方式（给钢轨通电，与信号机、继电器构成回路。车轮压上以后会将其短路，从而通过继电器控制关闭信号）。
我原来答案中提到的路签机就是我国铁路使用的路签机的实物。取出路签以后区间就被锁闭（请求闭塞站的出站信号机不能再次开放，接受闭塞站也不能开放向请求闭塞站的出站信号）了，列车到达临站，把路签再插回去可以解锁。
话说这东西在单线铁路用了好多年。
在这之后出现了半自动闭塞。现在一般就用在一些落后的单线或者一些专用线，单线上直接叫单线半自动（这里我要吐槽一下，，我国部分地区的复线率还是很低的，，比如我的单位，管内 3/5 都是单线，还是重要干线！另外，落后的双线也有用半自动的。。）。
在车站的设备实现电气化，应用了半自动闭塞设备以后，列车的行车凭证就从电话闭塞的路票和路签的那个棒棒变成了出站信号机的显示状态。
关于信号这里在插句话。铁路上的信号是用来表示火车前面要走的路是不是准备好及空闲的。可以看下我这个回答：
在半自动闭塞中，办理好闭塞才能开放出站信号，办理闭塞的过程就是车站 A 在控制台（集中控制站内各种电气设备的东西）上按一下相应方向的闭赛按钮，车站 B 再按一下表示同意。这个过程中有个闭塞表示灯，A 按一下出现黄色箭头，由 A 指向 B，B 按一下黄色箭头变成绿色箭头，同样由 A 指向 B，表示实现闭塞，此时 A 处于发车位置，B 处于接车位置（上述过程为计算机控制台的显示）。当然，这个过程 A.B 的值班员是通过电话联系并记录的（要不然 B 站的值班员睡着了怎么办！不过他要真睡着了会被领导收拾的很惨）。
这时候就可以开放出站信号了。司机见到信号通过与车站联控发车。在列车头部越过出站信号机，压上出站方向轨道电路时，出站信号机自动关闭。列车压上区间（车站和区间的分界点是车站的进站信号机）的轨道电路以后，闭塞表示灯变为红色箭头，由发车站指向接车站，表示列车开出。同时值班员要向临站值班员报告列车开点。
列车接近 B 站，B 站开放进站信号机接车，列车压上进站轨道电路后，闭塞表示灯显示两个红色的对象箭头，此时区间未解锁，不能继续闭塞。B 站确定到达的列车完整后，按下控制台上的复原按钮，开通区间（即解锁），同时报告 A 站 XX 列车 XX 点完整到达。这时候就可以继续闭塞了。
下图为 6502 电气集中控制台（图片为自拍，请无视那个包，该设备“藏”于北京交通大学交通运输学院运输设备教学馆）。
在上面半自动闭塞的描述中提到了列车完整的问题。这是因为在半自动闭塞中，AB 区间并不一定是全部铺设轨道电路进行列车占用检查的（还记得我说的通电短路问题吧？占用的时候会在上图那一串串灯上显示红色，我们叫红光带，表示该段轨道有车占用），因此列车是否完整到达需要人工确认。
这里还分成几种情况。
在早十几年的时候，几乎每列列车最后都会挂有守车一枚，里面会坐运转车长一枚，他负责列车的完整（通过各站时会与车站的助理值班员互相挥旗或摇动灯光互认）。列车进站只要看到运转车长就知道列车完整到达了。
然而现在木有车长了，要知道挂个守车配个车长那可是相当麻烦的一件事情啊。现在机车端机械确认列车完整使用的是一种叫做列车尾部装置的东西。它通过与列车的制动主管（火车使用空气制动机，制动主管是贯通整列的一根通着机车产生的压缩空气的管子）连接，测定列车尾部的压力，通过无线电系统与机车接收端相连，司机通过该装置就可以实时知道列车尾部的制动主管压力（尾部风压），从而确定列车是否完整。
然而有时候我们不用列尾，比如单机挂车啊，或者有些车辆不能把列尾装上去呀，这时候就是在办理闭塞的同时，A 站会报告 B 站 XX 次列车带车 XX 辆，尾部车号为 XXXXXXX（当然了，要有调度命令）。列车到达 B 站后，B 站只要派人去看一下最后一个车的车号就知道列车是否完整了。
