地鐵信號系統的安全性技術分析

李 欣/新疆鐵道職業技術學院

地鐵信號系統的安全性技術分析

李 欣/新疆鐵道職業技術學院

近期我國安全管理形勢緊張，安全事故呈現情況復雜多樣、人身財產損失大等特點。作為公共交通的主要組成部分，地鐵的運行安全是人們安全出行的保障。其中，地鐵信號系統的安全技術是地鐵列車行車安全的前提。因此，分析地鐵信號系統安全技術十分重要。

地鐵；信號系統；安全技術

地鐵工程對于城市的公共交通是個極大的促進，對方便人們的出行有著重要的意義，特別是在我國城市化速度加快，城市人口迅速增長的今天，地鐵建設對于城市布局合理分布、人們時間合理利用及地上交通有效緩解來說十分重要。同時，地鐵的安全性也成為了人們普遍關心的問題，信號系統作為地鐵安全的基礎，是確保地鐵行車穩定性、安全性、智能性的核心，對信號系統的升級有利于地鐵事業的發展。

一、地鐵信號系統概述

地鐵信號系統的技術水平與設計完整度是地鐵運行安全的保證，對于地鐵信號系統的研發也隨著科技的發展以及人們的需求不斷的升級。最初采用的系統是交流50Hz二元二位式相敏軌道電路系統，隨著列車運行線路的復雜化、列車運行速度的大幅度提高，信號系統也經歷了多次大幅度的改革與提升，例如，數字化軌道電路 DTC（Digital Track Circuit）系統、列車自動控制（ATC）系統等。而對于與安全技術密切相關的ATC系統又包括列車自動保護子系統（ATP）、列車自動監控子系統（ATS）、列車自動駕駛子系統（ATO），這些系統不但在地鐵上應用，也是我國所有高速軌道列車必備的安全系統。

（一）列車自動保護子系統（ATP）

列車自動保護系統ATP是列車自動控制系統中的主要組成部分。ATP子系統負責全部列車間的安全間隔、超速防護、車門開關安全的一整套自動監控與運行系統，在組成設備上包括車載設備、聯鎖設備、軌旁設備等等，設備的作用方式為軌旁設備通過連續地或以一定間隔地向列車傳車載設備遞信息，車載設備根據地面傳遞的信息自動的進行數據分析處理，提供控制信息，使列車在既定的安全速度與限制速度下行使。列車開門前必須經過ATP 聯鎖設備檢測，安全開門條件滿足后，方可操作。 ATP 設備間的信息傳輸方式以發碼方式傳輸，分為連續發碼與點式發碼。連續發碼方式的 ATP 系統設備利用數字電路或線纜向車載接收設備連續傳輸數字信息，這種技術提供的數據量大，信息連續性強、信息時效性強，但設備較為復雜、投入成本較高。點式發碼原理是利用ATP地面系統的應答設備將地面信息傳至列車。 這種方式信息傳輸的實效性較差，適用于行車間隔大的情況，但技術較為簡單、成本較低。 我國大城市的地鐵線路密集，列車間隔小，因此，一般采用連續發碼方式。

（二）列車自動監控子系統（ATS）

列車自動監控系統是在列車運行的過程中，使得列車行車控制與調度等工作人員能夠及時了解車輛的運行狀況。ATS子系統通過對列車運行的監督，能夠實現列車運行道岔自動轉換，自動排列進道，根據列車運行既定方案以及與實際乘車客流情況合理地提供數據，再由調度中心負責調度列車、調整運行圖，該系統可以做到調整與調車作業自動化，而由于安全管理的考慮，一般實行自動與人工調整結合的方式操作。 ATS系統主的設備有中央計算機、顯示設備，控制與記錄設備，現場設備以及傳輸通道組成。

（三）列車自動駕駛子系統（ATO）

列車自動駕駛子系統是現代地鐵運行系統的獨特之處，這是高速軌道列車駕駛系統的發展趨勢。ATO系統負責自動調整行駛中列車的車速，根據車速對平滑控制牽引力、制動力發出指令引導列車運行，并在距前方突發情況的一定精度范圍內選擇制動停車等。通過ATO系統的優化，能夠有效的調整牽引力，在一定程度上實現了節能，同時，也節省了司機的體力，降低了工作強度。ATO系統的主要設備包括控制器，接收/發送天線，標志線圈等。

