李 欣/新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學院

地鐵信號系統(tǒng)的安全性技術(shù)分析

李 欣/新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學院

近期我國安全管理形勢緊張，安全事故呈現(xiàn)情況復雜多樣、人身財產(chǎn)損失大等特點。作為公共交通的主要組成部分，地鐵的運行安全是人們安全出行的保障。其中，地鐵信號系統(tǒng)的安全技術(shù)是地鐵列車行車安全的前提。因此，分析地鐵信號系統(tǒng)安全技術(shù)十分重要。

地鐵；信號系統(tǒng)；安全技術(shù)

地鐵工程對于城市的公共交通是個極大的促進，對方便人們的出行有著重要的意義，特別是在我國城市化速度加快，城市人口迅速增長的今天，地鐵建設(shè)對于城市布局合理分布、人們時間合理利用及地上交通有效緩解來說十分重要。同時，地鐵的安全性也成為了人們普遍關(guān)心的問題，信號系統(tǒng)作為地鐵安全的基礎(chǔ)，是確保地鐵行車穩(wěn)定性、安全性、智能性的核心，對信號系統(tǒng)的升級有利于地鐵事業(yè)的發(fā)展。

一、地鐵信號系統(tǒng)概述

地鐵信號系統(tǒng)的技術(shù)水平與設(shè)計完整度是地鐵運行安全的保證，對于地鐵信號系統(tǒng)的研發(fā)也隨著科技的發(fā)展以及人們的需求不斷的升級。最初采用的系統(tǒng)是交流50Hz二元二位式相敏軌道電路系統(tǒng)，隨著列車運行線路的復雜化、列車運行速度的大幅度提高，信號系統(tǒng)也經(jīng)歷了多次大幅度的改革與提升，例如，數(shù)字化軌道電路 DTC（Digital Track Circuit）系統(tǒng)、列車自動控制（ATC）系統(tǒng)等。而對于與安全技術(shù)密切相關(guān)的ATC系統(tǒng)又包括列車自動保護子系統(tǒng)（ATP）、列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）、列車自動駕駛子系統(tǒng)（ATO），這些系統(tǒng)不但在地鐵上應用，也是我國所有高速軌道列車必備的安全系統(tǒng)。

（一）列車自動保護子系統(tǒng)（ATP）

列車自動保護系統(tǒng)ATP是列車自動控制系統(tǒng)中的主要組成部分。ATP子系統(tǒng)負責全部列車間的安全間隔、超速防護、車門開關(guān)安全的一整套自動監(jiān)控與運行系統(tǒng)，在組成設(shè)備上包括車載設(shè)備、聯(lián)鎖設(shè)備、軌旁設(shè)備等等，設(shè)備的作用方式為軌旁設(shè)備通過連續(xù)地或以一定間隔地向列車傳車載設(shè)備遞信息，車載設(shè)備根據(jù)地面?zhèn)鬟f的信息自動的進行數(shù)據(jù)分析處理，提供控制信息，使列車在既定的安全速度與限制速度下行使。列車開門前必須經(jīng)過ATP 聯(lián)鎖設(shè)備檢測，安全開門條件滿足后，方可操作。 ATP 設(shè)備間的信息傳輸方式以發(fā)碼方式傳輸，分為連續(xù)發(fā)碼與點式發(fā)碼。連續(xù)發(fā)碼方式的 ATP 系統(tǒng)設(shè)備利用數(shù)字電路或線纜向車載接收設(shè)備連續(xù)傳輸數(shù)字信息，這種技術(shù)提供的數(shù)據(jù)量大，信息連續(xù)性強、信息時效性強，但設(shè)備較為復雜、投入成本較高。點式發(fā)碼原理是利用ATP地面系統(tǒng)的應答設(shè)備將地面信息傳至列車。 這種方式信息傳輸?shù)膶嵭暂^差，適用于行車間隔大的情況，但技術(shù)較為簡單、成本較低。 我國大城市的地鐵線路密集，列車間隔小，因此，一般采用連續(xù)發(fā)碼方式。

（二）列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）

列車自動監(jiān)控系統(tǒng)是在列車運行的過程中，使得列車行車控制與調(diào)度等工作人員能夠及時了解車輛的運行狀況。ATS子系統(tǒng)通過對列車運行的監(jiān)督，能夠?qū)崿F(xiàn)列車運行道岔自動轉(zhuǎn)換，自動排列進道，根據(jù)列車運行既定方案以及與實際乘車客流情況合理地提供數(shù)據(jù)，再由調(diào)度中心負責調(diào)度列車、調(diào)整運行圖，該系統(tǒng)可以做到調(diào)整與調(diào)車作業(yè)自動化，而由于安全管理的考慮，一般實行自動與人工調(diào)整結(jié)合的方式操作。 ATS系統(tǒng)主的設(shè)備有中央計算機、顯示設(shè)備，控制與記錄設(shè)備，現(xiàn)場設(shè)備以及傳輸通道組成。

（三）列車自動駕駛子系統(tǒng)（ATO）

列車自動駕駛子系統(tǒng)是現(xiàn)代地鐵運行系統(tǒng)的獨特之處，這是高速軌道列車駕駛系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。ATO系統(tǒng)負責自動調(diào)整行駛中列車的車速，根據(jù)車速對平滑控制牽引力、制動力發(fā)出指令引導列車運行，并在距前方突發(fā)情況的一定精度范圍內(nèi)選擇制動停車等。通過ATO系統(tǒng)的優(yōu)化，能夠有效的調(diào)整牽引力，在一定程度上實現(xiàn)了節(jié)能，同時，也節(jié)省了司機的體力，降低了工作強度。ATO系統(tǒng)的主要設(shè)備包括控制器，接收/發(fā)送天線，標志線圈等。

