ในระบบสัญญาณรถไฟบล็อกเคลื่อนที่ (Moving Block)คือระบบบล็อกสัญญาณที่กำหนด "บล็อก" หรือเขตปลอดภัยรอบๆ ขบวนรถไฟแบบเรียลไทม์ด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งจำเป็นต้องทราบทั้งตำแหน่งที่แน่นอนและความเร็วของขบวนรถไฟทุกขบวน ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง รวมถึงการสื่อสารอย่างต่อเนื่องระหว่างระบบสัญญาณส่วนกลางและระบบสัญญาณในห้องคนขับรถไฟ

ระบบบล็อกเคลื่อนที่ช่วยให้รถไฟวิ่งถี่ขึ้น (ลดระยะห่างระหว่างขบวน ) ในขณะที่ยังคงรักษาขอบเขตความปลอดภัยที่จำเป็นไว้ได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มขีดความสามารถโดยรวมของเส้นทางรถไฟ ระบบนี้แตกต่างจากระบบสัญญาณ บล็อกคงที่

ระบบ ควบคุมรถไฟแบบใช้การสื่อสาร (CBTC) และระบบส่งสัญญาณแบบใช้การส่งสัญญาณ (TBS) เป็นมาตรฐานการส่งสัญญาณสองแบบที่สามารถตรวจจับตำแหน่งที่แน่นอนของรถไฟและส่งความเร็วในการเดินรถที่อนุญาตกลับมาเพื่อให้มีความยืดหยุ่นตามที่ต้องการ^{[ 1 ]}ระบบควบคุมรถไฟยุโรป ( ETCS ) ยังมีข้อกำหนดทางเทคนิคที่อนุญาตให้ดำเนินการแบบบล็อกเคลื่อนที่ได้ แม้ว่าจะไม่มีระบบใดใช้งานในปัจจุบัน ยกเว้นรางทดสอบ ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของรถไฟสามารถรวบรวมได้ผ่านเครื่องหมายแบบแอคทีฟและพาสซีฟตามราง รวมถึงมาตรวัดรอบและมาตรวัดความเร็วที่ติดตั้งบนรถไฟ ระบบที่ใช้ดาวเทียมไม่ได้ถูกนำมาใช้เนื่องจากไม่สามารถทำงานในอุโมงค์ได้

ตามธรรมเนียมแล้ว การเคลื่อนที่ของบล็อกจะทำงานโดยใช้ทรานสปอนเดอร์หลายตัวในทางเดินรถไฟที่มีตำแหน่งที่ทราบ^{[ 2 ]}เมื่อรถไฟวิ่งผ่านทรานสปอนเดอร์ รถไฟจะได้รับข้อมูลระบุตัวตน ทำให้รถไฟทราบตำแหน่งที่แน่นอนบนเครือข่าย^{[ 2 ]}เนื่องจากรถไฟยังสามารถกำหนดความเร็วของตนเองได้ ข้อมูลดังกล่าวจึงสามารถนำมารวมกันและส่งไปยังคอมพิวเตอร์ส่งสัญญาณภายนอกที่ศูนย์ปฏิบัติการรถไฟได้^{[ 2 ]}

โดยใช้การผสมผสานระหว่างเวลาและความเร็ว คอมพิวเตอร์สามารถเพิ่มเวลาตั้งแต่รถไฟผ่านทรานสปอนเดอร์ และความเร็วที่รถไฟวิ่งในช่วงเวลานั้น เพื่อคำนวณตำแหน่งที่แน่นอนของรถไฟ แม้ว่ารถไฟจะอยู่ระหว่างทรานสปอนเดอร์ก็ตาม^{[ 2 ]}ซึ่งช่วยให้ระบบส่งสัญญาณสามารถให้สิทธิ์การเคลื่อนที่แก่รถไฟที่ตามมาได้ จนถึงท้ายสุดของรถไฟที่นำหน้า^{[ 2 ]}เมื่อมีข้อมูลเข้ามามากขึ้น สิทธิ์การเคลื่อนที่นั้นสามารถอัปเดตได้อย่างต่อเนื่อง จึงบรรลุแนวคิด "บล็อกเคลื่อนที่" ^{[ 2 ]}ทุกครั้งที่รถไฟผ่านทรานสปอนเดอร์ ระบบจะปรับเทียบตำแหน่งใหม่ ทำให้ระบบรักษาความแม่นยำ^{[ 3 ]}

ในทางเทคโนโลยีแล้ว ส่วนที่ยากที่สุดสามส่วนในการสร้างระบบรถไฟแบบบล็อกเคลื่อนที่ ได้แก่:

