張喬

（廣州鐵路（集團(tuán)）公司衡陽電務(wù)段 湖南衡陽 421002）

關(guān)于鐵路信號控制系統(tǒng)故障導(dǎo)向安全的探討

張喬

（廣州鐵路（集團(tuán)）公司衡陽電務(wù)段 湖南衡陽 421002）

鐵路信號系統(tǒng)故障預(yù)防、排除和維修是電務(wù)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是確保鐵路運(yùn)行、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)功能的重要保障性和基礎(chǔ)性工作，需要對鐵路信號系統(tǒng)故障維修做以認(rèn)真地探討。本文根據(jù)信號系統(tǒng)故障維修工作的實(shí)際，探討了鐵路信號系統(tǒng)故障維修工作的安全導(dǎo)向問題，以供參考。

鐵路；信號控制系統(tǒng)；故障；導(dǎo)向安全

1 引言

鐵路通信信號技術(shù)在向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化以及一體化方向發(fā)展，鐵路的信號設(shè)備對于保障鐵路運(yùn)輸安全方面，具有非常重要的意義。因此，鐵路局的工作人員應(yīng)當(dāng)積極重視信號控制系統(tǒng)的故障問題，通過采取必要的檢測手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵路信號設(shè)備故障，在檢測到故障來源之后，再采用分段檢查的方法定位故障，并對這些故障問題采取相應(yīng)的處理措施，以保障鐵路運(yùn)行的安全。

2 鐵路信號系統(tǒng)故障與導(dǎo)向安全

2.1 鐵路信號系統(tǒng)故障

鐵路信號系統(tǒng)是指鐵路網(wǎng)絡(luò)中以燈光、顏色、位置、形狀、印象、儀表等設(shè)備和設(shè)施為鐵路行車人員、維護(hù)人員、管理人員提供鐵路網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、車輛運(yùn)行條件、系統(tǒng)指令、行車狀態(tài)等信息的系統(tǒng)。鐵路信號系統(tǒng)故障的維護(hù)是電務(wù)工作的基本組成部分，是用技術(shù)方法排除信號系統(tǒng)的功能障礙或外部影響，恢復(fù)鐵路信號系統(tǒng)正常狀態(tài)的重要基礎(chǔ)性工作，對于鐵路實(shí)現(xiàn)功能穩(wěn)定、行車安全、網(wǎng)絡(luò)正常有著重要的價(jià)值。

2.2 鐵路信號控制系統(tǒng)故障導(dǎo)向安全

所謂“故障-安全”，是當(dāng)設(shè)備的內(nèi)部發(fā)生了任何故障時(shí)，設(shè)備的運(yùn)作后果都應(yīng)當(dāng)歸于安全的范圍之內(nèi)，這樣即便是在出現(xiàn)故障的情況下，也能夠?yàn)榱熊嚰皶r(shí)提供安全可靠的指示命令，從而完成鐵路信號控制系統(tǒng)的核心任務(wù)，而鐵路信號控制系統(tǒng)主要的控制對象，就是鐵路與鐵路上運(yùn)行的列車?！肮收?安全”原則，在鐵路的信號控制系統(tǒng)應(yīng)用中，發(fā)揮著不可忽視的作用，尤其實(shí)在鐵路信號控制系統(tǒng)發(fā)生了故障的情況下，如果讓處于運(yùn)行中的列車及時(shí)停下來，就能夠有效避免安全事故的發(fā)生，但是如果系統(tǒng)因故障而發(fā)出錯(cuò)誤的指令，讓本應(yīng)該停下來的列車?yán)^續(xù)運(yùn)行，則可能會引發(fā)安全事故。因此必須保證鐵路的信號控制系統(tǒng)時(shí)刻都能夠發(fā)出正確的指示命令，才能夠保證鐵路的運(yùn)行安全，從而避免造成非常嚴(yán)重的后果。

