鐵路信號設備維護與安全管理分析

溫永勇，樊偉偉

（國家能源集團準能大準鐵路公司信號段，內蒙古鄂爾多斯 010300）

0 引言

鐵路信號系統包括車站信號控制系統、編組站調車控制系統、區間信號控制系統、行車指揮系統以及列車運行控制系統等。通過解析鐵路信號設備的結構組成，分析鐵路信號可能存在的故障隱患及危害性，針對常見的故障隱患提出鐵路信號設備維護與管理措施。

1 鐵路信號設備組成

1.1 LED 信號源

信號機的主要作用是利用內部電路向外輸出信號，對鐵路的進站、行車過程中以及火車站點內部的危險路段進行警示和提醒。火車駕駛員根據火車行進過程中接收到的各種信號，調整列車的行進計劃，根據信號種類對火車的行進速度進行調整，避免行進中路線的沖突導致碰撞事故的發生。

目前，我國鐵路系統信號機主要采用LED 信號燈，通過不同顏色的LED 燈光及組合來標示各種信號。采用LED 信號源作為鐵路信號設備比采用其他信號設備具有明顯優勢，比如，LED 結構組成簡單、安裝方便，且功耗比傳統的白熾燈低很多，亮度卻遠高于白熾燈，照射距離也比白熾燈遠得多，壽命遠長于白熾燈，并且便于維護，因此鐵路系統的信號機設備絕大多數都采用LED 燈。此外，信號機還可以對自身情況進行檢測，記錄和顯示工作狀態，不用專門的檢修就可以提前發現信號機存在的故障，及時排除故障隱患。

1.2 轉轍信號源

轉轍信號源對于列車的安全行駛至關重要，轉轍機在列車行駛中的作用:①通過轉轍機可以對道岔的方位進行定位或者是反位，也就是確定道岔的位置；②轉轍機接收到轉轍控制指令后，自動對道岔進行轉位，保障列車按計劃的路線行駛；③準確地確定道岔的位置，在完成尖軌和基本軌道對接后發出相應的信號，提醒列車已經對接完成可以安全通過；④在道岔軌道發生故障的情況下，通過傳感器及時將故障信息傳送至信號機械室設備。比如道岔在外力作用下發生位移會被傳感器檢測到，然后傳送到信號機械室發出警示報警信號。

轉轍機工作過程:轉轍機接收到變軌信號后啟動電機設備，電機帶動齒輪轉動聯動摩擦連接器，在摩擦連接器的作用下開始運動，帶動軌道做水平運動，使道岔發生轉變。轉轍機的工作原理與轉轍信號源以及轉轍信號關系密切，只有了解掌握轉轍設備以及轉轍信號，才能更好的了解轉轍設備，并及時對信號設備進行維護。

1.3 軌道信號源

軌道電路是鐵路系統最基本的信號之一，是列車實現自動化運行最關鍵的因素。軌道電路可以對列車行進位置進行精確定位，并將定位信息在信號機上顯示。與此同時，列車通過軌道電路也可以及時獲取運行軌道上的各種信息，通過軌道電路將列車與地面緊密聯系在一起，實現對列車的有效的控制。目前，列車軌道信號源主要包括開路電路和閉路電路，通常結合列車行進的軌道進行劃分，此外還結合牽引電流性質的差異，軌道電路還包括交流牽引電路及直流牽引電路等。軌道電路的種類及性質與軌道信號設備的維護息息相關，對鐵路信號設備進行安全管理，必須深入了解軌道電路的結構、組成、種類及作用。

2 鐵路信號設備性能與故障分析

2.1 鐵路信號設備故障分類

（1）硬件故障。鐵路信號設備絕大多數是電子設備，內部電子電路中包括各種電阻、電容、電感以及三極管、二極管、放大器等元器件，數字電路還包括各種邏輯元器件。這些元器件長期在嚴酷環境下工作，由于灰塵、老化等各種因素的影響，難免會發生故障。通過實踐總結出硬件故障占據故障類型的絕大多數。

（2）軟件故障。鐵路信號設備是由硬件和軟件組成的系統。元器件問題引發的故障通常屬于硬件故障，此外，軟件故障也是十分常見的故障類型。鐵路信號的發出、接收以及響應，由信號系統的軟件自動設置完成，如果軟件存在邏輯關系錯誤，或者由于工作人員的疏忽使軟件進行邏輯運算時存在故障，錯誤的邏輯關系會造成信號機所發出信號的混亂，無法順利或者正確地發出信號，或者無法對接收信號進行響應。

（3）內部數據故障。內部數據故障在鐵路信號故障中也占據一定的比例。內部數據指的是鐵路信號設備內部的數據，包括信號機、轉轍機、軌道電路設備采集的數據或者是內部的某些參數或者是信息數據出現錯誤，數據處理過程中就會產生連鎖反應，邏輯運算結果將無法預知，發出的信號可能無法預知，最后可能會產生無法預計的后果。此外，通常可以根據故障發現的難易程度、將故障類型分為隱性的和顯性的。其中顯性故障發生后易于發現，發現后也便于及時排除。但隱性故障卻不易發現，平時也能正常發出及接收部分信號，一旦發生故障就會給系統造成嚴重的紊亂，使信號設備發出不準確的信號甚至發生故障。上述故障一部分是由系統硬件或軟件故障導致的、也就是系統自身原因導致的，另一部分是由于人為因素導致的，對于信號設備的安全管理，要充分認識好兩種不同類型的故障，并采取合理的解決措施。

