有軌電車信號設計安全與效率的平衡探討

鐘朱婷 聶 超 寧 博 荀雪月

（通號萬全信號設備有限公司，杭州 310000）

1 概述

安全是指不受威脅、沒有危險、危害、損失。國家標準(GB/T 28001)對“安全”給出的定義是:“免除了不可接受的損害風險的狀態”。現在人們處處都講求安全，如食品安全、防火安全、出行安全等。 生活中無處不存在危險， 無處不需要安全。

效率是指在給定投入和技術等條件下，最有效地使用資源以滿足設定的愿望和需要的評價方式。在這個快速發展的時代，生活的節奏也越來越快，因此效率就變得尤為重要。從時速160 km的鐵路，發展至時速250 km的和諧動車組，再到2017年9月試運營的時速為350 km的“復興號”。列車運行速度越來越快，通行效率越來越高。

安全與效率是天平的兩邊，太過追求安全勢必會降低效率，而太過追求效率勢必會影響安全。一個系統的安全設計，是指當一個影響安全的情況發生時，通過采取降低效率的手段（比如停車、停電、系統宕機、系統切斷輸出等措施），達到保證安全的目的。那在“安全”與“效率”之間應該如何去選擇一個平衡點，達到一個最優的方案呢？

2 研究思路

某案例設定的場景:當聯鎖系統發現未驅動信號機點綠燈，卻采集到該信號機的綠燈回采信號（簡稱為“無驅有采”），常規解決方法是聯鎖全站不對外輸出任何控制指令，只接收外部信號設備狀態信息，直到無驅有采情況被解決才恢復正常輸出。但這也就意味著，一旦下層執行設備（板卡或繼電器）發生接點粘連或軟件處理故障一直反饋錯誤信息，亦或是外部信號設備故障短路都會導致系統進入癱瘓狀態。值得注意的是，聯鎖系統本身并未死機，它還正常工作，所以遇到這種情況即使重啟系統也解決不了問題。

這樣處理，確實解決了問題，因為不會錯誤輸出引發事故，也符合故障導向安全的原則。但是這樣處理嚴重影響整個站場的運作。假如，這架有驅無采的信號機只是在盡頭線上一架運作率很低的信號機，但系統卻因為這一架信號機使這個站場無法進行接發車、調車作業，嚴重影響站內行車，甚至影響與鄰站的作業，顯然是不合適的。

因此建議的做法是:

1）以該架信號機為始端的基本進路不能排列；

2）以該架信號機為終端的基本進路不能排列；

3）與1）進路敵對的進路不能排列；

4）在1）進路中的道岔及防護道岔單鎖。

簡而言之，可以認為所有以該架信號機為始/終端的基本進路都鎖閉。

這樣做的好處是通過小范圍的處理來解決問題。只針對存在危險因素、可能影響安全的進路做故障導向安全處理。而站場內的其他進路依然可以正常進行接發車、調車作業。

3 實例分析

關于安全和效率的平衡，本文提出的解決方法是:據場取點。意思是在不同的應用場景下，在安全和效率的選擇上側重點會有所不同。

隨著時代變遷，各種交通工具發展迅速，如今一種新型的城市軌道交通方式——有軌電車已經漸漸遍布國內多個城市。到處可見似公交又似地鐵的“家伙”在社會道路上行駛。有軌電車屬于低速交通，最高設計時速約70 km，有點類似公交，但載客量較公交大。因為速度不快，由司機目視行車來保證安全。

以下針對有軌電車一個有爭議的十字路口信號設計展開討論。如圖1所示站場圖，有兩種設計思路，其一是依照國鐵的標準要求來設計，存在交叉線路的進路都屬敵對進路，如S13-S24進路與S23-S11敵對；第二種設計思路，有軌電車主要靠司機目視行車保證安全，而十字路口可以在保證安全的前提下，為了提高行車效率、減少道路負擔而不做敵對。沒有絕對的理由說哪一種處理方式更好，只是出發點不同而引起的。一個是覺得避免不安全因素，選擇保守處理方式；另一個則是思維較為大膽，敢于在新環境下提出打破規則的方式來處理問題。

針對上述問題，按照第二種思路設計，在交叉線路上不做進路敵對處理，原因有3點。

圖1 有軌電車十字路口信號平面布置圖Fig.1 Tram signals layout at level-crossing

1）司機目視行車保證安全，按照這個原則，有軌電車系統只在道岔區段進行安全防護，其他區段依賴于司機的目視。如果路口前的道岔距路口停止線有一段距離，可以做短進路方式，引導有軌電車首先通過道岔，在停止線前依據交警信號通過路口。但是如果道岔在路口停止線內部時，則情況較為復雜，有軌電車通過路口的方式，需由有軌電車與交警系統進行聯鎖控制，盡可能的保持有軌電車進路與交警允許信號一致，以在保持進路安全的前提下提高通過效率。

2）十字路口交通過于復雜，車流量過大，道路負擔過重，敵對會影響車輛的通行效率。

3）即使在聯鎖上不做敵對處理，也有社會信號燈的限制來進一步保證安全。關于第3點的補充說明是，假如此時交警控制的信號和有軌電車專用信號開放的是S23-S11方向進路，那么S13-S24進路的有軌電車專用信號即使開放也會被擋在社會信號燈前，避免列車交匯可能引發撞車等事故。不做敵對的好處是能讓列車提前進入路口節省時間，這與道路交通設計的左轉待轉區道理是一樣的。

4 結束語

綜上所述，在軌道交通信號設計，特別是新型軌道交通制式有軌電車信號設計上，存在與常規信號設計不一致的情況，核心問題是安全與效率的選擇。在安全與效率的抉擇上，毫無疑問首要選擇的是安全，但是很多時候可以不用通過犧牲效率的方式來達到保證安全的目的，在一定程度上兩者也是可以共存的，主要目標是找到他們的平衡點。

[1]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 28001-2011 職業健康安全管理體系[S].北京:中國標準出版社，2011.

[2]楊揚.車站信號控制系統[M].成都:西南交通大學出版社，2012.

[3]郭進，魏艷，劉利芳.鐵路信號基礎設備[M]. 成都:西南交通大學出版社，2008.

[4]林瑜筠.城市軌道交通信號[M].北京:中國鐵道出版社，2015.

[5]何文卿.6502電氣集中電路[M].北京:中國鐵道出版社，1996.

[6]董昱.區間信號與列車運行控制系統[M].北京:中國鐵道出版社，2008.

[7]王瑞峰.鐵路信號運營基礎[M].北京:中國鐵道出版社，2008.

[8]張宏博，張翠玲.信號工（車站與區間）[M].成都:西南交通大學出版社，2009.