试论地铁信号运营维护管理

摘要：随着城市的不断发展，城市地铁将成为人们日常生活中常用到的交通工具。随着地铁的时速不断加快，带来的危险系数也不断增加。在城市地铁的应用中，由于信号系统故障导致的事故时有发生，极大地影响到了正常运行与乘客的安全。本文通过对地铁信号的运营与维护管理方面内容进行讨论，提出一定的建议与对策，提高地铁运行的可靠性与安全性。

关键词：地铁；信号；运营；维护

中图分类号：U231文献标识码： A

1.引言

随着地铁数量的不断增多，在运行过程中受到意外因素的干扰情况也不断增多。信号系统是造成地铁故障的一大原因。每年几乎都会存在因为信号系统故障造成的地铁安全事故。在2009年，上海地铁曾经发生过两车相撞的事故，最终导致列车冲出轨道，乘客困在车厢内部，引起全线瘫痪问题。经过深层原因分析，地铁安全故障原因在于信号系统问题。近来也有一些因为信号干扰问题导致的地铁停运事件，严重影响了人们的正常交通出行。

2.地铁信号系统概述

地铁信号系统经过多年的发展，在技术上取得了长足的进步。早期的地铁信号系统采用音频轨道电路基础进行传输，在可靠性与抗干扰性方面存在着不足，无法满足高密度行车要求。随着城市地铁数量的不断增多，需要更加快捷的信号系统对列车进行调度指引。目前多采用基于数字轨道电路的准移动闭塞系统。列车的行车安全与灵活操作离不开先进的列车自动控制设备。列车自动控制设备主要包括自动防护、自动驾驶与自动监督子系统。[1]一旦信号系统发生故障，将会直接导致列车行驶缺乏方向性，对前方的情况无法判断，有可能会造成严重的行车后果。

3.影响信号系统的因素

首先信号系统失灵将会造成严重的后果。信号系统的失灵并非偶然，而是由某些特定的原因导致。一些电机牵引过程发生的谐波电流、外界电磁波、恶劣天气的雷电等都有可能会对信号系统造成影响，引起故障，导致信息丢失；在我国的南方地铁，由于天气长时间处于潮湿状态，信号系统内的元器件很容易发生受潮的问题，从而导致器件氧化，相互传递信号时发生故障，对整体设备造成影响；在地铁运行的过程中，由于某些振动造成的弱电设备元器件插接头松脱、损坏的问题也常有发生。[2]

信号系统故障的原因另一方面是指系统的硬件质量问题。随着我国电子元器件市场的不断发展，一些低劣质量的产品进入市场中，有可能会被应用于地铁项目中。质量低下、性能不稳定的元器使用寿命自然很短，抗干扰能力差，在长时间运行过后容易使系统发生损坏故障，经常导致地铁与控制端失去联系，最终导致整个线路故障；随着计算机不断应用于现代工业控制与管理中，电子设备的散热不良，将有导致电路老化或火灾问题；信号系统接地不良同样也会导致失效，甚至会出现人身危险。[3]

列车操作人员的行为失误也有可能会导致系统故障。运营人员在操作时没有按照相应的规范化规程去做，将有可能产生非正常的运行状态；计算机系统受到外界的病毒攻击，也可能会造成软件运行过程中出现异常现象。

4.信号系统的运营维护与维修

4.1信号系统的日常维护

地铁的信号系统相对复杂，为了安全起见，多采用预防性维护的策略，即在故障问题发生之前，对可疑的问题进行确认并修正。预防性维护主要是对地铁信号运营的日常维护保养与检查。[4]定期对信号系统进行测试、清扫，对于使用期限到期的器件设备等进行更换，更换后，要进行测试后才能投入运营；根据平时地铁运行时信号系统的表现、故障记录确定时间对其进行大型维护、保养与维修。

在地铁故障发生时，一般都会在运行的过程中，此时为了不对其他的车辆造成行车干扰，通常采用更换器件的办法进行维修，时间以十分钟为计，通过其他的通信方式对维修时间进行汇报，并通过控制中心对同线路上的其他地铁发出告警信号。在对更换后的器件进行分析后，集中维修与测试，通过深入分析设备故障，查找问题出现的根本原因；如果电子设备的故障对安全造成影响，需要进行PCB的更换，一般将PCB返厂维修。对于一些机械类设备故障，可以委托外部加工维修处理。[5]

4.2信号系统的维修设备保障

地铁的信号系统属于高精密设备，在维修时需要特定的专门仪器与工具。一般而言，信号系统的供应商会向业主提供必要的维修设备与仪器。自动控制系统会在控制中心留有维护终端，提供所有设备的检测与故障告警信息。集中站的计算机上将会对相关地面设备、基础信号设备等分系统进行自动检测并提出相应的故障报警。一般在维修中心都会有微机，对地铁运行情况进行远程跟踪，提供全线的ATO地面设备、联锁设备、基础信号设备的检测与故障报警信息等。

