系統工程理念在高鐵信號工程中的應用

張強梁

摘 要：高鐵信號工程對于防止高鐵運行事故具有重要的意義。在鐵路信號技術突飛猛進的現代社會，各種先進理念和技術都被引入到鐵路信號技術當中，系統工程理念就是其中的一種。系統工程理念追求高鐵信號工程的最優化，與數學、經濟學、管理學、社會學、心理學都有知識交叉。本文將簡述系統工程理念的內涵，探討信號工程與鐵路運輸的關系，列舉高鐵信號工程面臨的問題，最后介紹一下如何在高鐵信號工程中推行系統工程理念。

關鍵詞：系統工程；高鐵；信號工程

中圖分類號： U213.1 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-149-2

0 引言

鐵路信號技術隨著鐵路工程的發展經過了一段漫長的歷程。最初的鐵路信號采用原始的爬桿掛燈，然后經歷了色燈信號機、6502電氣集中連鎖的應用，目前已經到了計算機連鎖控制階段。由于人們對鐵路運輸的安全、快捷、舒適、準確提出了越來越高的要求，鐵路信號技術也隨之進步，發生了跨越式的發展。為了滿足新時代的鐵路運輸要求，系統工程理念開始應用在高鐵信號工程的建設當中。這一理念以高鐵信號工程總體為研究對象，力求對高鐵信號工程的最優設計、最優管理和最優控制。

1 系統工程理念概述

系統工程理念的歷史并不長，產生于上個世紀六十年代，但是這一理念發展迅猛，現在已經廣泛應用于工程建設、生產管理、商業經營、資源利用和環境保護等諸多行業。系統工程的理念將產品或項目工程作為一個整體系統來理解，構建一個整體系統模型，對產品或項目工程的需求、影響因素、內部相互作用和產生的效益進行分析，考慮從哪些方面可以進行優化，為產品或者項目工程的決策提供依據。系統工程理念常用的技術方法有QFD技術、質量屋技術、六個西格瑪設計理念、TRIZ技術等，是運籌學、控制論、信息論、計算機科學技術的綜合產物。這一理念的推行，促進我國高鐵信號工程的質量提高和設計優化。

2 鐵路信號工程與鐵路運輸的關系

2.1 鐵路信號工程

鐵路信號工程是各種鐵路系統的手動、自動、遠程的控制技術和控制設備的統稱。鐵路信號工程在鐵路系統當中起到阻止、指揮、控制列車運行的作用，維持著鐵路運輸的秩序和安全。鐵路信號工程的分類有很多種。按照不同感官類型可以分為視覺信號和聽覺信號，視覺信號比如信號機、信號燈、信號標志，聽覺信號比如鳴笛、響墩和號角；按照信號工程的安置位置可以分為地面信號和機車信號，地面信號主要是指各種指示列車行動和調度列車運行的信號機，機車信號就是機車上面接收信號指示的接收裝置。

2.2 鐵路信號工程對鐵路運輸的影響

鐵路的信號工程是鐵路運輸系統最重要的組成部分之一。對于鐵路運輸系統，鐵路信號工程能夠保證列車的運行安全，對各列車的運行情況進行協調，避免列車的運行發生沖突，提高了鐵路運輸的效率。除此之外，鐵路信號工程替代了人工方式對鐵路運輸進行指揮，節省鐵路工作人員的精力，降低鐵路工作人員的工作強度，縮減鐵路運輸的成本。隨著信息時代的到來和計算機科學技術的發展，信息化是各行各業都要順應的大趨勢，鐵路運輸也不例外。鐵路信號工程，能夠推動鐵路運輸的信息化進程，促使鐵路運輸實現自動化、智能化和高科技化。

3 高鐵信號工程面臨的問題

3.1 高鐵信號工程的安全系數不夠

我國從新中國成立以來發生過多起重大高鐵安全事故，比如2010年福州廈門線的泉州區間發生了重大的間接觸網故障，究其原因是強雷電暴雨天氣，多條動車不能正常接收交通信號而不得不滯留半路。又比如2011年的D301與D3115動車追尾事故，也是因為雷電天氣損壞了高鐵信號設備，兩動車沒有發現對方，產生撞擊。這些事故的發生，都說明了我國高鐵信號工程的安全系數不達標，沒有保證高鐵運輸的安全[1]。高鐵信號工程的安全系數受到很多因素的影響，比如自然因素、環境因素、設備因素和人為因素。為了提高高鐵信號工程的安全系數，就要從這些因素入手。首先，高鐵信號設備的設計理念要先進，嚴格選擇制造材料和制造工藝，提高高鐵信號設備的質量。其次，要加強高鐵信號設備的日常管理，根據所在地的氣候情況采取一些保護措施，避免高鐵信號設備被人為破壞。最后，要規范高鐵信號設備的使用，能夠對高鐵運輸實施正確指揮。

