關于地鐵信號系統安全的具體分析

李永昊 高征威

摘要：現階段，隨著社會的發展，我國的科學技術的發展也越來越迅速。地鐵信號系統作為關鍵信息基礎設施，其網絡安全關乎公共利益。為此，分析和介紹地鐵信號系統網絡安全的防范措施。

關鍵詞：地鐵信號；系統安全；具體分析

引言

地鐵標志著現代城市文明的發展，為保證地鐵安全運行，保證人們出行安全，就必須要保證地鐵信號系統的安全可靠。在地鐵建設運行過程中，地鐵信號系統的安全關系著地鐵的運行安全，關系著現代化城市交通事業的發展。因此，應該加強對當前地鐵系統安全措施的研究，分析探討在地鐵信號系統使用中還存在的不足，采取相應的解決方案。文章將在簡單介紹地鐵信號系統及其安全評估發展歷程的基礎上，對影響地鐵信號系統安全的因素進行探討，結合地鐵信號系統安全評估的意義，對具體安全評估的方案做簡要概述。

1地鐵信號系統安全性的影響因素

影響地鐵信號系統安全性的因素較多，可以劃分為三種：環境因素、人為因素及設備因素。在環境因素方面：雷雨天氣或潮濕的氣候條件會導致部分地鐵設備受潮或浸水，進而導致設備受損或失靈；濕度與溫度也會影響到電子參數，降低地鐵設備運行穩定性；地震等特殊地質災害會造成地鐵設備部件的松動或脫落等等。在人為因素方面：部分人員在操作過程中，存在習慣性違章或操作失誤的現象，這不但會損壞地鐵系統及設備，還會威脅到生命安全。此外，而現在的地鐵信號系統大多是依托于計算機網絡運行的，電腦黑客攻擊、惡意木馬病毒等也會直接影響到地鐵信號系統，甚至造成系統癱瘓、故障或數據丟失。如果地鐵信號系統沒有經過長期的安全檢查與調試，直接投入使用，那么極易產生安全事故，安全穩定性無法保障。在設備因素方面：地鐵信號系統是綜合性的系統，所包含的設備種類較多，因而設備故障也會影響到信號系統的安全性。例如：電子元件或線路老化、不恰當的用電等會引起火災；設備接地方法不正確會導致設備受損或報廢；設備元件性能差、老化等會引起線路故障，甚至會導致控制中心與列車站點間通信中斷，造成整個線路癱瘓。總之，影響地鐵信號系統安全性的因素較多，相關人員必須要提高重視，采取措施加以防控。

2地鐵信號系統安全評估分析的發展歷程

地鐵信號系統分為傳統地鐵信號系統、現代化的地鐵信號系統、自動化的地鐵信號系統。傳統地鐵信號系統中前者指的是采用固定閉塞安全技術來保證列車運行安全的系統，該系統存在明顯的不足：在工作中需要加大地鐵列車間的距離，這樣列車的運行效率便會大大降低，減少了單位時間內的客流量，也會降低地鐵路線的使用效率，使經濟效益減少。現代化的地鐵信號系統指的是采用數字軌道電路技術實現準移動閉塞系統，該技術可以實現列車的自動控制，從而保證地鐵運行的安全性。這種方式一方面可以提高地鐵系統操作的方便和靈活性，另一方面利用自動控制系統的列車可以起到自動保護、列車自動駕駛、列車自動監督的作用，系統可以減少列車的行車距離，提高城市軌道交通的運輸效率。自動化的地鐵信號系統指的是采用無線通訊技術、定位技術等不間斷反映列車位置，對于傳統聯鎖設備只作為備用設備，CBTC列車運行時傳統聯鎖只有準備進路的功能，CBTC列車運行時追蹤點是前方列車的尾部，列車自動運行、自動調整、自動折返，大大提高了運行效率。

3地鐵信號系統采用的安全性技術

2.1故障檢測與診斷技術

故障檢測與診斷技術的應用，能夠幫助管理人員及時發現并解決故障問題，盡快恢復地鐵信號系統的正常使用。目前，地鐵信號系統的各子系統大都是計算機系統，因此系統維護人員可以利用硬件故障檢測與診斷、故障檢測及診斷程序來提高故障檢測工作效率，一旦地鐵信號系統啟動，便可以直接自行檢測，如果在檢測過程中檢測到故障會直接向操作員發出警報，由其采取措施加以解決。