车站检查列车完整的办法还有计轴器等。
计轴器会对通过它的车轴计数，除了机车，车辆都是四轴的，确定轴数除以 4 就知道了车数，同时跟机车携带的无线列车信息（包括机车型号，机车号，列车量数，牵引吨数等）核对，就能确定列车是否完整。
说了这么多，重要的只是下面这句话：半自动闭塞与计轴器等确定列车完整性的设备配合起来，就形成了自动站间闭塞。
我们来说一下半自动闭塞和自动站间闭塞的区别。
半自动闭塞是人工办理闭塞，人工开放出站信号，出站信号自动关闭，人工确认列车完整到达，人工开通区间（即解除闭塞）。
自动站间闭塞是自动办理闭塞（此时 A.B 值班员通过电话联系，A 预告 XX 次列车，B 接受 XX 次列车预告），人工开放出站信号（进路好后闭塞自动实现，闭塞好后信号开放），出站信号机自动关闭，自动确认列车完整，自动开通区间。是不是方便了很多？
下面要说的就是自动闭塞，或者叫双线自闭了。
上面说了这么这么多，有木有发现，为了保证两列火车不相撞或者追尾，一直是保证两站间只有一列车的？还是那句话，效率好低啊。不过那时候主要也都是单线咯。
这时候人们想，我要提高从 A 到 B 的列车数量怎么办呢？新修一条铁路吗？
单线为了提高通过能力，会设置大量的中间站，每增加一个中间站都会将整个区段的通过能力提高一些。所以你看京沪老线上那繁若星辰的车站……我们在课程中研究中间站数量对区段通过能力的影响时发现，随着中间站数量的增加，即站间区间平均长度的减小，区段的通过能力越来越大，最后在站间区间长度趋于 0 时（可以理解为车站与车站相连了，其实就是单线变成复线了），区段的通过能力有了最大值。
所以这时候极大提高行车量的办法不是修新的铁路，而是将两条并行的铁路区分方向，一条专门走一个方向的车！这也就是上行和下行。
这时候怎么闭塞呢？
由于区分了上下行，此时是木有火车迎头相撞的问题了，我们只要保证列车不追尾就行了嘛！
既然 A 往 B 有了一条专门的线路，那我为啥不连续发车呢？
上面那段提到修很多的中间站的问题，其实也引出了闭塞分区的需求。我们假设站间区间长度为零的情况，也就是中间站与中间站相连。每个车站的进站信号机把整个铁路区段分成了小的一段一段。由于信号机的存在，在信号机防护的钢轨内有车占用的时候它是不能开放的（这就是联锁！），由于信号的显示是列车的行车凭证，司机见到红灯是绝对不能越过的（这里又发现了一个人决定的问题吧？如果司机偏要越过呢？后面再说！）！所以这就避免了追尾！
这不就是保证列车续行安全不追尾的办法吗？ok，我们把站房神马的都去掉！
这就是闭塞分区的概念。即使用轨道电路与区间中的通过信号机将很长的站间区间分成小的闭塞分区，每个闭塞分区允许一列列车进入，列车进入后，防护该分区的通过信号机即转为红灯。闭塞分区的长度为保证列车能够以该区段限制速度进入该分区后经制动在下一架信号机前（即下一个分区的入口）停车的长度。
完整的自动闭塞系统除了闭塞分区、轨道电路、区间通过信号机还要实现各个车站对相邻区间列车的追踪。
双线自闭下办理闭塞的过程是这样的。
A 站接通 B 站电话。A:XX 次预告! B:XX 次预告！ ——此时完成预告，表示 B 站同意接车。
A 站通过开放出站信号，自动办理闭塞（同自动站间）。司机见信号后与车站联控发车。
B 站通过列车追踪系统发现 XX 次接近，开放进站信号接车。
列车到达后无需开通区间也无需报告 A 站 XX 次到达。
自动闭塞根据通过信号机显示模式的不同分为三显示自动闭塞和四显示自动闭塞。