1. การสื่อสารอย่างต่อเนื่องระหว่างระบบส่งสัญญาณและรถไฟทุกขบวน^{[ 2 ]}
2. พิสูจน์ว่ารถไฟยังคงสภาพสมบูรณ์^{[ 4 ]}
3. ความน่าเชื่อถือ^{[ 4 ]}

การส่งสัญญาณแบบบล็อกเคลื่อนที่ไม่สามารถนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพจนกว่าจะมีการคิดค้นระบบสื่อสารที่เชื่อถือได้ทั้งสองทางระหว่างรถไฟและระบบส่งสัญญาณ แม้ว่าเทคโนโลยีดังกล่าวจะมีมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ความไม่เหมาะสมของระบบในยุคแรกทำให้ไม่สามารถใช้งานได้เป็นเวลาหลายปี รหัสพัลส์ถูกนำมาใช้ในระบบส่งสัญญาณเวอร์ชันแรกของสายวิกตอเรียของ รถไฟ ใต้ดินลอนดอน^{[ 5 ]}อย่างไรก็ตาม ระบบสื่อสารสองทางด้วยรหัสพัลส์โดยใช้เทคโนโลยีการคำนวณในขณะนั้นจะมีความซับซ้อน ดังนั้นจึงใช้ระบบบล็อกคงที่แทน^{[ 5 ]}

ความสมบูรณ์ของขบวนรถไฟ (การพิสูจน์ว่าขบวนรถไฟยังคงสภาพสมบูรณ์) แม้จะไม่ใช่ปัญหาที่ซับซ้อนในเส้นทางรถไฟชานเมืองและรถไฟใต้ดินระยะสั้น แต่กลับกลายเป็นปัญหาที่ยากขึ้นมากเมื่อต้องรับมือกับรถไฟประเภทต่างๆ ความยาวของขบวนรถไฟ และรถไฟที่ลากด้วยหัวรถจักร (ตรงข้ามกับรถไฟแบบหลายตู้) ^{[ 4 ]}ระบบบล็อกเคลื่อนที่รู้ตำแหน่งของรถไฟได้เพียงวิธีเดียวเท่านั้น คือจากการระบุตำแหน่งของรถไฟเอง^{[ 2 ] [ 4 ]}ตามธรรมเนียม ระบบส่งสัญญาณจะใช้วิธีการภายนอก เช่น ตัวนับเพลาและวงจรราง เพื่อกำหนดตำแหน่งของรถไฟ^{[ 2 ]}นั่นหมายความว่ารถไฟส่วนใหญ่ไม่มีวิธีใดที่จะยืนยันได้อย่างแน่ชัดว่ารถไฟทั้งขบวนยังคงเชื่อมต่อกันอยู่^{[ 2 ] [ 4 ]}ระบบดังกล่าวสามารถเพิ่มเข้าไปใน รถไฟโดยสาร แบบหลายตู้ ได้อย่างง่ายดาย โดย เฉพาะอย่างยิ่งหากตู้โดยสารแทบจะไม่แยกออกจากกัน แต่การนำเทคโนโลยีมาใช้ในลักษณะเดียวกันกับรถไฟที่ลากด้วยหัวรถจักรนั้นมีความซับซ้อนมากกว่ามาก^{[ 4 ]}ทุกวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพต้องใช้เทคโนโลยีที่มีราคาแพง ซึ่งต้นทุนอาจมากกว่าผลประโยชน์ของระบบบล็อกเคลื่อนที่

อีกรูปแบบหนึ่งของระบบควบคุมแบบเคลื่อนที่คือการติดตั้งคอมพิวเตอร์ไว้บนตัวรถไฟเองเท่านั้น รถไฟแต่ละขบวนจะกำหนดตำแหน่งของตนเองเมื่อเทียบกับรถไฟขบวนอื่นๆ และตั้งความเร็วที่ปลอดภัยโดยใช้ข้อมูลนั้น ระบบนี้ต้องการอุปกรณ์ข้างทางน้อยกว่าระบบที่อยู่นอกตัวรถไฟ แต่จำนวนการส่งข้อมูลจะมากกว่ามาก

"Moving block" ไม่ใช่มาตรฐานทางเทคนิค แต่เป็นเพียงแนวคิดที่สามารถนำไปใช้ได้โดยใช้มาตรฐานต่างๆ

