城市軌道交通信號系統可靠性分析

楊 斌

西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司

城市軌道交通信號系統可靠性分析

楊 斌

西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司

軌道交通在城市公共交通中的占比越來越大，人們對運營準點率和兌現率要求也越來越高。信號系統作為保證安全、提高效率的關鍵系統，對城市軌道交通的安全高效運轉起了重要作用。如何保證信號系統高可靠運行，成為運營和維護人員關注的重要問題。與此同時，系統的穩定性、健壯性和可維護性較易被忽視，導致因設備故障或系統穩定性原因造成系統降級運行甚至被停用，迫使安全部分完全由人工來保證，增加了運營安全事故發生的風險。從這點來說，高可靠性也是系統研發和項目建設人員必須認真考慮的問題。

城市軌道交通；信號系統；可靠性

1 城市軌道交通信號系統

1.1 城市軌道交通信號系統在生活中的作用

城市軌道交通在實際運行中具有舒適性、不間斷性、準點性等特點，基于城市軌道交通的這些特點，在城市軌道交通系統中采用軌道交通信號系統能夠將信號設備的作用充分發揮，達到事半功倍的效果。從世界上先進的軌道交通運營中發現，只有高水平的信號系統，才能夠在交通中實現提高列車運行的效率，并且安全性能比較高。

1.2 城市軌道交通信號系統特征

第一，城市軌道交通中所承擔的客流量比較多，基于安全角度考慮，對于行車之間的最小行車間距要求比較高，進而對列車的速度監控提出了較高的要求，其主要的目的就是為了實現列車運行中的安全保障。第二，對城市軌道交通運輸速度進行分析，城市軌道交通運行中的實際速度與鐵路干線相比，數值上相差很多，所以，在實際的城市軌道交通信號系統中，不需要數據傳輸較快的信號系統，只需要傳輸速度較低的系統就可以實現信號傳輸功能；第三，由于在城市中，列車的運行間隔比較小，運行中所展現的規律性比較強。

2 影響城市軌道交通信號系統可靠性的因素分析

從上述內容的分析中可以看出，影響城市軌道交通信號系統可靠性的因素多種多樣。設備的可靠性能和信息接收技術的先進性是最大的兩種因素。在不同的歷史時期，城市軌道交通信號系統都以成熟的信號系統技術為基礎，采用可靠性和可靠性最高的相關城市軌道交通信號設別，以此來提高城市軌道交通信號系統的可靠性。因此在城市軌道交通的建設環節，就要尤其注意城市軌道交通信號系統設備的安裝和驗收工作。

此外，還要在城市軌道交通信號系統運行的過程中，對信號系統的運行進行維護和監督。將設備的使用壽命、檢修安排、技術的先進性等內容充分考慮到其中。減少因為物理破壞而導致的更換城市軌道交通信號系統部件，用檢修工作來預防城市軌道交通信號系統故障的發生，提高城市軌道交通信號系統的可靠性。

3 軌道交通信號系統的可靠性分析

在軌道交通信號系統的設計與應用中，應該將以故障為導向的可靠性能放在首要地位。在此過程中，需要解決的問題主要包括軌道數據處理、數據采集與驅動以及數據傳輸等三個方面的故障-安全問題。可以采用當前先進的計算機技術，如容錯技術、故障檢測和診斷技術以及多重化技術等，均能夠為提高軌道交通信號系統的可靠性提供技術支持。以下主要對列車自動控制系統的各個子系統的可靠性進行分析。

3.1 ATS系統

1)在控制中心設立兩套ATS系統，互為熱備份，即其中的一個系統在線時，另一個系統也在不斷更新其數據信息，當出現故障需要切換時，熱備份系統在很短時間內完成對軌旁信息的掃描，從而保證系統獲取最新的數據。2)控制中心ATS主機與車站ATS設備間采用雙通道(主、備)或環路方式構成系統(由通信專業提供)，以保證某點或某段通信信道發生故障時，系統仍能正常工作。3)當系統中某些單元出現故障或運營過程中出現異常情況時，系統具備降級運行的功能，由調度員人工介入設置進路，對列車運行進行調整，如在車站可以完成自動進路調整或根據列車識別號進行自動信號控制。4)當列車運行偏離運行圖時，系統自動生成調整計劃或自動調整列車的停站時間、區間運行時間。當偏離誤差較大時，可由調度員人工介入，指定列車的停站時間和區間運行時間,或對系統實施運行圖進行調整。5)通過列車識別裝置(PTI)能自動完成全線監控區域內的列車跟蹤（服務號、目的地號、車體號、車次號）。隨著列車的運行，跟蹤顯示從一個軌道區段向下一個軌道區段移位、顯示。

3.2 ATP系統

由于ATP系統主要是對列車的設備和系統進行安全監控，因此其安全性設計應該將重點放在保證設備系統安全上。首先，ATP系統可以利用雙層網絡與全冗余的模式來進行設計，將系統中的所有設備都設置相應的冗余接口，并做好備份，以保證系統某個節點出現故障后系統也可以不受影響而正常運行。其次，編碼軟件也可以利用冗余技術，且編碼中不可出現循環語句，這樣是為了保證某個編碼控制程序出現中斷后可以繼續對系統進行控制，且不會形成死循環的問題。第三，為了進一步的保證系統的安全性與可靠性，對于一些較為重要或者較為容易出現故障的設備，應該進行雙重備份。

3.3 ATO系統

作為以地控車的控制系統，ATO系統應該能夠在列車超速運行時給予一定的警告，并利用系統中的車載設備采取一定制動措施。正常情況下ATO系統是自動運行，但是如果其因故障無法自動運行，應該要能夠盡快轉入人工操作的程序中，以保證列車安全運行。同時，在系統的運行中需要大量的實時數據，因此數據傳輸應該首先循環傳送。為了保證行駛中的列車和地面工作站點之間可以隨時聯系溝通，在列車出站之前，要對ATO系統進行檢查，尤其是要對接口處進行仔細檢查，以保證系統的安全工作。

結語

綜上所述，城市軌道交通的信號系統關系到整體城市軌道交通系統的運行安全，在現代化的城市軌道交通信號應用過程中，提升了城市軌道交通線路的安全性和運輸效率。城市軌道交通信號系統的安全性也成為了城市軌道交通保證運行安全的重要前提，所以，需要城市軌道交通運行管理單位加大城市軌道交通信號系統檢測和維修管理力度，進一步實現自身管理系統的優化，促進城市軌道交通信號系統整體應用水平的提高。

[1]白鑫.城市軌道交通信號系統關鍵技術研究[D].西南交通大學,2003.

[2]杜平.城市軌道交通信號系統的發展[J].鐵道通信信號,2010,05: 56-58.