地铁信号系统的安全性技术分析

地铁信号系统的安全性技术分析

梁月晓

身份证号码：14062119900906XXXX

摘要：随着城市化进程的加快，地铁建设在我国得到了快速的发展。在地铁实际的运行中，需要运用相应的安全技术，才能够实现安全的运行。地铁信号系统在提高地铁工作效率的同时，对于地铁的安全运行也提供了可靠的保证。本文通过对地铁信号系统当中所采用的安全性技术进行简要的分析，并提出相应的措施，从而使得地铁的运行安全得到更好地保证。

关键词：地铁；信号系统；安全技术

1、地铁信号系统安全性影响因素分析

1.1设备自身影响

地铁信号系统是一种组成复杂、线路繁多的系统，而这种系统只要有一个小设备出现问题，就极容易造成整个系统的故障。常见的问题包括元件、线路的问题。元件问题有可能是因为一些电子元件在过热的情况下出现了烧毁等现象，这种情况极有可能引发火灾。也有可能是一些元件在购买时没有注意其质量或使用年限就投入使用，平时也很少定期做质量方面的检查，导致地铁运行中因为发生故障而瘫痪。而线路问题有可能是因为一些设备接入线路时出错，导致整个线路瘫痪，地铁无法运行。

1.2环境因素影响

环境因素的影响多是由于气候或者一些极端自然现象引发地铁出现故障的现象。例如有些地方空气湿度大或是雨水多导致水汽渗入到了设备中，而致使其受潮，从而发生设备受损。而温度也是重要影响因素之一，过高的温度容易引起设备过热烧坏，过低的温度也易将设备冻坏。另外，还有一些不可抗的极端自然因素影响，例如地震，这会导致设备松动，造成地铁系统瘫痪。

1.3人为因素影响

地铁工作人员可能因为操作上的失误，导致地铁系统出现故障。并且地铁信号系统多是由计算机控制，一旦计算机中病毒或是遭受黑客的攻击，就容易导致系统的瘫痪。另外，如果没有工作人员对地铁信号系统定期地进行维护，也容易导致地铁发生故障而无法及时发现。

2、地铁信号系统采用的安全性技术

2.1故障检测、诊断技术

检测与诊断技术的高效运用，可以及时的提醒相关管理员发现、解决存在的故障，从而是地铁信号系统可以尽快的恢复使用。现阶段，大部分地铁信号系统的各个子系统采用的都是计算机系统，所以，相关维护工作人员，可以利用相关的硬件检测、诊断程序来提升系统的故障检测效率，这样在地铁信号启动后，该程序可就可以进行自行检测，而且若在实际检测中发现故障，还可以及时的向操作人员发出警报，并实施具有针对性的应对措施。

2.2故障软化技术

故障软化技术的科学、灵活运用，对提升地铁信号系统的安全信号有着重要意义。现今来看，在铁路的运行过程中，还是存在一些问题，这些问题直接对对铁路信息系统的安全存在影响，很容易造成铁路信号系统出现故障，并且一些功能也会出现一些问题。对于该技术来说，在进行有效的运用过程中，若是地铁信号系统出现故障，那么便会及时对其进行解决，以此来逐渐降低其损失，充分保证系统的安全稳定运行。例如:对于地铁信号灯光的转移，在进行日常运行中，一些地铁信号等很容易出现灯丝烧断的状况，这样将会直接导致信号灯无法得到及时的传递，因此针对这种状况，采取灯光转移的方式将很容易促进问题的解决，并且会直接响应红灯，以此来对信号机发挥有效的积极作用，进行信号的导引，如果地铁信号系统出现故障，将直接导致一些主要信号不能使用，也难以提供准确的信号提出了地铁，然后直接用信号可以准确地向前的火车，也可以为地铁列车的安全性、较低的速度和停止给予一定的保障；强制解锁。在地铁列车通信系统故障时，通信中断现象，容易出现轨道电路，反过来，使列车无法正常解锁，会在一定程度上增加，冒风险。而该技术的科学运用，不仅可以使这一问题得到妥善解决，其还具有强行解锁的功能，可以在出现意外情况的时候，通过强行解锁来保障安全。

