劉 剛

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司原平分公司，山西 原平 045199）

鐵路信號系統(tǒng)作為鐵路運輸安全的關(guān)鍵技術(shù)組成，擔(dān)負著確保列車安全行駛的重要任務(wù)，其正常運行不僅關(guān)系到鐵路運輸?shù)捻槙常苯佑绊懙綇V大乘客和貨物的安全。然而，在實際的維修工作中，諸多問題逐漸顯現(xiàn)，如何在提高鐵路信號系統(tǒng)維護管理水平和技術(shù)支持方面取得突破，已成為一個亟待解決的重要課題。本文依托多年的鐵路信號維護實踐，對目前鐵路信號維修工作中存在的主要問題進行深入分析，并在此基礎(chǔ)上針對性地提出一系列解決措施，旨在為推動鐵路信號維修工作的健康發(fā)展提供理論參考和實踐指導(dǎo)。

1 鐵路信號系統(tǒng)故障維護的概述

鐵路信號系統(tǒng)扮演著道路交通的“指揮官”角色，它通過精確、可靠的信號傳遞與控制，保障著列車在復(fù)雜的鐵路網(wǎng)絡(luò)中準確無誤地行駛，確保著旅客及貨物的安全。信號系統(tǒng)故障維護工作關(guān)乎整個鐵路運輸?shù)陌踩€(wěn)定性及運輸效率，涵蓋的內(nèi)容包括但不限于故障檢測、問題診斷、部件更換、系統(tǒng)校準及功能測試等環(huán)節(jié)。隨著科技的進步和鐵路運輸業(yè)的飛速發(fā)展，信號系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)出極高的技術(shù)復(fù)雜性與系統(tǒng)集成性，其中維護工作所涉及的電氣故障、機械故障、代碼錯誤或硬件失效等問題成為一個值得關(guān)注的核心，這些問題可能由多種因素引起，例如，自然環(huán)境的影響（如極端天氣、動植物侵害等）、人為因素、材料老化、技術(shù)更新?lián)Q代帶來的不匹配等。在現(xiàn)實工作中，實施維護的專業(yè)團隊在面臨這些挑戰(zhàn)時，需對故障進行快速、準確的定位和修復(fù)，以減少其對鐵路正常運行的影響[1]。

2 鐵路信號維修工作中存在的問題

2.1 人員短缺與技能不足

鐵路信號系統(tǒng)的故障維護工作在實際操作中面臨著顯著的人員短缺和技能不足問題，這一挑戰(zhàn)在城際和普速鐵路網(wǎng)絡(luò)中尤為突出。在日常運行中，鐵路信號系統(tǒng)可能會出現(xiàn)多種類型的故障，其修復(fù)和校正操作要求維護團隊具備堅實的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗，這些問題不僅涉及信號系統(tǒng)檢測模塊的精確校正、軌道電路的完整性維護，還包括列車與地面設(shè)備之間的通信保障。為了有效應(yīng)對這些問題，維護人員不僅要能夠?qū)⒗碚撆c實踐相結(jié)合，還要能夠迅速并準確地識別故障原因并進行修復(fù)。但目前的現(xiàn)實情況是，從事這一領(lǐng)域工作的專業(yè)人員數(shù)量嚴重不足，且他們所受的專業(yè)培訓(xùn)在某些方面既不系統(tǒng)也不夠前瞻，這導(dǎo)致在遇到某些特定或復(fù)雜的故障場景時，故障的處理效率和質(zhì)量都受到了不小的挑戰(zhàn)。在新線路剛剛開通時，即使是經(jīng)驗豐富的維護人員也可能因為對新的設(shè)備和技術(shù)不夠熟悉，而難以迅速解決出現(xiàn)的問題。