二、地鐵信號系統(tǒng)采取的安全具體措施

（一）列車自動保護子系統(tǒng)ATP采取的措施

自我保護系統(tǒng)必須要根據(jù)工程施工的具體情況做系統(tǒng)設(shè)置。一是對軌道線路中的各個零件設(shè)備做承受力測算，針對不同的軌道設(shè)計情況對防沖擊電路的設(shè)計進行區(qū)別對待，要采用不同的數(shù)字化軌道數(shù)據(jù)系統(tǒng)承受能力設(shè)計來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。二是對數(shù)字化軌道線路系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)以及設(shè)備進行備份與備用，以防止在列車行駛中由于保護系統(tǒng)出現(xiàn)故障而造成的信息交換受阻。三是避免系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)死循環(huán)現(xiàn)象。應當采用編碼冗余技術(shù)，應當確?？刂凭幋a在任何環(huán)境與情況下，都能夠連續(xù)輸出編碼。四是各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應當配置冗余接口，以免信息交換由于數(shù)據(jù)冗余不暢。

（二）列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）應采取的措施

自動監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)與信息是否正常使用以及糾錯的關(guān)鍵。主要做好以下措施：一是隨時檢測因某段通信信道，避免監(jiān)測失效，采用雙通道檢測系統(tǒng)或是環(huán)路系統(tǒng)以保證監(jiān)測通道暢通。二是確保列車的識別裝置能夠?qū)α熊嚨能圀w號、目的地號、車次號和服務號等等準確的識別且正常的進行全線的跟蹤。三是調(diào)度員充分發(fā)揮人工控制作用。由于地鐵運行過程中出現(xiàn)故障的原因較為復雜且棘手，調(diào)度員應當及時的人工控制調(diào)整列車的運行。四是建立兩套列車自動監(jiān)控系統(tǒng)以備用，以保證兩個系統(tǒng)都能夠不斷的對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。

（三）列車自動駕駛子系統(tǒng)（ATO）應采取的安全措施

列車自動駕駛子系統(tǒng)（ATO）應采取的安全措施應當有以下幾點。一是制定完善的安全作業(yè)流程，確保人機共同作業(yè)的可靠性。二是確保車輛接口的可靠性，確保整個列車的系統(tǒng)安全與正常，并通報值班員。三是駕駛員要通過儀表確保各項數(shù)據(jù)的正常，最主要的保證車門控制、控制器數(shù)據(jù)、行使速度等數(shù)據(jù)正常。四是在列車的運行過程中，確保列車應當按照運行圖運行，入發(fā)現(xiàn)異常應當及時報警、制動，及時與調(diào)度聯(lián)系，確認是否正常、是否采用

人工駕駛的方式，不可擅自在異常情況下行駛。五是遇到車速超限，系統(tǒng)會顯示告警，并且駕駛?cè)吮仨毚_認列車是否開始自動保護車載設(shè)備，并對列車前方停站發(fā)出信號，在超速情況下是否開始減速，以確保列車在前方站正常制動。

三、安全管理上的措施

（一）安全管理制度上的完善

對于列車運行安全，首先要在安全管理制度上下功夫。一是完善操作流程，要在員工具備熟練的操作與維護技能的前提下，執(zhí)證上崗操作，對于調(diào)度、司機、地勤等人員，必須要求其在安全操作的流程下作業(yè)。二是完善監(jiān)督制度。對于各個崗位的人員都要進行安全監(jiān)督，尤其是對于信號系統(tǒng)這樣的中樞環(huán)節(jié)，不但要做好人的監(jiān)督，健全監(jiān)督責任，還要進行攝像記錄的監(jiān)督，不但要做到實時監(jiān)督，還要有證可查。三是做好應急措施預案。信號的異常發(fā)生的快，發(fā)生原因復雜，一般不能及時維修與自動調(diào)整，并且信號系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)也可能出現(xiàn)失靈的情況，因此要針對不同數(shù)據(jù)的異常，做好應急預案與處置方法，避免緊急情況的發(fā)生而造成重大事故。

（二）提高員工素質(zhì)

一是要提高員工安全意識，要將安全無小事，安全是生命線的意識灌輸在工作中，強調(diào)員工作業(yè)前先想安全的重要性，對于員工麻痹大意以及鋌而走險的工作態(tài)度，要嚴厲的批評，及時的糾正。二是要提高員工的專業(yè)技術(shù)，要在培訓上多下功夫，以提高員工操作技能作為確保安全的基礎(chǔ)。三是要加強應急演練，事故或是故障一般形成的復雜，處理的棘手，對于突發(fā)情況就要做好應急演練，以備在突發(fā)情況出現(xiàn)時，工作人員能夠及時的按規(guī)章處理以及對故障做出妥善處理。

（三）做好系統(tǒng)維護

定期的系統(tǒng)維護與設(shè)備維修保養(yǎng)是每天的必備工作，對于信號設(shè)備，不但要維護，還要每天調(diào)試，對于信號的錯誤，不能麻痹大意，及時找出問題原因，及時修理，以免造成更大的損失。對于信號的升級，需要與研發(fā)部門保持好聯(lián)系，隨時出現(xiàn)問題，隨時反應，以做到按照實際升級，不耽誤正常使用。

海洪巖.地鐵信號系統(tǒng)采用的安全性技術(shù)[J].技術(shù)與市場.2013(01) .