CBTCเป็นมาตรฐานที่เกี่ยวข้องที่พบได้บ่อยที่สุด อย่างไรก็ตามCBTCตามที่อธิบายไว้ใน IEEE 1474 (1999) ^{[ 6 ]}ไม่ได้กล่าวถึงข้อกำหนดสำหรับการทำงานของบล็อกเคลื่อนที่ ถึงกระนั้น ระบบบล็อกเคลื่อนที่ส่วนใหญ่ใช้ระบบส่งสัญญาณที่สอดคล้องกับมาตรฐาน IEEE 1474 (1999) ผู้ผลิตหลายรายสร้างระบบที่สอดคล้องกับมาตรฐาน IEEE 1474 แต่มีเพียงไม่กี่ราย (ถ้ามี) ที่เข้ากันได้^{[ 2 ]}

• Thales Seltrac ^{[ 7 ]}
• เครื่องบิน Bombardier CITYFLO (รุ่นต่างๆ)
• Alstom Urbalis ^{[ 8 ]} (เวอร์ชันต่างๆ)
• ซีเมนส์Trainguard MT CBTC ^{[ 9 ]}
• นิปปอน ซิกแนล SPARCS ^{[ 10 ]}
• อินเวนซิส ซิเรียส^{[ 11 ]}
• อาร์เจนตินา SafeNet CBTC ^{[ 12 ]}
• โซลูชันออปชั่น CAF Optio CBTC

การควบคุมรถไฟแบบใช้การส่งสัญญาณ (TBTC) เป็นรูปแบบก่อนหน้าของ CBTC ที่ใช้ลูปเหนี่ยวนำบนรางเพื่อสื่อสารกับระบบส่งสัญญาณ แทนที่จะใช้สัญญาณวิทยุหรือวิธีการอื่น^{[ 13 ]}คำว่า "การส่งสัญญาณ" และ "การสื่อสาร" เป็นคำพ้องความหมายในบางสถานการณ์ ดังนั้นชื่อใดชื่อหนึ่งจึงไม่สามารถอธิบายมาตรฐานแต่ละอย่างได้อย่างถูกต้อง ระบบที่พิจารณาว่าใช้ TBTC ได้แก่:

• รถไฟ ใต้ดินลอนดอนสายจูบิลี (ใช้ระบบ CBTC ในส่วนต่อขยายไปยังสถานีไฟฟ้าแบตเตอร์ซี)
• รถไฟด็อกแลนด์ส ไลท์ เรลเวย์
• การควบคุมรถไฟเชิงบวกมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาสำหรับระบบป้องกันรถไฟสมัยใหม่ถือเป็นตัวอย่างของ TBTC อย่างไรก็ตาม อาจอธิบายได้ดีกว่าว่าเป็น ระบบ ป้องกันรถไฟอัตโนมัติแม้ว่าจะมีเวอร์ชัน "ขั้นสูง" ที่อนุญาตให้มีการส่งสัญญาณบล็อกเคลื่อนที่^{[ 14 ]}

ETCS เป็นโปรโตคอลการส่งสัญญาณสำหรับระบบการจัดการการจราจรทางรถไฟของยุโรป (ERTMS) ระบบนี้เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่ามีสามระดับ ได้แก่ ระดับ 1 ( ระบบ ATPเท่านั้น) ระดับ 2 (ระบบบล็อกเสมือนที่สามารถใช้งานร่วมกับการควบคุมการเดินรถอัตโนมัติ (ATO) ได้) และระดับ 3 (คล้ายกับระดับ 2 แต่ใช้บล็อกเคลื่อนที่และสามารถลดอุปกรณ์ข้างทางได้มาก) ในทางปฏิบัติ ระดับ 3 ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ และกลายเป็นส่วนขยายของระดับ 2 ^{[ 4 ]}อุปกรณ์ผลิตโดยผู้ผลิตหลายราย แต่มาตรฐานนั้นมีโปรโตคอล ดังนั้นอุปกรณ์ ETCS ทั้งหมดจึงเข้ากันได้ ซึ่งแตกต่างจากระบบ CBTC ^{[ 2 ]}

ตามทฤษฎีแล้ว บล็อกเคลื่อนที่สามารถให้ข้อได้เปรียบด้านความจุเมื่อเทียบกับระบบบล็อกคงที่ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ข้อได้เปรียบดังกล่าวทำได้ยาก^{[ 15 ]}

เหตุผลหลักคือการผสมผสานระหว่างวิธีการทำงานของเครือข่ายรถไฟจริง ๆ และความคลาดเคลื่อนภายในระบบบล็อกเคลื่อนที่^{[ 2 ]}