2.2 設(shè)備老化和維護不及時

在鐵路信號系統(tǒng)中，設(shè)備老化和維護不及時的問題已經(jīng)成為一個緊迫的難題?？紤]到這一系統(tǒng)對穩(wěn)定性和可靠性的極高要求，老化設(shè)備可能導(dǎo)致的后果不容小覷。以某次在歐洲的火車事故為例：一個使用超過40 年的信號交換設(shè)備，因為長期的物理磨損和環(huán)境腐蝕，導(dǎo)致其電氣特性退化，這個老舊的設(shè)備在一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點上失效，使得一個高速列車誤入錯誤的軌道，幸好及時發(fā)現(xiàn)避免了可能的重大事故。另外，日本某鐵路線路在2019 年也曾因為信號設(shè)備的老化，導(dǎo)致列車延誤超過三小時，造成上萬乘客受到影響，這些實際的案例都揭示了設(shè)備老化所帶來的風(fēng)險。許多傳統(tǒng)鐵路信號設(shè)備，特別是依賴于繼電器邏輯的那些，經(jīng)過長時間的運行后，其組件在電氣特性、機械穩(wěn)定性等方面出現(xiàn)明顯退化，這不僅增加了系統(tǒng)故障的可能性，而且有時會嚴重威脅到行車安全，考慮到鐵路信號系統(tǒng)的功能安全需求，這些老化問題不僅可能導(dǎo)致運行不穩(wěn)定，也可能成為重大安全隱患。當(dāng)這些設(shè)備發(fā)生微小故障或異常時，往往會引起列車調(diào)度不準確，形成運行安全風(fēng)險，因為這些老化問題很難被及時識別和預(yù)防，常規(guī)的定期維護方式由于周期過長、缺乏實時性，難以第一時間發(fā)現(xiàn)這些問題[2]。

2.3 信息化水平不足

在鐵路信號維修領(lǐng)域，信息化水平的不足在數(shù)據(jù)采集、分析、應(yīng)用等環(huán)節(jié)都有明顯體現(xiàn)，嚴重地影響了對故障的快速響應(yīng)和維修工作的準確性。對于復(fù)雜的鐵路信號系統(tǒng)，它們所產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)流是巨大和多樣的，涉及車輛運行狀態(tài)、信號設(shè)備狀態(tài)、軌道電路情況等眾多關(guān)鍵信息。在傳統(tǒng)的維修體系下，這些數(shù)據(jù)往往不能被實時、全面地監(jiān)控和記錄，這就導(dǎo)致當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蚬收蠒r，維修人員往往缺少充分的數(shù)據(jù)支持，難以進行準確的故障定位和解決。進入大數(shù)據(jù)時代，鐵路信號系統(tǒng)運行的海量數(shù)據(jù)本應(yīng)為故障的診斷和預(yù)測提供了新的機會和方向。理論上這些數(shù)據(jù)能夠幫助技術(shù)人員更加準確、快速地定位問題，甚至預(yù)測潛在的風(fēng)險。但實際上由于信息化水平的不足，數(shù)據(jù)的準確采集、快速傳輸、智能分析以及實時反饋等環(huán)節(jié)都無法得到有效實現(xiàn)。

2.4 安全風(fēng)險管理不完善

在鐵路信號維修工作中，安全風(fēng)險管理的不完善表現(xiàn)得尤為明顯，這一層面的問題既涉及人員的物理安全，也關(guān)聯(lián)到列車運行的安全。一個生動的案例在于某主干線的信號系統(tǒng)，在極端天氣條件下出現(xiàn)了故障，維修團隊在沒有充足的安全防護措施和風(fēng)險評估的前提下進行了緊急搶修，結(jié)果產(chǎn)生了一次生安全事故，既威脅到了維修人員的生命安全，也給列車運行安全帶來了額外風(fēng)險。在這一層面既有制度和管理流程的問題，也涉及技術(shù)支持和保障方面的缺陷。例如，在風(fēng)險識別和評估環(huán)節(jié)，現(xiàn)有的手段往往難以全面精確地獲取現(xiàn)場的各類風(fēng)險因素；在風(fēng)險防控和應(yīng)急響應(yīng)環(huán)節(jié)，由于缺乏有效的技術(shù)支持和科學(xué)的流程指導(dǎo)，團隊常常只能依賴有限的經(jīng)驗進行操作。