3 鐵路信號控制系統(tǒng)故障導(dǎo)向安全的探討

3.1 合理設(shè)計(jì)鐵路信號控制系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)鐵路信號控制系統(tǒng)時(shí)，就應(yīng)當(dāng)注意采取多項(xiàng)安全控制措施，具體如下：①應(yīng)采用重力向下的機(jī)械控制手段，這種方式能夠有效保證設(shè)備的運(yùn)行安全；②可以安裝非對稱的安全型繼電器，這樣，在發(fā)生斷電故障的情況下，該繼電器仍然可以依靠銜鐵、重錘片的重力，安全落下；③在設(shè)計(jì)電路的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的安全原則，使繼電器在吸起的時(shí)候，仍然能夠與設(shè)備危險(xiǎn)相對應(yīng)，是繼電器在落下時(shí)也能夠與設(shè)備安全面相對應(yīng)。例如，在對信號點(diǎn)燈的控制電路中，通常紅燈應(yīng)當(dāng)由繼電器的落下來實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)控制，而綠燈、黃燈則應(yīng)當(dāng)由繼電器的吸起實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)控制。這樣，在控制系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，列車的信號繼電器就會落下，控制紅燈亮起，而看到紅燈亮起，列車就會停止前進(jìn)，這樣就從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，達(dá)到了保證鐵路信號控制系統(tǒng)安全的目的。

3.2 建立健全鐵路信號控制系統(tǒng)

為了確保列車的運(yùn)行安全，需要建立健全的高速鐵路信號控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)包括的子系統(tǒng)有連鎖控制車站系統(tǒng)、集中調(diào)度控制系統(tǒng)以及閉塞區(qū)間控制系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在保證各自獨(dú)立的同時(shí)，又保證彼此之間的相互聯(lián)系。與此同時(shí)，對于安全性的冗余環(huán)節(jié)，也需要進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，從而保證列車的安全運(yùn)行。此外，由于鐵路信號控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加“丟車”的檢查功能，該功能的使用主要是當(dāng)前方的運(yùn)行列車出現(xiàn)大量信息被覆蓋問題，會導(dǎo)致后面的列車看不到相關(guān)信息，從而引起列車的追尾事件。而這種情況通常是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的設(shè)備發(fā)生故障而導(dǎo)致的。因此，在各個(gè)控制系統(tǒng)中，都應(yīng)當(dāng)增加“丟車”的檢查功能，這樣有利于各級值班人員在發(fā)現(xiàn)“丟車”現(xiàn)象時(shí)，能夠及時(shí)輸出“緊急制動”信息，保證后續(xù)列車能夠安全地向前運(yùn)行。

3.3 提高鐵路信號控制系統(tǒng)可靠性

有研究表明，航空運(yùn)輸中出現(xiàn)的“故障-安全”概率，通常要比鐵路運(yùn)輸過程中所發(fā)生的概率更大，但是飛機(jī)的飛行主要依靠的是多個(gè)發(fā)動機(jī)的共同作用，因此，飛機(jī)發(fā)生“危險(xiǎn)失效”問題的概率非常低。另外，飛機(jī)的運(yùn)輸系統(tǒng)具有極高的可靠性，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他的運(yùn)輸方式，因而有效保證了飛機(jī)運(yùn)輸?shù)陌踩?。而在鐵路的運(yùn)輸過程中，鐵路信號控制設(shè)備系統(tǒng)中雖然采用多套冗余設(shè)備，但是由于鐵路運(yùn)輸本身的安全性不高，因此列車通常也需要設(shè)置“多個(gè)發(fā)動機(jī)”來達(dá)到控制系統(tǒng)中冗余設(shè)備的目的。這樣，即便是在列車發(fā)生故障的情況下，也能夠確保自動切換發(fā)動機(jī)，從而使列車能夠維持正常運(yùn)行，大大降低了鐵路信號控制系統(tǒng)發(fā)生故障失效的概率。鐵路運(yùn)輸應(yīng)當(dāng)通過各種試驗(yàn)的方式，進(jìn)一步加強(qiáng)信號控制系統(tǒng)的抗高壓、抗高溫和耐強(qiáng)磁能力，提高系統(tǒng)的可靠性，減少追尾事故的發(fā)生。

3.4 信號系統(tǒng)“故障-安全”保障措施與設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)“故障-安全”，鐵路信號控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，采取了多項(xiàng)安全控制措施：

（1）機(jī)械控制手段，大多數(shù)利用的是重力向下原理，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械控制，例如過去所應(yīng)用的是臂板信號機(jī)，運(yùn)用重錘控制臂板進(jìn)行動作，用于傳導(dǎo)拉力導(dǎo)線，或拉桿折斷，依靠重錘的重力，讓臂板能夠保持水平的狀態(tài)，指示其列車的停車，從而實(shí)現(xiàn)“故障-安全”。

