铁路信号控制系统故障导向安全问题分析

雷远明

摘 要：铁路是陆地交通运输的主要工具之一，在推动交通运输业的发展、促进地方经济繁荣、推动各区域社会文化交流等方面，发挥了极为重要的作用。随着我国铁路网络的逐步完善，国内各地之间交通更为便捷，联系更加紧密。铁路信号控制系统是保障列车正常运行的重要环节，对降低铁路运输故障、保障社会安全等方面具有重大的现实意义。本文分析了铁路信号“故障—安全”的概念，并研究了铁路信号控制系统安全性的措施。

关键词：铁路;信号控制系统;故障;导向安全

中图分类号：U284 文献标识码：A

0 前言

现代铁路通信信号技术逐渐向智能化、一体化的方向发展。铁路信号设备是保障铁路运输安全的重要设施。对于铁路信号控制系统的故障问题，相关工作人员应提起重视，及时检查判断故障来源，并对其进行处理，以确保铁路的正常运行。

1 铁路信号“故障—安全”

“故障—安全”指的是当铁路信号设备内部发生故障时，设备动作的后果是安全的。这一原则对铁路信号控制系统有极其重要的作用，能够保证无论何种故障发生，系统都能输出安全的结果。若设备故障后，让运行中的列车继续运行，是危险的。因而，铁路信号控制系统的安全结果，是控制“车停”的指示或动作。

铁路信号系统中，是利用颜色、形状、仪表等方式，来向列车与管理人员提供网络状态信息。铁路信号系统故障维护是电务工作的重要内容，对于系统故障要及时采取技术手段予以消除，以保障铁路信号系统的正常运行，确保行车安全。

铁路信号系统内，若设备发生故障，依然会对列车发出正确命令，以完成信号系统的基本任务。当系统因故障而发出错误指令，列车继续运行，会酿成严重的安全事故。“故障—安全”原则的应用，让铁路信号控制系统故障时，能够及时阻止列车运行，避免发生安全事故。因而，铁路信号控制系统需随时保障其指令的正确，这样才能有效维护铁路车辆的运行安全，避免因系统故障而造成安全事故。

2 提高铁路信号控制系统安全性的方式

现代铁路信号控制已从原本的机电控制转变成综合控制系统，对保障“故障—安全”的实现具有更重要的作用。

2.1 采取综合安全性冗余方式

高速铁路的信号控制设备，包括CTC控制系统、列车运行控制系统等，各系统间相对独立，同时又有紧密的联系。为提高铁路信号控制系统的安全性，应设计安全性冗余环节，将铁路信号控制设备中的各系统全部纳入其中，当有任一子系统输出安全信息，综合控制系统都会输出“减速或停车”指令，以实现“故障—安全”。

2.2 增加“丢车”检查功能

过去发生的高铁追尾事故中，当时前方运行车辆占用信息被覆盖，“丢车”现象发生，造成后面列车的追尾。理论上，运行过程中的列车是不可能出现丢失现象的，当出清一个区段，即会步入下一个区段。但“丢车”现象的发生，意味着信号控制系统存在故障，这就需要现代铁路信号控制系统增加“丢车”检查功能。这样，在“丢车”发生后，综合系统就会向后续列车发出停车指令，避免追尾事故的再次发生。

2.3 增加机头、机尾防护设备

铁路信号控制系统发展至今，已形成了一套功能完善的综合性控制系统，但依然无法彻底避免列车追尾或正面冲突事故的发生。因而，应在信号控制系统外，向列车头部与尾部，额外增加一套防护设备。这样，当前后两辆列车进入安全范围之内时，就可利用无线设备或钢轨，向两辆列车发送警报信息，列车接受到相撞危险信息提示后，即刻启动紧急制动并马上报警。这种防护措施是当下避免列车相撞的最佳方式，在实践阶段存在一些难点。要通过深入的研究与实验工作，将防干扰因素纳入其中。现阶段可在列车尾部安装监视设备，使其能够监测到较大范围内的动态，或在车尾配置颜色特殊的闪光灯，也会在一定限度上降低列车追尾或正面相撞事故的发生几率。

2.4 提高系统安全性

航空运输与铁路运输相比，前者具有更大的危险性。航空“故障—危险”概率较大，但实际上，真正发生“危险失效”的几率却很低，远远低于铁路运输。原因是航空运输采取多个发动机手段，较其他运输方式具有更安全的运输效果。类似的设计可应用在铁路运输系统中，以减少铁路运输事故。现代铁路信号控制系统在车站联锁等系统中，确实采用了多种冗余设备，以提高系统可靠性。但为进一步保障列车运行安全，应在CTC等子系统中，增加更多的冗余設备。这样，在故障发生后，能够通过自动切换，来减少系统故障发生的可能性，维护列车运行安全。此外，还应对铁路信号控制系统进行进一步优化调整，增加耐高压、耐强磁等破坏性试验，使信号控制系统在极端条件下，依然能保持稳定的运行状态，提高系统的可靠性，从而实现其保障铁路运输安全的设计目标，有效规避危险事故。

3 铁路信号安全控制系统的研究发展历程

国内外对列车安全控制的研究项目众多，其中，北美在几十年前就开发了无线信号手段来控制列车。此后，北美利用数字通信手段，实现了对列车实时信息的掌握和控制。无线通信的铁路信号系统，在当代依然是研究的重点，此系统能够清晰、准确地显示运行中列车的位置、速度等信息，并能与行驶中的车辆设备进行数据交互及控制，能够在保障列车安全运行的情况下，尽量提高列车密度。

在列车的行驶过程中，会面临着暴雨、大雪、地震、雷电等多种极端天气和其他复杂的外界环境因素，这些因素都会在不同程度上干扰列车的运行控制系统。在过去列车运行速度较低的年代，极端环境对铁路运输影响程度较小。但在当代高速列车发展的时代，复杂自然环境会对列车的安全运行产生非常严重的干扰作用，轻则使列车停运，重则引发大规模安全事故。因而，铁路信号安全控制系统需要加强对极端天气及自然灾害的专项研究，深入探索这些自然因素对列车运行所造成的影响，以便于主动探测自然灾害下的铁路故障情况，从而保证列车运行安全。此外，还应增加对异常线路条件下的研究，考虑到铁路信号安全控制系统在设计、实施阶段可能遇到的问题，结合实际情况对其进行不断分析与改进，以解决现有问题。

现代列车运行控制方式一般是集中控制，任一环节出现问题，都有可能导致信号安全控制系统计算失败，造成安全事故发生。因而，应在当代计算基础上，开发智能性更高、更具自主性的通信方式，让相邻的前后两辆列车之间，利用列车自主定位和自主传递等方式，绕过控制中心直接展开通信，使车载设备能够自主进行计算并完成紧急预警，来控制列车运行。利用这种技术，可将前后车的位置、速度等信息进行相互传递，并可让前车主动向后车发送碰撞警告、道路信息通告等咨询，通过铁路运行的自主智能控制，来保障列车运行安全。

4 结束语

铁路信号控制系统的可靠性，对保障列车运行安全、减少铁路运输事故有着极其重要的作用。需注意设备的维护工作，避免设备维修养护工作不到位而导致设备自身发生故障或不满足设计使用时限等情况，进一步提高信号控制系统的导向安全性。

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