3.2 管理水平低下

我國的高鐵信號工程的管理水平低下，體現在兩個方面：一是高鐵信號工程的管理方式落后，二是高鐵信號工程的管理人員素質不足[2]。管理水平的低下，嚴重阻礙了我國高鐵運輸行業的發展和進步。高鐵信號工程的管理方式落后，是因為我們沒有對新技術和新理論進行深入了解和學習，管理方式不能適應社會和行業的發展變化。高鐵信號工程的管理人員不能夠對各項工作數進行記錄和分析，不能及時發現高鐵運輸當中的故障并且加以解決，不能夠規范使用高鐵信號設備。這都是高鐵信號工程的管理人員專業素質不足的表現。鐵路部門應當從這兩方面下手，積極引進先進管理技術和管理理念，培養高鐵管理的人才，提高行業的管理水平和管理人員的整體素質。

3.3 設備的優化改造太慢

我國的高鐵信號工程，整體的技術水平還比較低，仍然有很多地區運用傳統的信號指揮方式和信號指揮設備。高鐵信號設備是高鐵信號工程發揮作用的基礎和必要條件。我國大部分地區的信號設備優化改造速度跟不上行業的發展變化，制約了高鐵運輸行業的進步。因此，我國要加快高鐵信號設備的改造優化速度，克服高鐵信號設備施工難度大、施工限制多的困難，從結構和功能上對高鐵信號設備進行優化，將我國的鐵路建設帶入現代化進程。

4 系統工程理念的具體應用

從系統工程理念的角度來看，我國的高鐵信號工程改革可以從“兩大問題，三大關系”進行入手。兩大問題和三大關系具體闡述如下：

①兩大問題。高鐵信號工程的兩大問題，就是信號工程的地位問題和各相關單位在信號工程當中的協調問題。按照系統工程理念的觀點，把高鐵工程看做是一個整體系統，通過人力、技術、設計、施工資源的集中，實現高鐵系統的工程質量、裝備水平、運營管理上的最優化，需要多個單元的共同服務。其中信號工程就是一個重要的環節，起到提高鐵路運輸效率，協調高鐵列車的運行，維護鐵路運輸的秩序，保證鐵路運輸的安全作用。同時高鐵通信工程為鐵路客運服務提供信息，對于動車組系統和運營調動系統也起到了信息提供的作用，與高鐵系統的各部分子系統聯系緊密。

②三大關系。為了實現高鐵工程系統的管理目標，要處理三方面的關系：信號系統與其他子系統之間的關系、高鐵信號工程各個環節之間的制約關系、列控系統工程各環節之間的制約關系[3]。

處理好信號系統與其他子系統的關系，就要考慮信號系統與其他系統之間形成怎樣的接口關系，避免信號工程受到外界的干擾。高鐵信號工程要合理規劃，加強對路基、隧道、橋梁、電力、通信、線路等相關專業的接口管理，針對信號電纜槽道、電纜井、手孔和過軌防護管槽制定具體的接口設計要求。此外，信號工程的電纜溝槽、電纜過軌軌道、橋頭電纜預留井的設計施工要結合路基工程、橋梁工程來同步進行。

高鐵的信號工程包含了多個專業的內容，比如設計、施工和軟件編制等。這些專業各有對應的環節，相互制約。為了讓高鐵信號工程達到設計最優、工程管理最優和工程質量最優的目的，必須理清各個環節之間的關系，進行協調管理。高鐵信號工程的各個子系統來源于不同的生產廠家，依賴接口來進行信息交換。如果信息交換不及時，就會造成工程進度的延誤。高鐵信號工程必須對各環節相互的制約作用加以克服，使整體工程的效率性發揮到最大。

車站列控中心是一種高鐵信號工程的核心系統。列控系統由眾多環節和子系統所組成。其中列控工程的數據表對列控系統各個環節的影響是最大的。一旦列控工程的數據表發生變動，列控系統的軟件也要發生變化，管理人員要根據數據表的變動范圍對軟件配置進行修改，交給測試人員進行測試，最后投入試驗。

5 結論

鐵路運輸行業的發展離不開高鐵信號工程的支持。高鐵信號工程對于提高鐵路運輸效率，協調高鐵列車的運行，維護鐵路運輸的秩序，保證鐵路運輸的安全具有重要的意義。目前，我國的高鐵信號工程管理水平低下，設備優化改造的速度慢，安全系數不達標。但是，我國鐵路部門正在積極探索，建立“兩大問題，三大關系”的高鐵信號管理體系，提高高鐵信號的管理控制水平，促進鐵路運輸行業的發展。

參 考 文 獻

[1] 宋桂明.淺談高鐵信號工程技術施工管理[J].通訊世界，2016，03：5-6.

[2] 郭媛忠.高速鐵路信號設備維護管理初探[J].鐵道通信信號，2014，12：53-56.

[3] 武長海.北京調度所高鐵調度集中系統工程設計創新[J].鐵路通信信號工程技術，2016，01：6-11.