（2）應(yīng)用繼電控制，采用非對稱模式的安全型繼電器。信號控制電路通常采用的繼電器是安全型的繼電器，能夠確保在故障的情況下，仍然能夠落下或吸起。在電路的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循安全對應(yīng)的原則，用繼電器的吸起狀態(tài)來對應(yīng)設(shè)備的危險(xiǎn)側(cè)，用繼電器的落下狀態(tài)應(yīng)對設(shè)備的安全側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了繼電電路的“故障-安全”。

3.5 綜合安全性冗余方式

高速鐵路的信號控制設(shè)備通常主要包括了以下系統(tǒng)：車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)、區(qū)間閉塞控制系統(tǒng)、調(diào)度集中（CTC）控制系統(tǒng)、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)等。為了保證列車運(yùn)行安全，應(yīng)設(shè)計(jì)綜合上述各系統(tǒng)的安全性冗余環(huán)節(jié)（見圖1），只有各子系統(tǒng)都輸出了指示列車正常運(yùn)行的命令，列車才可以正常運(yùn)行。如果任何一項(xiàng)子系統(tǒng)輸出了要求列車“減速或停車”的安全側(cè)信息，綜合控制系統(tǒng)都必須輸出使列車“減速或停車”的控制命令，以實(shí)現(xiàn)“故障-安全”。

圖1 鐵路“故障-安全”系統(tǒng)

3.6 “丟車”檢查功能的設(shè)計(jì)

“7.23”大事故中，就是因?yàn)榍胺竭\(yùn)行列車的占用信息被覆蓋，導(dǎo)致了“丟車”問題，進(jìn)而造成后續(xù)列車的追尾事故。在線路上處于運(yùn)行狀態(tài)的列車是不可能丟失的，如果存在清出的區(qū)段，則必然已進(jìn)入了另一區(qū)段。而如果出現(xiàn)了“丟車”或“飛車”信息，即表明必然是相關(guān)設(shè)備發(fā)生了故障，所以在各控制系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)添加“丟車”的檢查功能，一旦發(fā)現(xiàn)“丟車”，就及時(shí)讓綜合系統(tǒng)輸出后續(xù)列車“緊急制動”信息，從而保證后續(xù)列車的運(yùn)行安全。

3.7 提高系統(tǒng)可靠性，減少危險(xiǎn)故障發(fā)生

借鑒飛機(jī)采用“多個(gè)發(fā)動機(jī)”的控制“故障-安全”措施，可以在鐵路的運(yùn)輸系統(tǒng)中采用類似的設(shè)計(jì)，大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，從而提高了運(yùn)輸過程的安全性。雖然鐵路信號控制設(shè)備在車站聯(lián)鎖等系統(tǒng)中，采用了多套的冗余設(shè)備，但為了提高鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，還應(yīng)在區(qū)間閉塞、調(diào)度集中（CTC）、列車運(yùn)行控制等系統(tǒng)中增加冗余設(shè)備，以保證發(fā)生故障后，能夠通過自動切換等方式正常運(yùn)行，以減少系統(tǒng)發(fā)生故障失效的概率。此外，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)信號控制系統(tǒng)耐高壓、耐高溫、耐強(qiáng)磁等試驗(yàn)，通過“破壞性”試驗(yàn)，檢驗(yàn)系統(tǒng)在極限條件下的運(yùn)行狀態(tài)，以提高系統(tǒng)的可靠性，減少危險(xiǎn)的故障發(fā)生。

4 結(jié)束語

對于鐵路信號控制系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備，應(yīng)當(dāng)積極采用先進(jìn)的技術(shù)，做好相應(yīng)的故障防范措施，保障相關(guān)的信號控制設(shè)備故障能夠得到及時(shí)的維修與維護(hù)，在鐵路信號設(shè)備系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生故障時(shí)，能夠快速、準(zhǔn)確的找出故障點(diǎn)，并運(yùn)用相應(yīng)成熟的的故障解決方案及時(shí)對設(shè)備故障進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)故障導(dǎo)向安全。

[1]劉春軍.淺析鐵路信號施工中的質(zhì)量控制[J].科學(xué)與財(cái)富，2015（6）：200～201.

[2]李寶華.探究分析鐵路信號施工過程控制[J].建筑·建材·裝飾，2015（14）：57～58.

[3]潘建軍，潘超，夏勇.鐵路信號控制智能安全技術(shù)探討[J].中國安全生產(chǎn)，2014（11）：56～57.

U284.92

A

1004-7344（2016）13-0164-02

2016-4-20

張 喬（1979-），男，助理工程師，本科，主要從事鐵路通信信號工作。