三显示的通过信号机有绿灯（表示前方至少两个区间空闲，可正常速度通过），黄灯（表示前方一个区间空闲，进入该区间需减速运行，准备停车），红灯（表示前方区间占用，不能越过）三种显示状态。
四显示的通过信号机有绿灯（表示前方至少三个区间空闲，可正常速度通过），绿黄灯（表示前方两个区间空闲，高速车需减速，注意下一架信号机显示，低速车可正常速度通过），黄灯（表示前方一个区间空闲，进入该区间需减速运行，准备停车），红灯（表示前方区间占用，不可越过）四种显示状态。
这里简单提一下机车信号，自动闭塞系统中，机车信号（可见
答案中的相关部分）是对地面信号（即我上面那两张不能直视的图中的通过信号机）的复式，行车凭证也即进入区间的许可是地面信号的显示状态，在地面信号灭灯（意外），机车信号显示正常的情况下，司机也可凭机车信号行车。
上面提到了防止追尾主要还是司机见到红灯要停车，黄灯要减速，那要是万一司机想报复社会，一定要闯红灯呢？
过去是没办法了。。
直到有了ATS（Automatic Train Stop，自动停车系统）。简单来说，这套设备装在机车上，如果司机见了黄灯不减速，且速度越过了 ATS 设定值的时候，它就会越过司机，直接操纵机车实行紧急制动（撂非常啊！），使列车停下来。
有了这玩意，也就有了最早的列车运行控制系统。
后来，ATS 更先进了，变成了ATP（Automatic Train Protection，列车自动防护系统）。
ATP 是根据列车参数（包括牵引量数，牵引吨数，机车性能指标）、线路参数（坡度、曲线、竖曲线）及信号显示状态，自动计算当前指标下列车的允许速度曲线，并对机车进行防护。当机车的实际速度超过该曲线时，ATP 系统会自动操纵机车进行常用制动或紧急制动，使机车速度降低到计算曲线下。目前普铁机车普遍使用的是LKJ（列车运行监控记录系统），我感觉起来它和 ATP 挺像的。。
再往下就要提到CTCS（China Train Control System，中国列车运行控制系统）了，它是目前国内列车运行监控系统的综合。包括 0,1,2,3,4 五级。
（插句话，叫 CTCS 是因为它的原型叫 ETCS。。Europe，你懂的。）
坑有点大，，我先盖盖土。
C0 级是现在既有线路的各种列车控制系统的统称，包括上面提到的各种闭塞方式以及相关的信号、联锁系统。叫 0 级为了和 CTCS 其他级别称呼的规范（zhuang）统一（bi）。。
现在分布广泛的 160 的客货混线基本是使用 C2 系统。
客运专线和高速铁路使用 C3 系统。
C4 系统就是在
答案中提到的移动闭塞。还在研制中。
CBTC（Communication Based Train Control System，基于无线通信的列车运行控制系统）是一种基于无线通信技术联通列车和地面，从而实现移动闭塞的列控系统。当然了，这玩意儿也是外国发明的。国内首发靠谱的系统是由北京交通大学自 1995 年起开展相关研究，2010 年 12 月 30 日开通运行的北京地铁亦庄线正式使用作为标志性突破的 CBTC 系统。至于国铁为熟么没有在使用呢？大概是因为爱情吧（不是说好某交强于牵引，某交强于控制么？你当“外国敌对势力”吃干饭的啊？）。
+++++++++++++++ 分割 ++++++++++++++++++
稍微总结一下。
铁路的设备除了线路、机车、车辆、站房神马的就是保护安全和行车用的三大件——“信联闭”了。
信——信号，指示列车运行。
联——联锁，建立各电气设备间关系，保证相互的安全防护。
闭——闭塞，保证一段钢轨只有一列车占用。
上文主要是从闭塞入手，对信联闭设备零零散散进行了一个描述，如果能把我混乱的文字看到这里，那你对铁路是真爱啊。。。
