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摘要： 随着我国高铁技术的不断成熟，目前我国的铁路里程已经处于世界的前列，而在铁路运输过程中，信号系统的安全性能直接影响着整个运输的安全，因此提升铁路信号系统的安全性能对于提升铁路运输的安全性而言，具有重要意义。基于此，文章主要介绍了实时更新设备、寻找技术支持、探寻发展趋势三种提升铁路信号系统安全性能的途径。
关键词： 铁路 信号系统 安全 性能 途径
城市轨道交通信号技术的发展，历经了大致三个阶段。初创阶段、过渡阶段、发展阶段。从1994 年至今，我国城市轨道交通建设进入快速发展期，随着计算机技术（Computer）、通信技术（Communication） 和控制技术（Control）的飞跃发展，向传统的以轨道电路作为信息传输载体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C技术代替轨道电路技术，构成新兴列车控制系统已成必然。用3C 技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用，目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中，称为：基于通信的列车运行控制系统（Communication Based TrainControl），简称CBTC。
1 实时更新设备
铁路信号系统中设备是其主要的组形成，因此要提升铁路信号系统安全性能首先就保障铁路信号系统安全性能设备性能的提升，及时实时的对铁路信号系统设备进行更新。具体而言需要在铁路信号系统设备的管理上，按照具体的要求进行管理，并且采用自动化和智能化的管理技术，加强对系统和产品的认证力度，并且结合铁路运营的实际要求进行系统维护和运营技术的提升；其次还需要对铁路信号系统的运营价值予以提升，结合目前的现代化技术创建一个高质的铁路信号系统。
在系统中实现铁路采用信息管理、运输计划、设备管理、运行管理、电力系统控制、维护工作管理、车辆管理系统的一体化管理模式，进而实现铁路信号系统的信息集中式一体化管理，提升铁路信号系统的安全性能；最后还需要对铁路信号系统中硬件设备及时给以更新，并且构建一个符合地区经济发展情况的新型铁路的新型铁路的操作平台，继而有效解决计算机软件开发的智能化、标准化以及铁路信号系统自身的安全性问题。
2 寻找技术支持
目前计算机技术在社会的各个行业中都得到了极其广泛的应用，同时也起到了相应的效果，因此在提升铁路信号系统安全性能的方式上，也可以将最新的计算机技术融入其中。在铁路信号系统中轨道信息发送接受以及机车内信号的接受均实数字信号的处理方式。采用嵌入式的铁路信号管理系统，利用计算机技术的强大功能，及时发现在铁路信号传递中存在的问题和异常，继而快速采取相应的措施进行处理，实现铁路信号系统安全性能的提升。
此外，还需要针对于铁路信号系统的特点，创建一个大型全面的新型操作平台，在该平台中依托于信息技术和网络技术，及时对铁路信号系统中出现的问题进行侦查，再在网络中进行解决措施的检索，实现部分不安全因素的自动化处理。
总体而言，为提升铁路信号系统安全性能而寻求新的技术支持，需要以专业化、智能化以及科学化管理为系统改善的目标，继而不断推动铁路信号系统的管理力度提升，安全性能也就得到了相应的提升。
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3 数据通信系统的安全隐患
3.1干扰分析
随着移动互联网和智能手机产业的高速发展，乘客们在地铁中使用类智能手机和相关无线设备的密度越来越高。某运营商根据客户需求推出了将移动3G信号转换为WiFi信号的便携式设备，称为移动伴侣，为乘客提供方便快捷的无线局域网接人。
一般智能手机开启WiFi模式是作为终端设备，扫描频段内的频点，寻找可用的无线接人点并认证接人。CBTC的数据通信系统均有加密环节，拒绝系统外设备的认证请求后，便不会受到持续干扰。