二、地鐵信號系統采取的安全具體措施

（一）列車自動保護子系統ATP采取的措施

自我保護系統必須要根據工程施工的具體情況做系統設置。一是對軌道線路中的各個零件設備做承受力測算，針對不同的軌道設計情況對防沖擊電路的設計進行區別對待，要采用不同的數字化軌道數據系統承受能力設計來提高系統的抗干擾能力。二是對數字化軌道線路系統中的數據以及設備進行備份與備用，以防止在列車行駛中由于保護系統出現故障而造成的信息交換受阻。三是避免系統數據出現死循環現象。應當采用編碼冗余技術，應當確保控制編碼在任何環境與情況下，都能夠連續輸出編碼。四是各個網絡設備應當配置冗余接口，以免信息交換由于數據冗余不暢。

（二）列車自動監控子系統（ATS）應采取的措施

自動監控系統是數據與信息是否正常使用以及糾錯的關鍵。主要做好以下措施：一是隨時檢測因某段通信信道，避免監測失效，采用雙通道檢測系統或是環路系統以保證監測通道暢通。二是確保列車的識別裝置能夠對列車的車體號、目的地號、車次號和服務號等等準確的識別且正常的進行全線的跟蹤。三是調度員充分發揮人工控制作用。由于地鐵運行過程中出現故障的原因較為復雜且棘手，調度員應當及時的人工控制調整列車的運行。四是建立兩套列車自動監控系統以備用，以保證兩個系統都能夠不斷的對數據進行監控。

（三）列車自動駕駛子系統（ATO）應采取的安全措施

列車自動駕駛子系統（ATO）應采取的安全措施應當有以下幾點。一是制定完善的安全作業流程，確保人機共同作業的可靠性。二是確保車輛接口的可靠性，確保整個列車的系統安全與正常，并通報值班員。三是駕駛員要通過儀表確保各項數據的正常，最主要的保證車門控制、控制器數據、行使速度等數據正常。四是在列車的運行過程中，確保列車應當按照運行圖運行，入發現異常應當及時報警、制動，及時與調度聯系，確認是否正常、是否采用

人工駕駛的方式，不可擅自在異常情況下行駛。五是遇到車速超限，系統會顯示告警，并且駕駛人必須確認列車是否開始自動保護車載設備，并對列車前方停站發出信號，在超速情況下是否開始減速，以確保列車在前方站正常制動。

三、安全管理上的措施

（一）安全管理制度上的完善

對于列車運行安全，首先要在安全管理制度上下功夫。一是完善操作流程，要在員工具備熟練的操作與維護技能的前提下，執證上崗操作，對于調度、司機、地勤等人員，必須要求其在安全操作的流程下作業。二是完善監督制度。對于各個崗位的人員都要進行安全監督，尤其是對于信號系統這樣的中樞環節，不但要做好人的監督，健全監督責任，還要進行攝像記錄的監督，不但要做到實時監督，還要有證可查。三是做好應急措施預案。信號的異常發生的快，發生原因復雜，一般不能及時維修與自動調整，并且信號系統的監控系統也可能出現失靈的情況，因此要針對不同數據的異常，做好應急預案與處置方法，避免緊急情況的發生而造成重大事故。

（二）提高員工素質

一是要提高員工安全意識，要將安全無小事，安全是生命線的意識灌輸在工作中，強調員工作業前先想安全的重要性，對于員工麻痹大意以及鋌而走險的工作態度，要嚴厲的批評，及時的糾正。二是要提高員工的專業技術，要在培訓上多下功夫，以提高員工操作技能作為確保安全的基礎。三是要加強應急演練，事故或是故障一般形成的復雜，處理的棘手，對于突發情況就要做好應急演練，以備在突發情況出現時，工作人員能夠及時的按規章處理以及對故障做出妥善處理。

（三）做好系統維護

定期的系統維護與設備維修保養是每天的必備工作，對于信號設備，不但要維護，還要每天調試，對于信號的錯誤，不能麻痹大意，及時找出問題原因，及時修理，以免造成更大的損失。對于信號的升級，需要與研發部門保持好聯系，隨時出現問題，隨時反應，以做到按照實際升級，不耽誤正常使用。

海洪巖.地鐵信號系統采用的安全性技術[J].技術與市場.2013(01) .