鐵路信號設備維護與安全保障研究

魏志峰WEI Zhi-feng

（天津鐵路信號有限責任公司，天津300000）

0 引言

鐵路是我國基礎設施建設過程中的重點內容，能夠對交通體系進行完善，推進我國經濟快速發展，滿足社會發展過程中對于鐵路建設的需求。鐵路信號設備能夠為行車安全和調車作業提供重要的數據支持，提升對列車統籌管理的能力，保證鐵路運行安全性。鐵路信號設備可以及時列車發出相應的指令，能夠有效避免安全事故的出現，成為了現代化鐵路建設過程中的關鍵內容。但是由于鐵路信號設備運行的環境較差，在使用過程中容易出現故障問題，為了避免故障問題，導致安全事故的出現，應當采取有效的措施對設備進行維護，加強安全管理效果，以此來提高鐵路運行安全性。

1 鐵路信號設備構成

鐵路信號是鐵路信號系統或設備的簡稱。鐵路上為保證行、調車作業安全，提高車站、區間通過能力及列車解編能力，改善作業人員勞動條件的技術設備的總稱。按應用場所不同可分為車站信號控制系統、編組站調車控制系統、區間信號控制系統、行車指揮控制系統及列車運行控制系統等[1]。鐵路信號設備是鐵路系統中的重要構成部分，主要包括三個部分。第一，信號機。信號機主要是對運輸線上的各輛列車進行信號指引，是鐵路系統運行過程中所使用的重要工具，能夠防止列車進入危險的區域，避免出現行駛錯誤的問題，可以保證列車的穩定運行。信號機的構成成分較為簡單，多數是利用梯子或者機柱這一類零件所構成，依靠電流變壓器或者電路維持信號機設備的運轉。第二，轉轍機。轉轍機也是鐵路系統中不可缺少的鐵路信號設備之一，可以保證鐵輪岔路在轉換過程中的合理性以及科學性，及時針對出現意外代開的岔道進行警報。轉轍機利用電動機能夠帶動其他的零部件，從而保證岔道轉換安全性。第三，軌道電路。軌道電路屬于基礎設備，和軌道的運轉有著緊密的聯系，可以利用自動化的檢測手段對列車位置以及列車信號進行定位和分析，向管理員反饋重要信號。按照用途的區別，軌道電路可以被劃分為多種不同的類型，需要針對其制定針對性的管理措施。

2 鐵路信號故障問題

2.1 信號機故障

信號機的內部經常會出現故障的現象，當出現故障后其即使處于正常運轉狀態，也難以及時進行報警，會影響到故障的維修效率。除去內部零件故障之外，外界環境也是影響信號機正常運行的主要原因。例如當外界環境空氣處于較為干燥的狀態之下，信號機產生故障問題的幾率也會有所上升，如果沒有對其實施有效的定期檢測，會使其給鐵路安全運行造成嚴重影響。雨水較多的季節也容易使信號機內部出現進水的現象，如果其被雨水滲透，則難以進行正常運行。

2.2 轉轍機故障

轉轍機運轉時所產生的故障多數是因外界因素干擾所導致的，使轉轍機內部出現運行紊亂的問題。一般情況下，在轉轍機尖軌以及基本軌之間會看到大量的雜物，會使其運行出現影響。尖軌在使用時，通常會由于本身問題以及外界因素的影響出現不一樣的聲音或者磨卡問題，當密貼調整桿、拉桿以及道岔三者間的距離控制不當，超出了適當的范圍也會引起磨卡問題的出現。當列車處于過道時，如果道床平整度不夠，會導致轉轍機的起伏出現波動過大的問題。其他的故障問題多數體現在螺絲松動、脫落問題。

2.3 軌道電路故障

在軌道電路的內部以及外部均有可能會出現故障問題，并且多數是在細節部位出現故障，例如沒有對塞釘進行正確的連接，使塞釘以及孔位之間接觸不充分，或者線條彎曲、線條銹蝕以及跳線的問題均會引起故障。導致塞釘出現故障的因素較多，容易產生連續線道岔跳線的故障，如果負責檢測的人員缺少良好的工作意識，很有可能也會增加這種故障問題的發生幾率。軌道電路故障和鋼軌的絕緣性能水平存在著重要的聯系，由于長期使用絕緣性能很容易出現退化的問題，一旦絕緣性能下降，會給軌道電路安全運行造成影響。

3 鐵路信號設備故障維護和安全保障措施

3.1 選擇合適的故障維護措施

3.1.1 信號機故障維護方式

在針對信號機實施維護的過程中，需要從該設備的內部結構以及外部結構入手，保證維護工作的系統性。由于不同季節下自然環境會出現變化，信號機工作環境存在差異，因此需要在不同季節制定檢測計劃，同時還需要根據檢測工具，對信號機存在的故障問題進行處理。在信號機維護過程中經常使用的工具為報警儀，報警儀的功能在于當信號機出現故障問題后，能夠發出信息警報，可以對安全管理以及維護工作人員提出預警。但是由于信號機內部發光二極管出現故障后也可能會引起維修警報，因此在處理時應當立即將信號激光源進行切換。當點燈變壓器出現故障問題時，應當對其進行更換。在進行信號機維護時需要按照相關的標準進行，例如更換光源時需要先從遮檐上方螺絲進行，擰開螺絲后將鏡框摘下，最后打開后蓋，將玻璃以及壓圈取下[2]。

