关于地铁信号系统安全的具体分析

刘卓林

中铁十四局集团电气化工程有限公司，山东济南 200014

1 地铁信号系统概述

地铁信号系统早期为固定闭塞技术，后期发展为准移动闭塞技术，目前朝着移动闭塞方式发展。我国地铁采用的信号系统为准移动闭塞系统，利用数字轨道电路技术设计准移动闭塞系统，利用数字轨道电路技术构建自动控制系统，从而在保证列车运行安全的同时还能提高行车操作的方便。此外，还利用了ATP、ATO、ATS等系统减少了列车之间的间隔区间，提高了城市轨道交通的运行效率。现阶段采用ATC自动控制系统可以满足列车行车需求，但因为该系统的设备种类多且设备数量大，所以会出现线路关系复杂的问题，影响信号系统的安全和可靠。现在地铁信号系统技术方面正在不断完善，比如采用移动闭塞技术和ATC硬件技术集成的方式来保证系统的安全和稳定。

2 地铁信号系统安全评估分析的发展历程

地铁信号系统分为传统地铁信号系统和现代地铁信号系统。其中前者指的是采用固定闭塞安全技术来保证列车运行安全的系统，该系统存在明显的不足：在工作中需要加大地铁列车间的距离，这样列车的运行效率便会大大降低，减少了单位时间内的客流量，也会降低地铁路线的使用效率，使经济效益减少。后者指的是采用数字轨道电路技术实现准移动闭塞系统，该技术可以实现列车的自动控制，从而保证地铁运行的安全性。这种方式一方面可以提高地铁系统操作的方便和灵活性，另一方面利用自动控制系统的列车可以起到自动保护、列车自动驾驶、列车自动监督的作用，系统可以减少列车的行车距离，提高城市轨道交通的运输效率。

3 地铁信号系统安全性能和影响地铁信号系统安全的因素

3.1 地铁信号系统安全性能

在地铁系统的安全保护中主要采用以下几种安全措施：首先对于采用固定闭塞技术的地铁信号系统，受到基数限制不能具体指导列车位置，列车的制动器电荷重点设置在边界上，又降低了地铁线路的使用效率。在城市交通压力增大的情况下，传统闭塞技术信号系统无法满足现代城市发展的要求，影响城市地铁建设的经济效益和社会效益。其次，对于采用准移动闭塞技术的地铁信号系统，该系统既能保证列车行车安全，减少列车之间的距离，又能提高线路的使用效率，可采用轨道电路、制动减速等装置来判断列车的具体位置，通过列车之间距离的减少来提高线路利用率。尤其是在利用数字化及信息技术以后，可以完成列车间的信息传输，避免出现信息不对称问题，这样列车事故和由此带来的经济损失便会大大减少。地铁信号系统常见的安全措施包括：在地铁高速运行中由于线路会受到外界影响，所以在设计电路时要注意冲击电路设计，增加对数字信号处理和传输抗干扰能力设计的重视程度，加强对数字信号设备的管理。可利用网络防护技术和冗余技术来保证信息系统的运行。在编写软件过程中为避免出现死循环，必须禁止使用条件语句。

3.2 影响地铁信号系统安全的因素

地铁信号系统常见的安全故障有：信号灯熄灭或信号不开放、信号灯直接显示错误；监视器红光带导致信号设备系统连锁故障；没有被占用的轨道区域显示红光带。在不同地铁信号系统应用阶段，技术成熟是基础，强大的设备是条件保障，最终目标是为了保障信号系统的安全。在实践安全保护工作中，首先要做好技术理论、环境因素和可靠性性方面的研究分析，开展技术设计，做好风险评估工作等。此外，系统设备的安装、校验和验收是当前地铁建设工程建设的主要内容，投资建设和施工单位在选择设备时必须将设备的可靠性指标作为主要标准，然后在设备的安装中做好质量控制工作，加强系统校验工作，在验收时要完全按照规范开展工作，做好设备可靠性和安全性检测。此外，地铁运营单位应该结合设备使用寿命和环境对设备的影响等制定科学的检修计划，做好易损性部件的更换养护工作。同时，应该做好基础性预防系统设备日常保养维护工作，这也是保证信号系统安全可靠的关键。

4 开展地铁信号系统安全评估分析的意义

轨道交通信号系统的作用是为了保证列车行车安全，提高线路的运行效率和质量。在经济和科学技术不断发展的过程中，列车行车距离在缩短，而对于信号系统要求越来越严格，信号系统呈现出智能分化发展趋势，系统变得越来越复杂。所以，加强对轨道交通信号系统的安全评估分析，有利于了解目前存在的问题并进行优化改善，对于保证列车行车安全具有一定的实践价值和意义。

