軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀初探

曹昕鷙

浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 杭州 310053

軌道交通列車在具體應(yīng)用時(shí)需要依賴于相關(guān)軌道的使用，而軌道交通系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備設(shè)施具體包括橋梁隧道、軌道線路以及列車等，其肩負(fù)著運(yùn)送貨物和運(yùn)輸乘客等重要責(zé)任。軌道交通列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行也直接關(guān)系到乘客自身的生命安全，因此為了保證軌道列車運(yùn)行的高效性、安全性和穩(wěn)定性，需要充分確保相關(guān)信號系統(tǒng)的完整性。現(xiàn)如今，隨著微電子、計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域當(dāng)中的有效應(yīng)用，信號系統(tǒng)也在不斷創(chuàng)新當(dāng)中。在過去，信號系統(tǒng)主要包括模擬電路以及繼電邏輯等，而到了如今逐漸被智能化和數(shù)字化等模式所替代，這極大地提升了信號系統(tǒng)的運(yùn)行水平[1]。

1 軌道交通信號系統(tǒng)構(gòu)成分析

信號系統(tǒng)具體包括自動(dòng)、手動(dòng)以及遠(yuǎn)程控制等相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，其組織構(gòu)成則主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）普速鐵路。為了防止列車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)相關(guān)的沖突問題，在區(qū)間信號系統(tǒng)等方面主要應(yīng)用的傳統(tǒng)方法為劃分鐵路線路線段，對于車站內(nèi)線段稱之為進(jìn)路，而車站間的線段則被稱之為區(qū)間。在系統(tǒng)的具體運(yùn)行過程當(dāng)中，對區(qū)間線段會進(jìn)行檢查，從而對其是否為空閑狀態(tài)進(jìn)行判斷，也就是檢查在各個(gè)車站之間是否有列車通行，在確認(rèn)區(qū)間為空閑狀態(tài)后會開放防護(hù)信號。在此過程當(dāng)中，區(qū)間信號在具體開放之后會呈現(xiàn)出閉塞狀態(tài)。當(dāng)列車進(jìn)入?yún)^(qū)間之后，關(guān)閉防護(hù)信號。通過應(yīng)用這種防護(hù)方式，可以確保列車在區(qū)間內(nèi)通行的安全性，防止區(qū)間內(nèi)的列車出現(xiàn)對向沖撞、追蹤等不良現(xiàn)象。而在區(qū)間防護(hù)時(shí)所采用的信號系統(tǒng)則為區(qū)間閉塞系統(tǒng)。為了使區(qū)間的運(yùn)輸效率得到提升，需要合理劃分區(qū)間，具體可以通過將站間區(qū)間進(jìn)行劃分的方式，從而使站間區(qū)間合理劃分為相關(guān)的閉塞分區(qū)，使列車的運(yùn)行數(shù)量得到提升，而且還能在確保行車安全的基礎(chǔ)上使區(qū)間的通過能力得到有效增強(qiáng)[2]。

（2）車站信號系統(tǒng)。車站信號系統(tǒng)的具體作用在于可以在進(jìn)路的始段位置合理設(shè)置信號防護(hù)，在具體運(yùn)行過程當(dāng)中需要對進(jìn)路是否為空閑狀態(tài)進(jìn)行檢查，同時(shí)還能夠檢查道岔位置的正確性、進(jìn)路之間的沖突性。這樣一來，可以在充分保證道岔位置的前提下，確認(rèn)敵對進(jìn)路處于未建立狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)路處于空閑狀態(tài)時(shí)，將防護(hù)進(jìn)路的信號機(jī)進(jìn)行開放。在列車到達(dá)進(jìn)路后，防護(hù)進(jìn)路信號機(jī)可以立即關(guān)閉。在車站信號系統(tǒng)的運(yùn)行過程當(dāng)中，需要應(yīng)用連鎖技術(shù)，從而更好地保證道岔、進(jìn)路和信號之間的操作順序能夠保證規(guī)范性和合理性，互相制約三者，進(jìn)一步保證行車安全性。