3.1.2 轉轍機故障維護方式

在對轉轍期故障進行維護時，需要將季度檢測以及巡回檢測進行結合，提前對檢查的內容進行劃分，將其明確在檢查方案之中。在季度檢測的過程中需要實施一次巡檢，可以保證檢測的質量和效果。在檢測時應當觀察連接頭以及銷軸間的曠量，需要將其控制在1毫米之下，為了能夠保證轉轍機正常工作需要針對尖軌和新軌的第一牽引點實施有效的維護措施。一般情況下，會在尖軌和輕軌第一牽引點間插入鐵板，鐵板厚度為4毫米，寬度為2毫米。鎖閉齒輪以及齒條塊兩者的狀態并不是處于鎖閉狀態下的，在進行具體維護過程中，應當避免出現常識類錯誤問題。在檢查過程中，還需要針對固定螺栓實施觀察，避免螺栓出現松動以及脫落的現象。

3.1.3 軌道電路故障維護方式

在對軌道電路故障實施維護的過程中，也應當結合內部檢測以及外部檢測的方式進行，對箱盒內部所配備的線端子以及螺絲完成檢查，保證其不存在松動以及脫落的問題。配件是影響軌道電路運行的重要因素，應當針對配件實施細致的檢查，觀察是否存在破皮配件。定期對箱盒內所產生灰塵實施清理，否則有可能會讓軌道電路出現短路的問題。在清掃灰塵的過程中需要使用絕緣布將毛刷上的鐵皮進行纏繞，能夠避免鐵皮碰觸到電纜，防止在清理過程中出現觸電或者短路的現象，保證維護工作有序進行。針對軌道電路的維護信息進行記錄，例如在針對其入口實施測試的過程中，需要針對入口電流速度和電流大小進行測試和記錄。除此之外，還需要針對送受軌面、受送端、送端限流器以及抗流送受端等位置的電壓實施測試。

3.2 加強安全管理人員意識

安全管理人員是對鐵路信號設備系統實施安全運行管理的主體。只有安全管理人員具備一定的責任意識以及管理技能，才能夠確保對鐵路信號設備系統進行精準分析和評估，進而采取有效的措施規避鐵路運行過程中的風險因素。首先，需要對安全管理人員及時提供培訓機會，要求管理人員能夠具備專業的安全管理技能。目前安全管理正在向著自動化和智能化的方向發展，在培訓過程中應當對管理人員講解信息化管理系統的使用方式，讓管理人員能夠對新型技術的應用有清晰了解。其次，在日常工作中應當積極發揮思政工作的有效性，向負責安全管理工作的人員滲透責任意識以及安全意識，以此來強化管理2月人員的安全素養。為了能夠提升管理人員的工作積極性，需要對績效考核體系進行完善，針對管理人員的安全管控效果進行分析和評價，根據其管理效果給予適當的獎勵，激發管理人員的主觀能動意識[3]。

3.3 制定完善的安全管控體系

要想保證鐵路信號設備安全管理活動的有序性，需要打造完善的管控體系，能夠為安全管理活動進行有效管理。第一，構建完善安全風險管控指標體系。安全風險管控指標能夠對管理內容進行細化處理，使得管理工作出現了不全面不系統的問題。常見的安全管控風險指標包括人員風險、環境風險、機械設備風險、技術風險以及管理風險，需要盡早識別不同風險因素，對其實施有效的控制。以人員風險為例，在鐵路信號設備維護以及管理過程中，如果沒有落實維護要求，未針對設備進行定期檢查，則難以發現設備中存在的故障隱患。或者在設備維護過程中維護技術使用不到位，沒有落實技術要點，使得故障維護處理效果下降，也會造成安全隱患。第二，明確安全管理流程和方式。在安全管理過程中需要針對不同指標實施管控，為了能夠更好的降低風險事件出現幾率，需要明確具體的管理方式和流程。鐵路信號設備系統的穩定運行需要各個部門之間的溝通和交流，因此需要充分發揮不同部門的功能和作用，利用會議的形式制定安全管控難點以及重點，從而完善安全保障措施。第三，制定完善的安全保障制度。在制度中明確具體管理人員的具體責任，使其能夠形成良好的責任意識，能夠在出現安全事故時及時追查到相關責任人，提升對管理人員的約束效果。針對維護工作需要明確維護的周期，要求維護人員能夠做到每周一小檢，每月一大檢，保證能夠定期對設備進行管理和維護，將可能出現的設備故障隱患控制在一定范圍內。在制度體系中還需要明確具體的安全管理組織機構，針對具體的風險因素設定相關部門，保證安全風險工作的有序性。