2.2 信號機維護注意事項

信號機正常工作期間故障警示燈不會亮起，只有在信號機發生故障的情況下，各種故障警示和提示燈才會亮起。信號機設備不能在出現故障后才對其進行檢修，而是要定期檢修，確保其正常工作。如果遇到惡劣天氣比如雨雪天氣，需要提前檢查信號機設備的外殼以及內部的關鍵電路，將信號機的機箱打開看其內部是否有雨水或者其他損壞情況。檢修完畢關閉機箱蓋子時避免導線相互連接對內部設備造成損壞，并將機箱兩側的螺母擰緊將機箱內的設備和外部的雨水隔離開來，避免密封不嚴導致漏水現象。在信號機檢修過程中，可以將設備的電壓、電流作為一個參考標準，電壓、電流能反映出信號機設備的很多故障，也就是多種故障發生時都會導致線路中的電壓、電流出現顯著變化，因此每月至少對信號機設備進行兩次檢測，如果電壓、電流值超出正常值，應立即對信號機設備進行檢修并排除故障。當微機監測設備監測到信號機發出的信號出現故障時會發出警報，這時應對LED 燈兩側的電壓以及流經LED 的電流進行檢測，并及時更換損壞的元器件。

2.3 轉轍機維護注意事項

轉轍機的維護方式是定期巡檢，對轉轍機的外殼以及內部的電路和功能進行檢查，同時要對鐵路道岔導軌的貼合程度進行檢查，保證尖軌和基本軌密貼良好符合技術標準。檢查尖軌運動狀態，確保無異聲和摩擦卡頓現象，并且在列車經過轉轍機的過程中，檢查轉轍機上下起伏狀態，確保其起伏程度不超出正常值。檢查轉轍機外及內部螺母是否有松動。需要特別注意的是，轉轍機剛開始使用的過程中，巡檢次數一定要相對多一些，因為開始使用階段是轉轍機最容易出現故障的時期，經過一段時間的高頻次檢查沒有發現故障時，再對轉轍機設備按正常巡檢次數進行檢查。

2.4 軌道電路維護注意事項

檢查軌道電路主要是檢查岔區中的跳線以及軌道連接線。檢查內容包括機箱是否損壞、軌道固定螺母是否松動，電線是否磨損、擠壓等絕緣層損壞的情況。需要特別注意的是，如果軌道電路中的灰塵過多也會對電路的正常運行造成一定影響，因此要仔細檢查機箱內部外部積塵情況，發現積塵及時清理，但在清理灰塵過程中特別注意不要觸碰線路，避免觸電以及短路事故的發生，可以使用小型吹風機對灰塵進行清理。軌道電路檢查清理完畢后，需要對每次清理情況做記錄并責任到人，以確保檢查清理工作切實做好，避免故障的發生。

3 鐵路信號設備維護與安全管理措施

3.1 強化鐵路信號設備維護的重要性與安全責任意識

首先要讓員工意識到鐵路信號設備維護的重要性，可以通過安全培訓、每周例會，還可以組織觀看由于鐵路信號問題引發的鐵路事故教育影片。這些主題教育活動要形成工作制度，定期向員工灌輸鐵路信號設備的重要性，增強其安全的意識。此外，還要向員工宣傳安全責任意識，在明確工作職責時務必做到班組間的無縫銜接，工作交接過程中要將問題講明白，接班班組注意檢查設備運行狀態是否與描述一致，以確保設備的無問題交接和問題交接，從而將發生事故的可能性降到最低。同時向每位工作人員傳達此項工作的職責以及應承擔的責任。

3.2 信號設備的設計與施工

鐵路信號設備的正常工作與設備的設計與施工有非常直接的關系。信號設備設計、施工合理，可以避免很多問題與故障的出現，因此在確定信號設備設計與施之前，要加強對信號設備的理解以及對施工方案的考察。正式施工前需要和施工單位進行協商，施工成本、環境以及技術等方面召開專家認證會，對方案的合理性和可行性進行綜合論證。從事信號設備的相關人員要對相關專業的基礎知識有較為詳細的了解，施工過程中必須嚴格按照既定的施工方案進行，如果確實存在需要變更的地方，要組織設計、施工部門以及相關領域的專家對改進方案進行重新論證。此外，施工前還應對施工過程以及施工地區的環境地質等因素進行詳細調查，對相關市場進行詳細調研，充分考量影響施工質量以及施工進度的各種因素，并制定突發事件的應急預案和措施，盡量減少施工過程中出現的變更以降低成本。

3.3 施工建材管理

鐵路信號設備能否正常工作，施工材料質量也是非常關鍵的因素。為確保鐵路信號設備施工質量，要對涉及的各種材料進行嚴格監管。首先要對材料供應商的渠道進行嚴格把關，嚴格考察進貨廠家的資質以及產品質量。另外，不僅在進貨之初對建材進行嚴格檢查，施工過程中也要定期對材料的質量進行檢查，避免材料出現問題。可以利用現代的信息管理系統對材料的采購、使用及庫存等情況進行統計，不僅能優化管理流程，還能提高管理效率，此外，各種管理過程中的信息也便于存檔，便于后期對材料的采購、使用過程進行調查。

3.4 信號設備巡檢協作

信號設備巡檢中最重要是巡檢團隊與班組之間的相互協調配合，而相互配合好的前提是明確自身責任，對于信號設備巡檢過程中發現的問題要及時處理，處理不完的要及時告知接班班組，避免出現交接疏忽導致的信號設備故障。

4 結語

雖然鐵路信號設備的組成相對簡單，但鐵路信號設備的安全持續運行，關系到人們生命財產的安全，相關工作人員必須明確自己的責任，提高專業能力，嚴格按照既定程序對鐵路信號設備進行維護和管理，確保設備的安全正常運行。