关于地铁信号系统安全的具体分析

李永昊 高征威

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也越来越迅速。地铁信号系统作为关键信息基础设施，其网络安全关乎公共利益。为此，分析和介绍地铁信号系统网络安全的防范措施。

关键词：地铁信号；系统安全；具体分析

引言

地铁标志着现代城市文明的发展，为保证地铁安全运行，保证人们出行安全，就必须要保证地铁信号系统的安全可靠。在地铁建设运行过程中，地铁信号系统的安全关系着地铁的运行安全，关系着现代化城市交通事业的发展。因此，应该加强对当前地铁系统安全措施的研究，分析探讨在地铁信号系统使用中还存在的不足，采取相应的解决方案。文章将在简单介绍地铁信号系统及其安全评估发展历程的基础上，对影响地铁信号系统安全的因素进行探讨，结合地铁信号系统安全评估的意义，对具体安全评估的方案做简要概述。

1地铁信号系统安全性的影响因素

影响地铁信号系统安全性的因素较多，可以划分为三种：环境因素、人为因素及设备因素。在环境因素方面：雷雨天气或潮湿的气候条件会导致部分地铁设备受潮或浸水，进而导致设备受损或失灵；湿度与温度也会影响到电子参数，降低地铁设备运行稳定性；地震等特殊地质灾害会造成地铁设备部件的松动或脱落等等。在人为因素方面：部分人员在操作过程中，存在习惯性违章或操作失误的现象，这不但会损坏地铁系统及设备，还会威胁到生命安全。此外，而现在的地铁信号系统大多是依托于计算机网络运行的，电脑黑客攻击、恶意木马病毒等也会直接影响到地铁信号系统，甚至造成系统瘫痪、故障或数据丢失。如果地铁信号系统没有经过长期的安全检查与调试，直接投入使用，那么极易产生安全事故，安全稳定性无法保障。在设备因素方面：地铁信号系统是综合性的系统，所包含的设备种类较多，因而设备故障也会影响到信号系统的安全性。例如：电子元件或线路老化、不恰当的用电等会引起火灾；设备接地方法不正确会导致设备受损或报废；设备元件性能差、老化等会引起线路故障，甚至会导致控制中心与列车站点间通信中断，造成整个线路瘫痪。总之，影响地铁信号系统安全性的因素较多，相关人员必须要提高重视，采取措施加以防控。

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、现代化的地铁信号系统、自动化的地铁信号系统。传统地铁信号系统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。现代化的地铁信号系统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。自动化的地铁信号系统指的是采用无线通讯技术、定位技术等不间断反映列车位置，对于传统联锁设备只作为备用设备，CBTC列车运行时传统联锁只有准备进路的功能，CBTC列车运行时追踪点是前方列车的尾部，列车自动运行、自动调整、自动折返，大大提高了运行效率。

3地铁信号系统采用的安全性技术

2.1故障检测与诊断技术

故障检测与诊断技术的应用，能够帮助管理人员及时发现并解决故障问题，尽快恢复地铁信号系统的正常使用。目前，地铁信号系统的各子系统大都是计算机系统，因此系统维护人员可以利用硬件故障检测与诊断、故障检测及诊断程序来提高故障检测工作效率，一旦地铁信号系统启动，便可以直接自行检测，如果在检测过程中检测到故障会直接向操作员发出警报，由其采取措施加以解决。

2.2冗余技术

冗余技术主要是利用备份装置来保障信号系统的安全稳定性，如果地铁信号系统在运行过程中出现故障，那么备份系统能够及时替换以确保地铁通信系统恢复使用。以地铁信号灯为例，信号灯采用的双灯丝，如果一根灯丝烧断，那么另一个灯丝可以投入使用，保障命令正常显示；信号电源使用的双路电源，这样能够将电源故障损失降到最低；ATS双套冗余系统的使用能够大幅度降低通信系统的整体故障率；另外，地铁信号系统还可以使用CBTC系统承载网络，双网系统的利用可以提高地铁通信系统运行的安全性（具体如图1）。

2.3故障软化技术

故障软化技术的应用，有效提高了地铁信号系统的安全性。由上述分析可知，影响地铁信号系统运行安全的因素较多，这些因素会导致，地鐵信号系统发生故障、影响部分功能的正常使用，甚至威胁到地铁运营的安全性。而故障软化技术的应用则能够有效解决这一问题，例如地铁信号系统发生故障时，该技术能够降低故障造成的损失，大体上保障通信系统的安全运行。下面举例进行详细说明：第一，信号灯光转移。地铁列车信号灯经常会出现灯丝烧断的现象，因而信号命令无法正常传递，而信号灯光转移的形式则能够解决这一问题，可以由红灯直接做出响应，对信号机有保护进路的作用；第二，导引信号。如果地铁信号系统发生故障，导致地铁正线信号机无法使用、无法提供相应的保护区段或无法给出正常的前进信号时，采用导引信号能够向列车发出正确的信号，保障地铁列车低速行驶、安全进站。第三，强行解锁。当地铁列车通信系统发生故障时，极易导致轨道电路通信中断，造成列车无法正常解锁，所以会增加运行风险。而故障软化技术的应用则能够解决这一问题，故障软化技术中的强行解锁功能，能够在需要的情况下，保障安全强行解锁。

4开展地铁信号系统安全分析的具体方案

4.1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。

4.2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%；联锁和列车自动运行、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。

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。

参考文献：

[1]刘栋.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].工业c，2016（6）：103.