在建设中存在施工水平、施工质量和技术难以保障等问题，这样就给列车行车安全埋下了许多隐患。为从根本上规范轨道交通，保证地铁运行安全，就需要加强对其地铁信号系统的研究分析。轨道交通属于许多部分联动的庞大系统，信号系统是其中的神经枢纽中心，直接关系到列车行车安全。在运行中如果出现供电电源问题、操作失误问题或设备维修等问题，便会引发各种故障，不但会影响行车的效率，而且还可能会对乘客的生命财产安全构成威胁。因此，加强对信号系统的安全分析，判别其中的风险、风险出现的原因和造成的后果等，最终可全面掌握风险发生的概率、可行性和危害度，然后结合具体情况采取相应的安全措施和手段。

5 开展地铁信号系统安全分析的具体方案

5.1 安全评估技术原理

对地铁信号系统进行安全性分析，我国主要采用的技术原理和核心系统技术是通过完善信号系统的认证系统，利用连锁系统、列车自动保护系统和其他与行车安全有关系统进行强制性认证。在实践中可以通过专业的第三方对轨道交通信号系统进行安全认证，相关安全证书要齐全，应该有独立的安全评估机构；同时，在具体项目中要结合具体情况进行详细设计分析。分析系统运行原理、设备生产制作过程，开展阶段性的系统安全评估，并在列车运行前提供安全评估报告。

5.2 指标要求的确定

为保证城市轨道交通工程试运营的安全，在结合实际情况对地铁信号系统进行安全分析时首先应该确定列车之间最小间距、点式降级模型最小行车间隔、列车在出入正线的能力等要求指标。①信号系统安全设备导向危险侧的概率≤10～9/h；②信号系统可用度指标≥99.98%；连锁和列车自动运行、列车自动监控各子系统可用性的性能指标≥99.99%；③应在保证车辆各参数符合要求基础上，停车精度误差在0.3m之内；④列车运行中的时刻表和平均差距之间的误差控制在5s内；⑤列车到达折返站过程中保障无人自动折返，准确率控制在99.99%之内。

5.3 具体地铁信号系统安全评估内容

地铁信号系统具体安全评估内容包括以下几个方面：首先，对ATS设备进行功能实验，对列车系统硬件进行性能测试分析和对系统进行显示实验分析。同时，对时刻表和运行图功能等进行实验分析，对系统自动存储、回访等进行实验分析。对列车进路分析实验、车次号跟踪和生成实验分析，并对各项试验进行检测。其次，对信号机、计轴设备、电缆等基础信号设备进行安全评估，评估内容包括信号机显示距离、灯丝报警室内外控制、中线状态和电缆联通状况等。第三，开展计算机连锁功能的措施，即对系统硬件设备性能、连锁进路等测试，对故障、报警和诊断等进行分析和记录。第四，通过硬件设备、连锁接口、紧急停车等对地面设备开展功能实验，做好和其他子系统的接口实验分析，对保护区段进行实验分析。第五，对车载功能、信号电源设备等进行功能试验，做好报警功能、检测功能等信号维护检测系统及其子系统的功能试验。最后，在一些特殊状况下，需要对系统后备模式的危险状况进行分析，对各类故障进行试验分析。在信号系统安全评估分析结束后，需要对整体安全性进行总结分析，掌握其中存在的问题和不稳定因素，然后划分风险等级和类型，最后形成安全评估报告。安全评估分析报告作为实际采取安全措施的主要依据，在实践时需综合评估报告内容结合实际情况制定改进计划，完善处理方式，从而可有效提高城市轨道交通行车的安全。

6 结语

综上所述，地铁信号系统的安全关系着列车行车安全。采用现代化地铁信号系统技术可以有效提高地铁信号系统的安全性，而加强对地铁信号系统的安全评估分析，可以有效控制地铁的运行，在保证其安全的同时，还能提高线路运行效率和使用率。开展地铁信号系统安全分析工作中，要围绕安全性能开展，对于信号系统的设计、施工和运营管理应从地铁本身结构和管理机制着手，加强对地铁信号系统的安全控制和管理，加强对地铁设备的日常检查维护保养。总之，只有保证地铁信号系统的安全才能保证行车安全，才能保障乘客的生命财产安全。在未来还需要加大对地铁信号系统的研究，以推动我国城市交通事业的发展。