而便携式WiFi设备也采用IEEE802. 11标准，工作机制是将本身作为一个无线接人点，而非仅仅作为终端设备，其占用频点的原理和CBTC系统的无线接人点一致，正常工作也需要持续占用至少一个信道。
3.2 4GHz频段的干扰可分为邻道干扰和同道干扰
3.2.1邻道干扰。CBTC数据通信系统一般会采用固定信道主备用模式，占用信道1, 6。如果便携式WiFi设备所占用的信道号与CBTC系统所占信道号相差小于5，相互所在频谱资源之间有所重叠，便会对其产生邻道干扰。如图2所示，如果便携式WiFi设备占用的是2一5号信道之一，则会对CBTC数据通信系统所占用的1号信道频带产生干扰，信道编号相差越小则干扰越大。根据发射功率的大小也会导致程度不等的干扰，但由于一般便携式无线设备的发射功率较小，邻道干扰大多较小，不足以对CBTC系统产生严重影响。
一般便携式WiFi设备采用自动信道搜索模式，即在开机之后自动扫描空闲或者干扰较小的信道使用。但由于2. 4GHz频段总带宽较小，互不干扰的信道仅为3个，当同时有多个设备工作时，就极有可能导致设备工作信道与CBTC系统工作信道接近，产生邻道干扰。
3.2.2同道干扰。当无线射频环境复杂、信道拥挤时，或者采用了固定信道分配模式时，便携式WiFi设备也会和CBTC系统占用相同的工作信道，这就会产生同道干扰。同道干扰比邻道干扰造成的影响会更严重，如果干扰设备所处位置接近CBTC系统的收发天线，且具有较大的射频功率，则会导致CBTC系统的无线通信质量急剧恶化，行车数据包延时传输或堵塞就会触发CBTC列车自动监控模块的报警，以故障导向安全的原则，地铁将限速运行或紧急制动。
由于2. 4 GHz频段的开放性，除了移动WiFi伴侣设备，还有大量的无线电子设备，包括蓝牙耳机、无线路由器等。智能手机也大多支持WiFi共享功能，即可以将自身转换为一个WiFi热点，供附近的其他无线设备接人。当同一区域内便携式WiFi设备达到一定数量，必然会在2. 4 GHz频段下出现信道拥塞，对CBTC数据通信系统产生邻道干扰和同道干扰。
4 注重地铁信号系统控制与管理，保障地铁信号系统安全性
目前，地铁列车运行过程中以信号系统为基础基本实现了自动化控制的最终目标。但是，在实际的运行过程中，中心调度控制室作为地铁系统调动的关键对地铁运行安全有着重要的影响。其中，地铁信号系统的设置、操作等必须以专人操作、双人复核等方式进行。以此避免人员误操作造成的安全隐患。而且，系统设置过程中的相关参数必须有专业人员通过论证与验证后方可进行使用。避免参数设置错误引发安全事故。因此，现代地铁信号系统的应用过程中，必须将系统控制与管理作为保障地铁信号系统安全、保障地铁列车行车安全的重要工作，以严格的管理开展这项工作，实现地铁信号系统应用、地铁行车安全的最终目的。
5 结论
综上所述，地铁信号系统是关系到地铁列车行车安全的关键。随着现代地铁信号系统技术的发展，地铁信号系统技术得到了不断地完善。以地铁线路利用率的提高为目标，以安全性为中心发展而来的地铁信号系统实现了地铁安全控制、线路营运效率提高的目的。针对影响地铁信号系统安全性各项因素，现代地铁运营过程中，运营单位应从自身管理架构的优化、管理流程的优化入手，以地铁信号系统安全控制与管理工作为中心开展运营管理工作，同时注重地铁信号系统设备检修，以此实现地铁信号系统安全性的提高，实现地铁建设投资的经济效益与社会效益。
参考文献:
[1] 张涛.地铁信号系统的接口设计分析[J].铁路通信信号工程技术,2010,7(1).
[2] 欧发兵.地铁信号系统联锁故障时如何确保行车安全[J].城市建设理论研究,2011(21).
[3] 吕永宏.刘红燕.广州地铁5号线信号系统构成[J].科学之友,2008(26).
论文作者:高潜秋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/30
标签：系统论文; 地铁论文; 信号论文; 信道论文; 干扰论文; 设备论文; 铁路信号论文; 《防护工程》2018年第16期论文;