ในขณะที่ระบบบล็อกเคลื่อนที่สามารถอนุญาตให้รถไฟเข้าใกล้รถไฟข้างหน้าได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ยังคงรักษาระยะห่างที่เพียงพอสำหรับการหยุด (โดยใช้เบรกบริการปกติ) หากไม่ได้รับการอัปเดตเพิ่มเติมเกี่ยวกับอำนาจการเคลื่อนที่ ในทางปฏิบัติ หากรถไฟวิ่งใกล้กับรถไฟข้างหน้ามากขนาดนั้น ความไม่สอดคล้องกันเล็กน้อยระหว่างการอัปเดตอำนาจการเคลื่อนที่จะทำให้ต้องใช้เบรกบ่อยครั้งและมีแนวโน้มที่จะทำให้รถไฟวิ่งตามหลังมากขึ้น ระบบบล็อกเคลื่อนที่ส่วนใหญ่ยังทำงานโดยมีบัฟเฟอร์เพื่อชดเชยสิ่งนั้น ดังนั้นรถไฟอาจอยู่ห่างจากตำแหน่งที่เหมาะสมหรือ "สมบูรณ์แบบ" ประมาณ 10 ถึง 30 เมตร^{[ 1 ] [ 4 ] [ 15 ]}ซึ่งช่วยชดเชยความล่าช้าในการส่งสัญญาณและความไม่สอดคล้องกันเล็กน้อยในการคำนวณตำแหน่งของรถไฟ นอกจากนี้ การส่งสัญญาณระหว่างรถไฟและระบบสัญญาณไม่ได้ต่อเนื่องอย่างแท้จริง แต่จะถูกส่งเป็นแพ็กเกจข้อมูล ตั้งแต่หลายครั้งต่อวินาทีไปจนถึงไม่บ่อยนัก โดยอาจเว้นช่วงห่างกันหลายวินาทีระหว่างการส่งสัญญาณ^{[ 16 ]}ในทางปฏิบัติ นั่นหมายความว่าอำนาจการเคลื่อนที่ได้รับเป็นช่วงๆ ละหลายเมตร โดยมักจะมีบัฟเฟอร์และความล่าช้าเล็กน้อยจากตำแหน่งจริงของรถไฟข้างหน้า ดังนั้นจึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพในระดับเดียวกันได้โดยใช้บล็อกคงที่ขนาดเล็กมาก นั่นคือวิธีการทำงานของรถไฟใต้ดินมอสโกและ รถไฟใต้ดิน สายวิกตอเรียของลอนดอน พวกเขาไม่มีบล็อกเคลื่อนที่ แต่มีบล็อก "เสมือน" จำนวนมากที่อยู่ใกล้กัน เครือข่ายเหล่านี้มักถูกพิจารณาว่าเป็นสองในเส้นทางรถไฟที่มีความจุสูงที่สุดในโลก^{[ 17 ]}

เหตุผลประการที่สองที่ทำให้ความจุไม่จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงก็คือ รถไฟที่วิ่งบนเส้นทางรถไฟที่มีสถานีจะต้องจอดที่สถานี เวลาที่ใช้ในสถานี ("เวลาจอด") หมายความว่า บนเส้นทางรถไฟ 95% รถไฟจะไม่วิ่งใกล้กันมากเท่าที่ควรจะเป็นหากไม่มีสถานี ลองพิจารณาว่าทางรถไฟสองรางที่มีชานชาลาคู่ขนานสี่แห่งที่สถานี (สองแห่งต่อทิศทาง) สามารถมีความถี่ในการเดินรถได้มากกว่าสองเท่าของเส้นทางเดียวกัน แต่มีเพียงสองชานชาลาที่สถานี (หนึ่งแห่งต่อทิศทาง) แม้ว่าทั้งสองเส้นทางจะใช้ระบบสัญญาณที่เทียบเท่ากันก็ตาม^{[ 18 ]}ความเป็นจริงนั้นหมายความว่าประโยชน์ส่วนใหญ่ของระบบสัญญาณแบบบล็อกเคลื่อนที่สามารถบรรลุได้เฉพาะในและรอบๆ สถานีเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ทางรถไฟเกือบทั้งหมดมีข้อกำหนดในการปฏิบัติงานว่ารถไฟขบวนถัดไปไม่สามารถเริ่มเข้าสู่ชานชาลาได้จนกว่าท้ายขบวนรถไฟก่อนหน้าจะออกไปอย่างสมบูรณ์^{[ 19 ]}ซึ่งทำหน้าที่เสมือนบล็อก "คงที่" แม้แต่ในระบบบล็อกเคลื่อนที่^{[ 20 ]}และจะจำกัดความถี่ในการเดินรถบนเส้นทางให้เหลือเพียงความถี่ที่สามารถทำได้โดยใช้ระบบสัญญาณแบบดั้งเดิมเท่านั้น ประโยชน์ส่วนใหญ่ที่เครือข่ายได้รับจากการใช้บล็อกเคลื่อนที่นั้น มาจากความสม่ำเสมอที่เพิ่มขึ้นของการเคลื่อนที่ของรถไฟที่ได้รับจากATOอย่างไรก็ตามATOสามารถทำได้แม้ไม่มีบล็อกเคลื่อนที่^{[ 21 ]}