3 針對鐵路信號維修工作中存在問題的解決措施

3.1 加強培訓(xùn)與技能提升

縱觀全球范圍內(nèi)的鐵路信號維修實踐，經(jīng)驗豐富、技能精湛的技術(shù)人員是保障鐵路信號系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行的關(guān)鍵。對于我國鐵路信號維修隊伍而言，加強培訓(xùn)與技能提升的緊迫性和重要性不言而喻。深度融合理論知識與實踐技能，探尋具有戰(zhàn)略眼光的維修策略與技能提升路徑成為擺在眼前的課題。在一項涵蓋了歐洲數(shù)國的鐵路信號技術(shù)研究中，研究者強調(diào)理論研究與現(xiàn)場實踐相結(jié)合的重要性，而這一理念也為我國鐵路信號維修工作提供了參考。有效的培訓(xùn)不僅需要覆蓋鐵路信號系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，還應(yīng)深入到具體的故障診斷、組件更換、系統(tǒng)調(diào)試等實操層面。如何將最新的研究成果，尤其是在信號系統(tǒng)自動化、智能化方面的新技術(shù)、新方法融入培訓(xùn)體系中，確保維修人員不僅掌握現(xiàn)有的維修技能，還能緊跟技術(shù)發(fā)展的步伐，這樣的問題在全球范圍內(nèi)都是一個尚未完全解決的挑戰(zhàn)[3]。

3.2 更新設(shè)備與加強維護

面對廣大鐵路網(wǎng)中遺留的老舊設(shè)備和技術(shù)體系，更新設(shè)備與加強維護成為確保鐵路信號系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要手段。在一系列科學(xué)研究與實際案例分析中，設(shè)備老化、零部件磨損被認為是鐵路信號系統(tǒng)故障的重要因素。在日本關(guān)東地區(qū)的一次大規(guī)模鐵路信號故障調(diào)查中，研究者發(fā)現(xiàn)，在緊急維修中更換的零部件中，有超過70%是因為老化和過度磨損導(dǎo)致的故障。因此對于老舊設(shè)備的更替與升級，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建一個科學(xué)、合理的標準體系，從而保證更新?lián)Q代工作的有序進行，這包括但不限于制定合理的設(shè)備服務(wù)年限標準、制定與之相匹配的更新?lián)Q代計劃、合理評估新老設(shè)備的兼容性以及技術(shù)支持等問題。同時加強維護的層面也需要依托于大數(shù)據(jù)和AI 技術(shù)對設(shè)備的運行狀態(tài)進行智能監(jiān)控和預(yù)警，減少由于設(shè)備故障引發(fā)的列車運行安全風(fēng)險。在這一點上德國某鐵路線在實施智能監(jiān)測和預(yù)測性維護實踐中，成功減少了約30%的設(shè)備故障，這為國內(nèi)鐵路信號設(shè)備維護提供了借鑒。

3.3 推進信息化和數(shù)據(jù)分析

深入探討信息化與數(shù)據(jù)分析在鐵路信號系統(tǒng)維護中的實際運用對于解決現(xiàn)有問題具有顯著意義。探討中東鐵路公司（Middle East Railways,MER）在這一方面的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)其信號系統(tǒng)維護工作顯著地得益于信息化技術(shù)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)分析的深入，該公司通過在信號系統(tǒng)中部署傳感器和通信設(shè)備，對信號設(shè)備的工作狀態(tài)、故障記錄、維護日志等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行實時采集和傳輸，通過部署在云平臺上的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，使得大量的運行數(shù)據(jù)能夠為分析模型提供實時輸入，基于機器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化的分析模型能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進行深度挖掘和學(xué)習(xí)，從而實現(xiàn)對信號系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和故障預(yù)測。在進行數(shù)據(jù)分析的同時，依托先進的通信技術(shù)，MER 可以將分析得到的信息及時反饋到現(xiàn)場工作人員和管理者，從而實現(xiàn)信息的快速傳遞和故障的快速響應(yīng)。此外，該公司在信息化建設(shè)中十分注重數(shù)據(jù)安全性和完整性的保障，這在一定程度上確保了鐵路信號系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[4]。

