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摘要：地铁为人们出行提供了便利，在很大程度上缓解了城市路面交通的压力。信号系统在城市轨道交通系统中占据了极为关键的位置，信号系统是指挥列车运行的控制设备，对于保障行驶安全和提高轨道交通系统运输效率起着关键性的作用。因而做好信号系统的维护管理，确保信号系统中各种设备元件的正常运行，保障地铁系统通信安全，预防信号系统故障的产生，对于提高城市轨道交通系统的安全性、可靠性及提升其运输效率有着重要的意义。
关键词：地铁信号；运营维护；管理；对策
前言：
信号系统在城市轨道交通系统中占据了极为关键的位置，信号系统是指挥列车运行的控制设备，对于保障行驶安全和提高轨道交通系统运输效率起着关键性的作用。在轨道交通信号系统中引入地铁信号的维护支持系统,作为整个信号系统设备状态监测和维护的辅助工具,在自动列车监控系统、列车自动防系统、列车自动运行系统、计算机联锁、通信等系统故障情况下,可帮助信号维护人员定位故障设备,管理维修作业,并提供相应的维护指导文档,辅助制定维护计划。
一、地铁信号维护支持系统的现状
目前,国内地铁信号设备的配套维护系统一般采用以下几种方式:
1)分立模式,即每个子系统都有一套独立的故障诊断系统。分立模式有利于提供各子系统内专业的故障诊断及分析功能,但各个子系统之间容易形成维护信息孤岛,缺乏统一故障监测和维护管理的信息化平台,不利于实行统一的设备维护工作。
2)通过ATS系统,管理所有报警信息。由于ATS系统的主要功能是进行运营调度,仅能够提供有限的报警信息,无法给信号维护人员提供完善的维护支持功能,也无法系统地计划与安排维护工作。
3)单独设置一套信号维护监测子系统,用于维护支持和管理。目前CBTC系统的核心设备都是从国外进口,一般由信号供货商提供核心系统的维护支持系统;轨旁基础信号设备则由国内采购,一般采用符合铁道部标准的微机监测系统进行监测。该方式在没有实现国产化的系统中普遍采用。其缺点是,维护人员需要通过两套独立的系统才能实现完整的维护支持,而且两套系统之间一般不能通信,也不利于实行统一的维护管理。在我国国家标准!地铁设计规范∀中,并没有对地铁信号系统维护相关领域提出明确的要求。为此,需要引入地铁信号维护支持系统,使其完全国产化,并与微机监测系统进行整合,实现对信号系统的统一监督与维护管理。
二、信号维护支持系统在地铁信号系统中的作用
城市轨道交通信号系统是城市轨道交通的主要技术设备，担负着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的重要任务。由列车自动监控系统、列车自动防护系统、列车自动驾驶系统、正线计算机联锁系统、数据通信系统、车辆段/停车场联锁系统、电源屏系统组成，包括计轴、轨道电路、信号机、转辙机等设备。为保障系统的安全运行，必须对其进行良好的日常维护。信号维护支持系统是整个信号系统的设备状态监测与维护工具，利用计算机、网络和通信技术，完成对信号系统所有设备的状态集中监视和报警，实时监测信号设备的使用情况，定位故障地点，分析故障原因，统计故障时间，管理维修作业，以实现预防故障发生，提高系统维护管理水平的效果。同时，通过专业化、智能化、流程化的综合维护平台，进一步提高信号设备的维护管理效率和质量，确保城市轨道交通信号系统安全、可靠、高效运行。
三、地铁信号运营管理
3.1地铁信号系统危险因素分析
近年来，因信号系统故障造成的地铁列车延误和安全事故屡见不鲜，而造成信号系统故障的原因往往较为复杂，一般可将地铁信号系统故障的危险因素大致分为以下三类：
一）信号系统失灵。造成地铁信号系统失灵的原因十分复杂，包括谐波电流、雷击、静电、电磁波等引起的系统受损，电子元件受潮、腐蚀等引起的设备损坏，震动造成的元件损坏和接触不良等；
二）系统硬件因素。系统硬件受损或性能减退都会影响信号系统的正常运行，降低信号系统的抗干扰能力，从而引发信号故障，地铁信号系统常见的硬件问题包括元件老化、散热不良、管线老化、用电不当，元件设备接地不当导致的元件受损，布线不合理造成的线路故障等；
三）人为因素。信号系统操作人员操作不当会造成信号系统设备损坏，甚至使设备烧毁造成地铁列车行驶故障甚至引发人员伤亡，对信号系统管线、设备等保护不当，造成电缆遇明火、管线遭鼠类啮咬，从而形成火灾隐患，且容易引发信号系统故障，信号系统的计算机软件存在不同程度的安全漏洞，当遭到恶意程序的攻击和破坏时就会导致信息丢失、系统故障甚至系统瘫痪，严重干扰地铁信号系统的正常运行，系统未经安全检测和调试合格就投入使用，难以保证系统正常运行，容易发生安全事故。
图为地铁信号与监控系统
3.2地铁信号系统维护策略
3.2.1地铁信号系统的维护以预防为主，信号维护工作可分为三个部分：