最后吐个槽，现在铁路部门为了保安全，几乎是完全不讲效率啊！而且铁路人对设备不放心啊！设备有时候也的确不让人放心啊（见 723，这么说叫政治正确？）！不过希望领导们还是考虑考虑效率的问题吧！好多规定有因噎废食的嫌疑了啊！安全管理不是一味的止啊！
前几行为 1400 光年外 Kepler-452b 星人遥控输入，双手举天以示清白！
以上,
------------------ 分割线，以下为原答案 --------------
我再来补充一下
好了 2333
先上图
这便是当年用来办理闭塞用的路签机实物咯。
图片是我 2011 年拍的（那个年代手机较烂，请无视画质吧）。
东西“藏”于北京交通大学交通运输学院运输设备教学馆。
简单介绍一下这个东西。
首先是设备们。
图中标有黄底红字 1 2 的两个红箱子是装路签的，也是锁着路签的。它们分别是放在两个车站的。我这个图片拍的角度比较成问题，，图中应该是一套半设备。也就是中间那个矮的红箱子（其实是电话）和它后面那个高的木头是以及左边的 2 是一组。右边那个 1 的右边还有一套前面说的红箱子和高木头。
另外那个高木头上面还套了个像没有网的篮筐一样的东西，那个就是用来爱传递路签的皮套，其他人答案中有近照。
路签就是列车可以进入区间的凭证了。图中的 2 可以从侧面看到路签插在里面。我国国铁用的路签一般是棒棒(￣◇￣;)，其实是像钥匙一样的东西。
图中的 1.2 那两个红色的箱子从侧面看的话有很多沟槽，路签从里面取出来还得绕来绕去最后绕到那个五角星的中央拔出来。注意，这个东西不通电是取不出来路签的。
总得来说，路签机类似一套锁，它们锁的就是两组路签机中间的铁路。
A 请求，B 同意，A 就可以生成一把钥匙，钥匙生成，铁路就锁定了。司机带着钥匙从 A 到 B，B 再用钥匙解锁。这也是闭塞的一种理解。
下面用一些细（fei）节（hua）扩展一下上面这段。
设定一个情景，车站 1（放着图中 1 那套设备）要向车站 2（同理）开车了。
车站 1 的值班员摇矮红色箱子上那个磁石电话手柄要通车站 2。然后在电话里说明要进行闭塞，及车次。车站 2 同意闭塞的话会按个什么东西（忘记了）就给车站 1 的路签机送电了，，这时车站 1 那个标着 1 的红色的箱子就能取出路签了。
车站 1 往车站 2 方向的一枚路签取出来后，相应方向路签机锁闭，无法取出第二枚，车站 2 往车站 1 方向也无法取出路签。
另外，这个东西可能还会和车站的其他电气设备联锁吧，比如路签机未办理好闭塞，出站信号机不能开放什么的。（具体的就不清楚咯，当年学习的时候也就是那么一带）
之后值班员把路签交给司机，司机就可以开车了。到达车站 2 后，司机把路签交还，车站 2 把路签再插入图中有 2 字样的红色箱子，要通车站 1，报告列车到达，就可以将车站 1 的路签机解锁了。
手机码的，略凌乱。。
其实上面都是我编的ヽ(￣д￣;)ノ，毕竟这东西淘汰很多年了。
最后零散说几句。
我 11 年第一次见着这东西的时候，老师说：这个东西现在实物全国也没几台了，咱们这个目前还是可以用的，我给大家演示一下。
结果捣鼓了半天也没拔出来一个路签(*￣з￣)。
本来老师说，你们不要乱动啊，这东西现在都是古董了。可是教学设（wan）备（ju）嘛，大家就摸来摸去了，哈哈哈。
找来找去就就找到自己这一张，去同学们原来的相册翻了半天，结果发现，，跟他们比起来我关注的点都好奇怪啊(￣◇￣;)（怪不得没有女朋友），如果以后能找到更多的图片再来补充咯。
说了这么多，一副跑题的样子，，不过，，本来就是来补充的嘛！
有时间的话我要把原题回答一下！
晚安咯。