การเคลื่อนย้ายบล็อกสามารถเพิ่มความจุของเส้นทางได้หากข้อจำกัดนั้นถูกยกเลิกออกจากระบบ ซึ่งอ้างว่าได้ดำเนินการแล้วในเครือข่ายรถไฟบางแห่ง เช่นรถไฟใต้ดินฮ่องกงและที่สถานีบางแห่ง ภายใต้เงื่อนไขบางประการ บนสาย BMT Canarsieของรถไฟใต้ดินนครนิวยอร์ก ( สาย L ) อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการตรวจสอบยืนยันเรื่องนี้ นอกจากนี้ หากอนุญาตให้รถไฟขบวนถัดไปเคลื่อนที่ผ่านท้ายขบวนรถไฟนำหน้าได้ (จนถึงจุดที่ท้ายขบวนรถไฟนำหน้าจะหยุดอยู่หากมีการใช้เบรกฉุกเฉิน) ความจุก็จะเพิ่มขึ้นได้อีก^{[ 4 ]}อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ไม่เคยเกิดขึ้นและถือว่าไม่ปลอดภัย^{[ 4 ​​]}

ข้อดีประการหนึ่งของระบบบล็อกเคลื่อนที่โดยทั่วไปคือต้องการอุปกรณ์ข้างทางน้อยลง ซึ่งสามารถประหยัดเงินได้เมื่อเทียบกับการบรรลุความจุระยะห่างเท่ากันโดยใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมจำนวนมากที่จำเป็นสำหรับระบบบล็อกคงที่หรือบล็อกเสมือน^{[ 2 ]}

ระบบบล็อกเคลื่อนที่ถูกนำมาใช้ในรถไฟใต้ดินลอนดอน หลายสาย รวมถึงสาย จูบิลีและ สาย เหนือและบางส่วนของสายใต้ดิน^{[ 22 ]}ในลอนดอน ระบบนี้ยังถูกใช้ในรถไฟ Docklands Light Railway ^{[ 23 ]}และส่วนหลักของสาย Elizabeth ^{[ 24} ] รถไฟใต้ดินนิวยอร์กซิตี้สายBMT Canarsie ( รถไฟ ^สาย L ), Tren Urbano (เปอร์โตริโก) ^{[ 25 ]} MRTของสิงคโปร์และSkyTrain ของแวนคูเวอร์ ก็ใช้ระบบสัญญาณบล็อกเคลื่อนที่เช่นกัน นอกจากนี้ยังถูกใช้โดยMTR ของฮ่องกงในสาย Tuen Ma , สาย Disneyland Resort , ^สาย South Islandและสาย East Rail ^{[ 26} ]

เดิมทีเทคโนโลยีนี้ควรจะเป็นเทคโนโลยีสำคัญในการปรับปรุงเส้นทางรถไฟสายหลักชายฝั่งตะวันตก ของอังกฤษให้ทันสมัย ​​ซึ่งจะช่วยให้รถไฟวิ่งด้วยความเร็วสูงสุดที่สูงขึ้น (140 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือ 230 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) แต่เทคโนโลยีนี้ถือว่ายังไม่สมบูรณ์เพียงพอ เนื่องจากมีทางแยกจำนวนมากบนเส้นทาง และแผนดังกล่าวจึงถูกยกเลิก^{[ 20 ]}การนำระบบ Moving Block มาใช้ในปัจจุบันนั้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพเฉพาะในเครือข่ายที่แยกออกจากกันซึ่งมีทางแยกน้อย เท่านั้น ข้อกำหนดระดับ 3 ของ ระบบการจัดการจราจรทางรถไฟยุโรป (ซึ่งชื่อได้เปลี่ยนไปเมื่อเร็ว ๆ นี้) ^{[ 4 ]}สำหรับระบบควบคุมรถไฟยุโรปมีเป้าหมายที่จะนำเสนอ Moving Block เวอร์ชันที่แข็งแกร่งกว่าซึ่งสามารถทำงานร่วมกับทางรถไฟที่ซับซ้อนได้ อย่างไรก็ตาม ความยากลำบากในการบรรลุเป้าหมายดังกล่าวทำให้ระบบนี้ยังไม่ได้ถูกนำไปใช้^{[ 4 ]}