试述地铁信号系统采用的安全性技术

金鑫

摘要：随着现代地铁信号系统技术不断地发展与完善,它的安全性也在不断地得以提高。现代地铁信号系统以提高地铁线路的安全性和地铁线路的利用率为核心目标,地铁信号系统的安全性是地铁列车行车安全的前提与保障。文章将重点介绍地铁信号系统采用的安全性技术，以供同行参考。

关键词：地铁信号系统，安全性技术

中图分类号：U231文献标识码： A

1、前言

城市地下铁道在我国是正在不断发展的一种交通系统。随着我国经济实力的不断增长,将有越来越多的大城市要修建地铁。因此根据每个城市的需要和投资情况,确定适当规模和水平的地铁信号系统,是地铁安全、可靠、有效运行的重要条件。

2 影响地铁信号系统安全性的因素分析

在技术先进性方面,首先,应当以安全性作为地铁信号系统设计的核心。在技术的研发过程中要充分考虑环境的影响因素、可行性研究方案和理论数据的校验等方面。其次,注意对系统的安全性进行验证和论证。再次,应当对系统的安全性进行风险评估。在设备的可靠性方面,系统设备的调试安装、验收和校验是地铁工程建设中的关键因素。建设施工单位应当以地铁信号系统的安全性为前提和目标,确保设备安装以及系统校验工作的顺利开展。在对地铁信号系统进行安全性分析时,还应当对系统的功能进行改进和监督,把维护和运营作为研究的重点。综合考虑地铁环境和各设备的使用寿命,对养护和检修的时间进行合理、科学的规划,以免因设备出现故障对地铁运行造成危险。为确保地铁信号系统的安全运行,还应当对基础预防系统设备进行检修。

3、各个地铁信号系统采取的安全措施

根据笔者多年以来的工作经验,下面对列车控制系统所采取的安全措施进行讨论。

3.1 列车自动监控系统通常采取的安全措施

1)为避免因某段通信信道出现故障影响系统的正常工作,车站列车自动监控设备和控制中心的自动监控主机之间采用环路方式或者采用双通道构成系统。

2)列车的识别装置能够对列车的车体号、目的地号、车次号和服务号进行全线的跟踪与监控。

3)由于地铁运行过程中可能会出现异常与故障,调度员应当在此时对列车的运行进行调整。例如,在车站,调度员可以采取自动信号控制和自动进路调整。

4)为了避免系统出现故障的时候系统更新数据失败,通常采取建立两套列车自动监控系统在控制中心的措施,以保证两个系统都能够不断地对数据信息进行更新,也就是两套系统互为热备份。

5)在列车的运行过程中,如果列车的运行与运行图不符,此时地铁信号系统会自动调整列车的区间运行时间、停站时间,并且可以自动形成调整计划。如果列车的运行与运行图的偏差较大,此时调度员应当对列车的区间运行时间、停站时间进行人工调整。

3.2 列车自动驾驶系统通常采取的安全措施

1)应当制定完善的针对系统启动之前的安全检查措施,确保车辆接口的可靠性,待列车整备完毕,报告车厂信号值班员,保证地铁信号系统能够安全、高效地运行。

2)运用循环的方式对车门控制、控制器数据以及实行速度等数据进行传送,以保障数据信息的安全性,此时驾驶员也应当注意观察列车的仪表、指示灯和仪表的信息等。

3)在列车的运行过程中,通常列车应当按照运行图运行,如果列车自动驾驶系统发生异常或故障,应当及时采取紧急措

施,立即由自动驾驶状态转为人工驾驶,并报告行车调度员。

4)在列车的运行过程中,如果车速超限,此时系统会显示并告警,并且列车自动驾驶系统会通过列车自动保护车载设备对列车发出列车停站的信号,以确保列车制动。

3.3 列车自动保护系统通常采取的安全措施

1)由于线路中各部件的承受能力不同,针对电路中防冲击电路的设计也应该区别对待,采用增加数字化轨道线路系统的能量和数字信号的处理方式来提高系统的抗干扰能力,减少或消除强信号对数字化轨道线路系统的影响。