（3）列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。列車運(yùn)行控制系統(tǒng)在具體應(yīng)用時(shí)，其主要作用在于可以對列車的運(yùn)行速度和運(yùn)輸能力進(jìn)行控制。而列車運(yùn)行控制系統(tǒng)具體包括自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)以及自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)等。我國高鐵可以具體分為兩個(gè)不同等級，對于時(shí)速達(dá)到200千米每小時(shí)的列車主要采用軌道電路系統(tǒng)、列控中心系統(tǒng)以及分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)、應(yīng)答器等進(jìn)行控制，而時(shí)速達(dá)到300千米每小時(shí)的列車則在其基礎(chǔ)上增設(shè)了無線閉塞中心系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)設(shè)備等相關(guān)設(shè)備。

2 信號系統(tǒng)安全技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在軌道交通運(yùn)行過程中，信號系統(tǒng)的運(yùn)用可以充分保障列車的行車安全性，在系統(tǒng)當(dāng)中對相關(guān)安全技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以防止出現(xiàn)人員傷亡、環(huán)境破壞等現(xiàn)象。隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及人們安全意識的提升，信號系統(tǒng)安全技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代當(dāng)中。

（1）安全概念發(fā)展。隨著我國軌道交通事業(yè)的快速發(fā)展，相關(guān)信號系統(tǒng)安全技術(shù)也在不斷完善和創(chuàng)新當(dāng)中。在1825年，英國出現(xiàn)了首條鐵路，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)和知識比較落后，因此列車的安全技術(shù)相對比較匱乏。當(dāng)夜間行駛時(shí)，列車只能根據(jù)車站的窗口蠟燭作為信號指示，當(dāng)燈光熄滅之后則表示相關(guān)列車可以運(yùn)行。但由于蠟燭在具體使用時(shí)容易受到外界因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致列車行駛過程的安全性無法得到充分保證，頻繁發(fā)生安全事故。因此，人們對于列車行駛安全技術(shù)的研究逐漸加大了重視程度。

（2）安全繼電器應(yīng)用。在1869年，軌道鐵路在信號領(lǐng)域的研發(fā)得到了創(chuàng)新發(fā)展，通過對軌道電路的應(yīng)用研發(fā)出了自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，使列車行駛的安全性和效率性得到有效提升。在最初時(shí)期，軌道電路主要為直流電，無法傳輸車地信息，只能對列車進(jìn)行檢測。在這之后，又相繼誕生出了音頻、工頻軌道電路，通過應(yīng)用交變電磁場可以有效傳輸車地信號。對初期軌道電路構(gòu)成進(jìn)行分析，其具體涉及繼電器應(yīng)用，可以作為邏輯和執(zhí)行單元。繼電器在具體應(yīng)用后獲得相應(yīng)的成效，但后期隨著I/O數(shù)量的快速增加，繼電器的應(yīng)用逐漸無法滿足軌道交通電路運(yùn)行需求，顯露出了一些弊端和問題，例如配線復(fù)雜和邏輯更改難度較大等。

（3）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其在軌道交通領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用也變得更加廣泛，這也使得信號系統(tǒng)安全技術(shù)得到了進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展。通過融合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以對實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)和微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，其不僅可以信號系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到提升，而且還能夠促進(jìn)信號系統(tǒng)向著智能化和自動(dòng)化的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變。在應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后，可以使系統(tǒng)控制成本得到有效降低，防止由于人為因素導(dǎo)致控制失誤。在具體應(yīng)用時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用也同樣存在著一定的弊端，雖然可以使信號系統(tǒng)的安全性和效率性得到提高，但也對信號安全運(yùn)行提出了較高的要求。

3 結(jié)束語

隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的不斷加快，軌道交通系統(tǒng)的應(yīng)用水平也得到了顯著提升。對此，相關(guān)軌道交通企業(yè)需要對信號系統(tǒng)安全技術(shù)加大研究力度，不斷創(chuàng)新安全技術(shù)，使信號系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性以及高效性得到有效提升，充分確保列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行。