3.4 利用大數據平臺實施全生命周期管理

大數據平臺能夠合理利用大數據技術對鐵路信號設備運行的數據進行收集、整理、分析，保證能夠通過數據分析及時發現存在的故障隱患。除此之外，還能夠對設備實施系統化的管理，有利于信號設備的合理使用，為鐵路信號設備提供重要的安全保障。該平臺的功能具體如下：①信號設備全生命周期管理。需要相關人員將鐵路信號設備的相關信息錄入到系統中，形成一件一檔的管理模式，并建立履歷臺賬進行信息統計，讓相關人員可以了解設備的基本信息和使用信息。該種模式可以保證所記錄數據的準確性，不會因人工而出現數據失誤的問題，從而提高具體的管理效率。②信號設備技術狀態關聯分析。利用集中監測、車載監測以及動態監測的方式針對信號設備的應用狀態進行數據收集，通過對鐵路信號設備進行合理的監測，可以保證及時發現設備的運行問題。同時在檢測過程中可以收集到大量運行數據，利用大數據挖掘技術對其內在價值進行挖掘，可以分析在不同時段內鐵路信號設備數據的變化規律，有利于為之后安全管理計劃的調整提供數據參考。③信號系統報警信息管理。以往人們在發現鐵路信號設備出現故障后，需要根據具體的運行問題才能夠評估出是否存在故障信息，但是通過大數據平臺可以在發現故障時進行立即報警，有效提高了故障處理的效率。該功能主要包括集中監測以及車載監測兩項報警功能，可以及時向后臺人員發出相應的警告。④信號設備故障信息管理。設備故障管理主要包括故障信息上報、信息查詢以及生成統計報表三項功能。在出現故障問題后，需要對故障處理以及發生情況進行記錄，能夠為之后維護方案的制定提供重點數據。同時在出現故障時，也可以利用系統的查詢功能，查找到之前的故障維修方案，可以提高維修效率。在完成維修后會生成統計報表，能夠將具體的故障發生原因、維修計劃以及之前故障經歷進行系統化的整理。⑤信號設備信息查詢。鐵路信號設備查詢主要包括臺賬查詢、履歷查詢以及數據編碼查詢，可以讓設備管理人員對鐵路信號設備的應用情況有所掌握，結合設備所處的不同周期階段選擇相應的管理模式。⑥信號專業知識管理。鐵路信號設備在使用和管理過程中，都需要嚴格遵守相關作業規范，因此在該功能模塊中分別設置了技術標準與規范、作業指導手冊、分析報告與報表以及產品技術手冊4個模塊，能夠為鐵路信號設備的使用提供有效參考。⑦信號設備使用質量評價。在鐵路信號設備使用完畢后，通過對其質量進行評價，能夠了解設備使用過程中是否存在效率低下的問題，可以及時針對鐵路信號設備系統進行優化。具體的評價內容包括針對信號設備實施多角度的綜合分析，對信號設備故障問題和報警信息之間關聯性進行分析，并重點預估未來設備的使用質量。同時還可以針對信號設備的健康情況進行管理，如果出現老化的現象，可以及時進行更換。⑧運維系統維護。運維系統維護主要包括用戶權限管理以及數據維護管理，可以設定進入大數據平臺的用戶權限，保障鐵路信息設備數據的安全性。（圖1）

圖1 信號大數據功能結構圖

3.5 構建安全保障體系

企業應當制定合理的安全保障體系，明確在對安全產品進行開發和設計時嚴格按照安全保障體系進行實施。針對安全保障工作設置相應的文件，如《安全保障控制程序》、《安全相關風險分析任務手冊》、《安全相關風險和危害管理控制程序》、《需求管理辦法》等。利用大數據技術設定安全保障程序，將設計以及開發流程作為主線，在鐵路信號設備生命周期的不同階段分別實施安全保障管理。安全工程師應在項目的生命周期各個階段對安全計劃進行回顧，必要時進行更新。《安全計劃》由安全工程師編制，項目經理和安全經理共同審核，質量安全總監批準。

4 結束語

鐵路是我國所重點推進的建設工程，在建設過程中鐵路信號設備屬于鐵路系統的重要組成部分，和之后鐵路穩定運行有著重要的聯系。鐵路信號設備主要由信號機、轉轍機、軌道電路構成，在日常應用過程中均可能會出現故障問題，需要相關人員能夠針對故障問題的產生原因制定合理的解決措施。為了能夠讓鐵路信號設備實施有效的安全管理，需要加強安全管理人員意識，制定完善的安全管控體系，利用大數據平臺實施全生命周期管理，降低故障的發生幾率。在今后的發展過程中鐵路信號設備開始向著智能化和自動化的方向發展，為了能夠保證其得到穩定運行，也需要不斷對維護和安全保障體系進行完善，加強維修人員和安全管理人員的能力，為其穩定運行提供重要保障。