2)对数字化轨道线路系统中的设备,如通信板、功能板、接收板和发送板进行双备份,以避免因该系统的故障或异常造成数字化轨道线路系统与监控中心的信息交换功能受阻。

3)为避免系统出现死循环现象,条件循环语句应当禁止在编码软件中使用,并且应当采用编码冗余技术,另外,应当确保无论控制编码变化与否,每周期都能够连续输出编码控制程序。

4)为避免网络节点和网络通道出现异常和故障,保证地铁信息系统的正常运行,各个网络设备应当配置热备份和冗余接口,系统应当采用全冗余和双层网络的工作方式。

4、故障软化技术

设备或系统发生故障时,虽然系统的某些功能的所减弱,但作为整体仍使系统的功能维持执行。如:

4.1.信号灯光显著转移。当列车信号的绿灯或黄灯因灯泡灯丝烧断而不能给出前进信号显示时,使信号机自动显示红灯给出停车信号,仍使信号机具有防护进路的功能。

4.2.引导信号。正线的信号机因进路内轨道电路故障,或者侧面防护条件不能满足,或是不能提供保护区段而不能给出正常的前进信号时,允许用引导信号引导列车降低速度(不超过25km/h)驶入车站。

4.3.强行解锁。因轨道电路故障而使进路不能正常解锁时,允许在人为保证安全的条件下进行强行解锁〔强解区段、强解道岔命令)。

5、故障检测与诊断技术

使故障尽可能早地发现,以便及时修复或投入备份,使系统恢复功能。广州地铁一号线信号系统的各个子系统中,绝大部分是计算机系统,除采用硬件故障检测与诊断(如灯丝报警电路等)外,普遍采用了故障检测和诊断程序,系统启动时自动进行检测,发现故障后给出声光报警。如SICAS微机联锁系统工作中发现故障时,LOW工作站上将会给出声光报警和故障描述,通知操作员采取措施,及时处理。

6、冗余技术

利用额外的备份提高系统的可靠性和安全性。我国地铁信号系统采用这种技术的有:

6.1.列车信号的信号灯泡用双灯丝;

6.2.信号电源用两路电源。正线西门子引进设备采用UPS电源(用420个蓄电池组成电池组)。

6.3.安全系统采用冗余计算机系统。

SICAS微机联锁系统的联锁计算机用SIMIS3取2计算机系统;STEKOP接口计算机用sIMISZ取2计算机系统;ATP轨旁设备用SIMIS3取2计算机系统;ATP车载设备用SIMISZ取2计算机系统。

6.4.ATS系统设备采用双套冗余系统,一套作为备份。

7、安全规章制度

我国大部分地铁线路信号系统采用西门子的信号设备,设计全部按德国标准,有些命令绕过了联锁条件,使用这些命令时,设备不能完全保证运营安全,这时候安全很大程序上要靠人为保证。SICAS微机联锁系统中的安全相关命令,甩开了联锁条件,安全要人为保证,如“强行转岔”命令,它主要是为了提高运营效率而设的,在道岔区段轨道电路故障时,允许用该命令强行转换道岔,办理通过该故障区段的引导进路,进行引导接车。但此时设备分不清道岔区段是有车占用还是故障,在道岔区段有车占用时,设备也允许强行转换岔,如果在没有弄清该区段究竟是故障,还是有车占用时使用该命令,则可能会发生列车颠覆事故,故广州地铁运营公司制订了严密的安全规章制度,严格规定LOW操作员使用安全相关命令时,必须先登记后确认再操作,操作中认真核对命令及命令提示,保证行车安全。

结语

地铁信号系统安全性的提高能够大大增加线路营运效率,并且可以实现地

铁的安全控制。地铁运营单位运营管理工作应当围绕地铁信号系统的安全控制与管理开展,加大对地铁信号系统设备检修的力度,进一步优化自身的管理流程和管理架构,以促进我国地铁信号系统安全技术水平的提高,最终增加我国地铁建设投资的社会效益以及经济效益。

参考文献:

[1] 张涛.地铁信号系统的接口设计分析[J].铁路通信信号工程技术,2010,7(1).

[2] 欧发兵.地铁信号系统联锁故障时如何确保行车安全[J].城市建设理论研究,2011(21).

[3] 吕永宏.刘红燕.广州地铁5号线信号系统构成[J].科学之友,2008(26).