在每一个工区都会配备相应的维护仪器与维修工具。对于一些需要加工的设备如信号机、变压器等需要利用综合维修中心的机械加工车间来进行。[6]

5.地铁信号安全维护支持系统

在目前城市的众多地铁应用中，有必要进行设置独立的地铁信号维护支持系统，来对列车的运行情况进行监视并对所有的信号系统进行集中报警，同时在线对信号设备进行维护管理与支持。地铁信号维护系统主要包括控制中心、维修中心、车站等。信号系统采用ATC闭环系统，当列车处于无人驾驶时也能够进行自动控制，满足现代列车超高速防护要求。

信号系统由多个子系统构成，缺少其中的任何一个系统，都无法真正实现地面与列车的实时结合控制，无法形成一个自动控制系统。[7]

所有涉及到列车行驶安全的信号设备都需要满足故障--安全的原则，在地铁信号设备故障时，能够具有避免损失或把损失降低到最小的功能，从而确保行车安全。为了确保此项功能的达成，首先需要避免人为操作失误导致的联锁技术；其次，在信号系统故障发生后，要把功能进行降级应用，溃故障复原的需要；第三采用应急顶替技术，如果信号系统的电源发生故障时，可以利用蓄电池供电技术；最后要有检测、报警、降压技术等，以满足设备的可靠性与安全性。

6.如何降低地铁信号故障率

在地铁信号的运营管理中，不可忽视系统的保障要求。信号系统设备要通过不间断的UPS电源来实现统一供电，列车上的设备均采用直流供电或经变流设备来进行供电。为了避免火灾造成的电缆烧毁事故形成的烟雾对乘客逃生带来困难，在信号系统中应该采用阻燃、低毒的护套电缆。[8]地面控制端的电缆采用直埋式或管道方式进行铺设。在高空的室外信号设备保护中，要做好防雷设计与设施。信号设备需要采用工作地线、保护地线与屏蔽线、防雷地线等多种方式来实现对雷击的抗干扰。室外的电缆屏蔽与防雷器的接地需要通过电缆引入口的接地与主板接地相连接。车载信号通过接地装置接地。车站、控制中心与综合基地、停车场的信号系统地线都需要接入到各个系统共用的综合接地系统中，接地电阻需要大于一欧。

根据相关技术统计，地铁信号故障率多体现在信号故障、道岔故障、屏蔽门故障等，国家目前规定地铁信号故障率要低于0.8次/万列公里。从驾驶员角度讲要通过接受行车设施设备、行车组织规程方面的培训，定期进行心理测试等提高操作正确性，当列车驾驶员脱离岗位6个月以上或发生事故的都需要进行身体检查与心理测试，才能进行上岗测试后正常进入工作状态。设备管理部门要做好设备在日常运行中的安全检查、维修保养，制定严格的操作制度，合理确定设备的检修周期，保持设备在使用寿命期内保持良好的技术状态，在设备运行阶段，要通过设备监控系统对设备运行进行监视、诊断和控制等，确保在第一时间发现故障和有效防避、控制故障。

5.结语

在现代经济社会不断发展的今天，地铁的发展可能代表着城市的发展速度。目前已经有大量的地铁已经在各大城市运行，同时也有很多项目目前正在施工，以实现对城市形象的提升。诚然城市的发展规模不断扩大，人口数量也不断增多，出行需求对列车的安全提出了更高的要求。传统的信号系统对于快速发展的地铁系统已经不再适用。要通过对先进的信号系统的运营维护与管理实现信号系统更加可靠、安全地运行，减少安全事故的发生，确保地铁事业继续向前发展。

参考文献：

[1]魏晓东.地铁综合监控系统建设关键问题分析[J].现代城市轨道交通,2009,06:34-37.

[2]黄旭虹,陈林.北京地铁综合监控系统运行和维护模式探讨[J].现代城市轨道交通,2009,06:30-33.

[3]周庭梁,张兵建.地铁的信号维护支持系统[J].城市轨道交通研究,2010,08:101-104.

[4]王红光.浅谈地铁信号运营维护管理[J].科技风,2010,15:276+278.

[5]赵玮,郑刚.牵引供电设备运营维护管理新型模式探讨[A].中国铁道学会电气化委员会.高速铁路接触网系统新技术研讨会论文集[C].中国铁道学会电气化委员会:,2010:5.

[6]李德胜.探讨改革铁路牵引供电系统运营维护管理模式[J].电气化铁道,2005,04:44-47.

[7]于明.移动通信光传送网维护管理策略探讨[J].通信世界,2002,24:52-53.

[8]叶富智.地铁Y信号系统调试管理模型研究[D].华南理工大学,2012.