3.4 建立綜合安全管理體系

鐵路信號系統(tǒng)安全管理體系的建立與完善，對于預(yù)防和減少事故的發(fā)生具有至關(guān)重要的作用。在法國國家鐵路公司（SNCF）的實踐中，一個綜合的安全管理體系被構(gòu)建和持續(xù)優(yōu)化，這一體系覆蓋了信號系統(tǒng)的全生命周期，包括設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝、運行、維護等各個階段，對于每一階段都制定了嚴格的安全標準和操作規(guī)程。在制定這一體系的過程中，SNCF 十分注重理論研究和實際經(jīng)驗的結(jié)合，不僅引入系統(tǒng)工程理論、可靠性理論和安全科學(xué)理論等多個學(xué)科的研究成果，還十分重視從實際運行和維護工作中總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)。這一體系明確了在不同環(huán)境和條件下信號設(shè)備的安全要求和安全防護措施，對于設(shè)備的維護工作提出了明確的安全標準和要求，并基于大量的實際運行數(shù)據(jù)進行持續(xù)的優(yōu)化和更新。同時，在該體系的實施過程中，SNCF十分注重各方面因素的綜合調(diào)控和平衡，旨在通過系統(tǒng)的方法確保鐵路信號系統(tǒng)的安全運行。

3.5 強化監(jiān)督和質(zhì)量控制

借鑒日本東日本鐵路公司（East Japan Railway Company,JR East）在此方面的經(jīng)驗，其在監(jiān)督和質(zhì)量控制方面展現(xiàn)了顯著效能，該公司精確執(zhí)行一個以數(shù)據(jù)驅(qū)動的維修監(jiān)督體系，確保質(zhì)量通過連續(xù)的輸入和反饋得到持續(xù)改進，通過全面監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)并系統(tǒng)地記錄所有的維護活動，每次故障事件和維護過程都被詳細記錄和分析，形成一個龐大的故障和維護數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)被運用于質(zhì)量控制過程中，不僅用于識別和分析故障的根本原因，也被用于改進維修過程和策略，這些累積的數(shù)據(jù)與知識進一步被整合到一個知識庫中，用于教育和培訓(xùn)新的維修工程師，具體到維護活動的每個環(huán)節(jié)，詳細的工作指南和標準操作程序（SOP）被制定出來，以確保每個維護活動都嚴格按照既定的質(zhì)量標準進行。在實際操作中通過使用各種先進的檢測和測試工具，如使用非破壞檢測技術(shù)進行設(shè)備的健康檢查，確保維護活動的效果和質(zhì)量。

3.6 提高緊急響應(yīng)和故障處理能力

針對緊急響應(yīng)和故障處理能力的提升，英國鐵路（UK Railways）提供了一個引人注目的實例。在其復(fù)雜的鐵路網(wǎng)絡(luò)中，迅速而準確地響應(yīng)信號系統(tǒng)故障并進行有效的故障處理成為維持其穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。UK Railways 利用高度自動化的故障檢測和響應(yīng)系統(tǒng)，一旦檢測到信號系統(tǒng)中的異常狀態(tài)或故障，該系統(tǒng)會自動觸發(fā)緊急響應(yīng)流程，包括自動通知最近的維修團隊、自動重新配置鐵路網(wǎng)絡(luò)的運行模式以繞過故障區(qū)域等。此外，UK Railways 在處理故障時注重根本原因的追蹤和分析，不滿足于僅解決表面問題，通過使用故障樹分析（FTA）和事故因果分析（RCA）等技術(shù)，工程師們深入探究每次故障背后的深層次原因，從而避免類似故障的再次發(fā)生，在整個故障處理過程中所有的活動和數(shù)據(jù)都被嚴格記錄和分析，用于優(yōu)化故障響應(yīng)流程和提高故障處理效率[5]。

4 結(jié)論

鐵路信號系統(tǒng)的維護與管理復(fù)雜性揭示了一個多維度的問題網(wǎng)絡(luò)，涉及人員、設(shè)備和信息管理的協(xié)同優(yōu)化。全球?qū)嶋H案例表明維護工作不僅僅是單一的技術(shù)或工具應(yīng)用問題，而是一個包含人力資源、技術(shù)更新、信息管理、安全控制和響應(yīng)機制在內(nèi)的綜合體系問題。將維修工作提升到一個科學(xué)、系統(tǒng)和智能化的管理水平，依托數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)代化的信息處理手段，優(yōu)化資源配置，提高故障響應(yīng)效率，確保鐵路信號系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和安全至關(guān)重要，進一步的實證研究和實踐將為優(yōu)化鐵路信號系統(tǒng)的維護體系提供更為深刻的見解與方法論。