2.2冗余技術

冗余技術主要是利用備份裝置來保障信號系統的安全穩定性，如果地鐵信號系統在運行過程中出現故障，那么備份系統能夠及時替換以確保地鐵通信系統恢復使用。以地鐵信號燈為例，信號燈采用的雙燈絲，如果一根燈絲燒斷，那么另一個燈絲可以投入使用，保障命令正常顯示；信號電源使用的雙路電源，這樣能夠將電源故障損失降到最低；ATS雙套冗余系統的使用能夠大幅度降低通信系統的整體故障率；另外，地鐵信號系統還可以使用CBTC系統承載網絡，雙網系統的利用可以提高地鐵通信系統運行的安全性（具體如圖1）。

2.3故障軟化技術

故障軟化技術的應用，有效提高了地鐵信號系統的安全性。由上述分析可知，影響地鐵信號系統運行安全的因素較多，這些因素會導致，地鐵信號系統發生故障、影響部分功能的正常使用，甚至威脅到地鐵運營的安全性。而故障軟化技術的應用則能夠有效解決這一問題，例如地鐵信號系統發生故障時，該技術能夠降低故障造成的損失，大體上保障通信系統的安全運行。下面舉例進行詳細說明：第一，信號燈光轉移。地鐵列車信號燈經常會出現燈絲燒斷的現象，因而信號命令無法正常傳遞，而信號燈光轉移的形式則能夠解決這一問題，可以由紅燈直接做出響應，對信號機有保護進路的作用；第二，導引信號。如果地鐵信號系統發生故障，導致地鐵正線信號機無法使用、無法提供相應的保護區段或無法給出正常的前進信號時，采用導引信號能夠向列車發出正確的信號，保障地鐵列車低速行駛、安全進站。第三，強行解鎖。當地鐵列車通信系統發生故障時，極易導致軌道電路通信中斷，造成列車無法正常解鎖，所以會增加運行風險。而故障軟化技術的應用則能夠解決這一問題，故障軟化技術中的強行解鎖功能，能夠在需要的情況下，保障安全強行解鎖。

4開展地鐵信號系統安全分析的具體方案

4.1安全評估技術原理

對地鐵信號系統進行安全性分析，我國主要采用的技術原理和核心系統技術是通過完善信號系統的認證系統，利用連鎖系統、列車自動保護系統和其他與行車安全有關系統進行強制性認證。在實踐中可以通過專業的第三方對軌道交通信號系統進行安全認證，相關安全證書要齊全，應該有獨立的安全評估機構；同時，在具體項目中要結合具體情況進行詳細設計分析。分析系統運行原理、設備生產制作過程，開展階段性的系統安全評估，并在列車運行前提供安全評估報告。

4.2指標要求的確定

為保證城市軌道交通工程試運營的安全，在結合實際情況對地鐵信號系統進行安全分析時首先應該確定列車之間最小間距、點式降級模型最小行車間隔、列車在出入正線的能力等要求指標。①信號系統安全設備導向危險側的概率≤10～9/h；②信號系統可用度指標≥99.98%；聯鎖和列車自動運行、列車自動監控各子系統可用性的性能指標≥99.99%；③應在保證車輛各參數符合要求基礎上，停車精度誤差在0.3m之內；④列車運行中的時刻表和平均差距之間的誤差控制在5s內；⑤列車到達折返站過程中保障無人自動折返，準確率控制在99.99%之內。

結語：

綜上所述，地鐵信號系統的安全關系著列車行車安全。采用現代化地鐵信號系統技術可以有效提高地鐵信號系統的安全性，而加強對地鐵信號系統的安全評估分析，可以有效控制地鐵的運行，在保證其安全的同時，還能提高線路運行效率和使用率。開展地鐵信號系統安全分析工作中，要圍繞安全性能開展，對于信號系統的設計、施工和運營管理應從地鐵本身結構和管理機制著手，加強對地鐵信號系統的安全控制和管理，加強對地鐵設備的日常檢查維護保養。總之，只有保證地鐵信號系統的安全才能保證行車安全，才能保障乘客的生命財產安全。在未來還需要加大對地鐵信號系統的研究，以推動我國城市交通事業的發展。

參考文獻：

[1]劉棟.城市軌道交通信號系統的關鍵技術分析[J].工業c，2016（6）：103.