一）日常维护。即对地铁信号系统运行有关的所有机器设备进行日常巡视、检查、测试、清扫，以及对设备采取表面上油、上漆等保护措施，从而最大程度地避免因设备受损引发的通信故障；
二）检修期维护。即对检修期满的设备、部件进行及时更换、测试，更换后也要及时进行检测调试，确保信号系统的正常运行；
三）维修。根据信号系统运行中出现的故障，以及设备运行实际情况确定修要维修的部位，并在中修、大修时对其相关部件进行更换和维修。
3.2.2当地铁信号系统出现通信故障后，在正常维修能力下，应将故障排除时间控制在10min之内，这指的是信号系统维护人员从到达故障地点开始采取维护对策起到故障排除为止的时间。地铁信号设备的维修应采取以下策略：
一）一级维修。在故障现场，为尽快排除故障恢复列车正常运行，将故障设备以备用器件进行替换；
二）二级维修。将更换后的故障器件进行收集并进行测试和维修，与信号安全无关的电子设备应维修到板级；
三）三级维修。对于与信号安全有关的设备应更换印刷电路板，应返厂维修而不考虑现场维修。要注意的是，所有备用器件在投入使用前都必须经过严格的测试。信号系统设备的机械加工利用综合维修中心的机械加工设备进行，也可对外委托加工。
四、地铁信号系统自动控制功能
4.1列车自动驾驶系统
列车自动驾驶系统相关功能的实现必须在列车自动防护系统的保护下进行，具体流程是根据列车自动监督系统所发挥送的指令，执行相对应的操作。其中，为实现站点间自动运行的功能，需控制地铁列车严格按照运行图规定的区间走行时分行车；为实现列车运行过程中的动态调整功能，要求列车自动驾驶系统根据列车在高峰/平峰状态下列车运营情况，以保障服务质量为前提，借助于适宜的速度曲线对列车运行进行控制，以满足乘客出行舒适度的要求。
4.2列车自动监督系统
自动控制ATS系统设置于操作控制中心内（中央ATS系统），车站内设置本地ATS系统，负责区域控制。系统功能使对地铁全线内列车的运行状态进行监视与控制。本地与中央ATS系统设备构成局域网，搭载光纤线路实现数据传输。在该结构模式下，ATS系统具有两个显著特点：①操作员可以根据自身权限在任意工作站上完成对地铁系统的监督、控制功能；②ATS系统中任意部分的操作失误或故障不会对地铁全线列车运行造成影响，属于非故障安全系统。
4.3列车自动防护系统
列车自动防护系统的基本原则是故障安全。本系统基于该原则对权限所有涉及列车占用状态、追踪间隔、运行速度以及信号灯指示在内的功能运行安全性进行检查与控制。整个系统由轨旁自动防护系统与车载自动防护系统两个部分构成。为实现列车追踪方面的功能，本系统需根据列车位置报告信息以及关键道岔位置，构建追踪占用系统，根据安全以及非安全位置计算列车在安全区间内的两端位置信息；为实现停车位置保证功能，本系统需要对列车当前位置以及运行速度以及移动授权进行对比，当自动防护系统接收到进路取消请求指令后，可延迟一定时间以满足列车制动停车的功能需求。
五、地铁信号维护支持系统应用展望
相关技术人员通过对城市轨道交通信号维护支持系统进行深入的研究分析以后，提出了将不同信号系统的维护信息接口、信息数据进行表标准化，以此来提高系统整体的维护能力，促使操作界面也能够得到优化的统一管理，形成一个完整的信号维护管理系统，这也就大大减少了维修人员的工作任务量。并且，信号维护系统中具备数据分析，监测、故障诊断等使用功能，进一步提高了城市轨道交通信号系统的运行效率，有效的降低了后期信息系统的检修费用。同时，如果信号设备出现故障问题，系统也会根据其产生的运行数据进行检测分析，同时发出预警信息，尽最大限度的将损坏程度降到最低。可以说，当今的城市轨道交通网络系统自身具备了很大的压力，随着客流量的快速增长，其也在发生着变化，再加之行车间的距离逐渐缩小，信号维护难度越来越大的，现有的轨道交通信号维护设备也存在着一定的不足，相关部门应该在此基础上，对所有的维护信息进行归纳整理，建设出方便、快捷的城市轨道交通信号维护支持系统，以此来提高城市轨道交通的服务质量，充分保证行车的交通安全。
结束语
随着我国轨道交通事业的快速发展，城市地铁的客运量和运输效率不断提高，对地铁信号系统的功能和可靠性也提出了更高的要求。因此，我国城市交通部门应该加大对信息维护支持系统的建设力度，加快实现信号维护资源共享的目标，从而促进信息维护支持系统在城市国道交通系统中的可持续发展。
参考文献：
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[3]王红光.浅谈地铁信号运营维护管理.2013.9
[4]陶冶.地铁的信号维护支持系统研究.2015.11
论文作者:李雪桐
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：信号论文; 系统论文; 地铁论文; 列车论文; 设备论文; 故障论文; 支持系统论文; 《基层建设》2018年第1期论文;