2.3冗余技术

在地铁信号系统中，冗余技术是后备系统，通过额外的备份设备可以提高系统的安全性和可靠性。地铁信号系统故障时，可根据备份系统及时更换故障点，保证地铁通信系统的有效运行。例如，地铁信号灯灯泡，使用时间双灯丝备份模式。在该过程中，如果信号灯灯丝断开，则可更换另一灯丝，以保证信号能正常显示命令，同时使用信号电源避免信号电源故障。比如，UPS先进电源设备，就是一组由420个蓄电池构成的电源；正常情况下，主要是靠ATS双套冗余系统，同时还有另一套备份系统，在ATS系统发生故障问题时能够替代之。此外，地铁信号系统采用CBTC系统承载网络，即利用双网系统来确保地铁通信系统的正常运行。

CBTC系统是地铁列车运行控制的关键系统，通常情况下均不允许系统故障问题发生，最高的原则就是要保障该系统运行的高安全性、高可靠性。作为CBTC的数据承载平台，还采用了DCS数据通讯子系统，该数据通信网络具有非常强的故障自愈能力。实践中可以看到，在CBTC系统内部列车调度、信息传递等均以无线方式在轨旁网络与地铁列车之间传递，但因无线网络具有开放性特点，所以出现了易干扰以及易攻击等问题，这是影响CBTC系统运行安全可靠性的最大隐患和障碍。地铁隧道是一个最典型的多径信道环境，在无线信号传播的过程中，通常有几种不同的接收器的路径，路径延迟的信号分量是不同的，在反射信号的逆变过程，达到在相位和振幅的变化比较大的合成接收信号分量的发生，最终导致沟通不清楚。

3、增强地铁信号系统安全性的措施

3.1增强地铁信号系统安全性的措施

在地铁工程建设及后期运营维护过程中，应关注列车的实际运行情况，选择合理的安全维护措施，同时也应注意到以下几个问题：首先，因为线路中的部件必然受到来自外力的影响，所以需要重视防冲击电路的设计，应该适当增加数字信号处理及传输的抗干扰能力，避免受到来自数字信号处理延时以及数字信号处理缓慢等因素产生的影响。第二，应该针对数字信号系统设备进行管理，避免因为系统故障问题引发信息传输交换错误。第三，为了有效避免网络节点和信道定位网络应用异常，保证网络信息系统的正常运行，应采取相应的网络保护技术和冗余技术。第四，为了避免系统出现死循环的情况，应禁止在软件编码中使用循环语句的条件，甚至在编码冗余的同时做好处理，保证输出编码控制程序的准确性。

3.2列车自动监督系统安全措施

列车自动监督系统是决定列车行驶安全的重要组成部分，对此系统的安全保护措施应当重点关注三个方面：首先，由于列车运行存在一定不确定性，当列车运行状态偏离运行图时，列车自动监督系统将会根据情况调整行车计划，但当偏差较大时，则应改为人工模式由调度员进行行车调整。其次，对于轨道线路当中的数字化设备，应当将其中所承载的数据进行双备份，以避免整个系统故障为轨道线路运行带来阻碍而导致相关信息数据的丢失。第三，在列车自动监督系统中，应当使用两套完整设备进行冗余保护，互为热备。当其中一套设备出现异常时，可立即自动切换至另一套热备系统，确保列车监督不中断，保障行车安全。

3.3自动驾驶系统安全措施

首先，在地铁通信信号系统启动前，相关检测人员应对其具体情况进行认真检查，以确保及时发现、消除存在的各种安全隐患，不断优化其安全检查措施，充分保障车辆间接口的可靠性。同时，相关检测、值班工作人员也要对检查情况进行如实的记录，并及时向相关部门上报，从而为后期相关工作的开展提供有力参考。其次，应采用循环方式来对实际车速、控制器，以及车门等相关数据进行科学控制和传输，以此来促进自动驾驶系统安全性的不断增强。同时，列车司机应密切注意驾驶过程中指示灯、仪表等有关信息，以免发生故障。如果未能及时采取紧急措施，并向调度员报告详细情况，通过人工方式驾驶，妥善解决故障或异常情况，避免出现问题。

综上所述，因为地铁已经被广泛用于我国的交通出行中了，因此，其安全防护工作变得刻不容缓。在实际建设中，应结合工程特点，以及具体是够需求，对于安全性技术进行科学、灵活的运用，并且需要地铁运行管理单位加大地铁信号系统检测和维修管理力度，进一步实现自身管理系统的优化，促进地铁信号系统整体应用水平的提高。

参考文献

[1]刘仁珂.地铁信号系统联锁故障时如何确保行车安全[J].黑龙江科技信息,2016(24):231.

[2]江晓寅.地铁辅助安全驾驶系统的研究与实现[D].东华大学,2016.