探讨轨道交通信号的可靠性和安全性

探讨轨道交通信号的可靠性和安全性

陈志航 黄烜翔

福州地铁集团有限公司， 福建 福州 350004

摘要：我国是一个人口众多的国家，对城市道路的要求不断提高。目前，为了满足日益增长的道路交通需求，我国各大城市都开始着手轨道交通的规划设计，重点进行轨道交通建设，并引入了相应的交通信号系统，本文对轨道交通系统的可靠性和安全性进行具体分析，并提出一系列有关提高轨道交通安全性、可靠性的措施，希望对轨道交通建设有所帮助。

关键词：轨道交通信号；可靠性；安全性

引言

在现阶段，合理完善的科学技术体系是促进我国轨道交通发展的基础和重要保障，信号系统是支撑轨道交通运营控制的基础和核心部分，其能够保证轨道交通日常的安全运行。但是在轨道交通网络和信息安全研究方面，这依旧是一个新难题，是一个需要突破的难题。网络和信息安全，简单来说就是信息网络中的软硬件以及信息系统中的信息数据不会因为某种原因被破坏和泄露，信息系统能够可持续稳定地运行下去。在轨道交通信号系统中如果不重视网络和信息安全，就很有可能会对轨道交通安全运营带来不好的影响，轨道交通信息系统中一旦遭到病毒的入侵，很有可能发生控制中心不能正常调度的问题，导致轨道交通运行处于瘫痪状态，严重影响乘客的正常出行。所以，一定要重视轨道交通信号系统中信息安全技术的应用，保证轨道交通正常稳定的运行，确保乘客安全高效出行。

1城市轨道交通信号系统的特点

城市轨道交通的基本定义。根据我国针对城市公共交通分类的标准文件，我们将城市轨道交通定义为：根据城市交通总体发展规划的实际需求，采取轨道运输结构模式加以车辆承重与导向运输，将轨道线路设置为全封闭式或者部分封闭式的轨道布局专用线路，使用列车运行或者单车运行的方式，将一定量的客流实现固定线路运送的一种城市公共交通类型。

城市轨道交通信号系统，是一种可以实现轨道交通自动化控制的系统建设类型，用以保证轨道交通线路上的行车安全，并能够实现轨道交通线路行车的指挥与运输的现代化发展，是切实提升城市公共交通的运输效率的关键系统。城市轨道交通信号系统主要包括运行中的自动控制系统以及线路段的信号控制系统两大部分，其中，自动控制系统又包含三个子系统，分别是车辆运行的自动监控系统、车辆运行的自动防护系统以及车辆的自动运行系统。城市轨道交通信号系统能够实现的具体功能，主要包括车辆进入轨道线路的启动控制、列车或单车之间间隔距离的控制、行车全天候调度的控制、线路设备运行情况的监测与日常维护管理以及线路运行中的数据信息管理等。

此外，城市轨道交通信号系统还包括数据传输系统、后台支持维护系统以及联锁设备系统等配套的子系统建设。其中，联锁设备系统主要用于对轨道交通线路运行过程提供实时监控，并在获取第一手监控资料后第一时间传输反馈至城市轨道交通信号系统的运行自动控制系统中，在通过自动化处理后再上传至轨道交通线路的主控制系统，转化为具体的线路运行指令，对车辆发出具体的运行操作指挥行为。

2轨道交通信号系统可靠性分析

2.1设立可靠性指标是基本内容

要充分发挥铁路信号系统的作用，既要保证其安全性，又要保证其可靠性。因为只有保证系统可靠运行，才能保证系统的高度安全性。特别是在实践中，可靠性是衡量铁路信号系统安全性的重要指标。目前国际上以针对铁路信号系统制定出了可以定量分析的可靠性相关指标，并且制定了列车超速防护车载设备，平均无故障时间不小于104h，地面设备无故障的平均时间不应小于105h。由于ATP系统在城市轨道交通正常运行中运行，是连续控制列车运行的位移方式，并且保障列车日常稳定安全驾驶运行。降级驾驶模式是在ATP系统发生故障后，并且在限速条件下，通过人工操作降低列车运行风险的一种驾驶方式。不过，ATP系统发生故障时，该模式无法避免一切风险，因此正常驾驶模式运行必须非常稳定可靠，尽量避免降级驾驶。鉴于多种因素影响，ATP系统正常运行的可靠性必须大于99.99%。

2.2建立起营运维护一体化的协同机制

在进行营运维护一体化协同机制建设过程中，工作人员应当将设备运行状态与设备维护信息进行合理的运营联动处理，使设备运行状态能够及时反馈给信息处理中心，实现联动效果。同时平台中还应当加入北斗卫星定位导航系统，通过定位导航系统的安装能够及时有效的指明设备故障发生的地点，发生故障后将定位信号发送至控制系统之中，控制系统根据故障发生的区域进行定位，并对故障发生的地点所存在的设备信息进行智能化分析，实现应急响应。在应急响应开始后，系统使用专家系统对故障产生的原因进行探究，并合理调配抢修资源，帮助维修人员拟定维修预案，为故障维修提供必要的技术支持。

3轨道交通系统安全性分析

3.1 ATP系统

由于ATP系统主要用于列车的相关设备和系统的安全监控，因此安全架构必须关注设备和系统的安全。首先，确保ATP系统应用双层网络以及全冗余模式设计，系统所有设备必须配置相应的冗余接口，必须进行备份工作，以确保在某个节点发生故障时，系统也能正常工作而不受影响。其次，编码软件也可以接管冗余技术，编码中不能有循环指令，这是为了保证编码控制程序在中断后能继续控制系统，不存在死环问题。最后，为了进一步确保系统的安全性和可靠性，相对较重要设备或容易发生故障的设备，必须采用双重安全模式，进行双重备份。并且必须避免强信号导致的系统干扰问题，电路中的防冲击开关和抗干扰措施的设计应保证系统的安全运行，从而提高轨道交通系统的可靠性。

3.2 ATS中的网络安全

ATS系统是列车正常运行和调度指挥的基础和重要保障，其覆盖轨道交通运营全线。但是有两个方面的危险源因素影响着ATS系统：一方面就是系统测试、维护和修改等工作都是需要在ATS运行过程中进行优化和完善的。但是工作人员可能会误接设备或者进行了违规操作，这样就会让系统遭到病毒的入侵，进而使系统瘫痪，这样就会威胁到列车的正常运行以及列车调度指挥的安全；另一方面就是虽然ATS网络系统处于一个比较封闭的专用网络结构中，但是这项技术实现的基础就是要面向所有网络用户，并且可以通过网络实现资源共享。那么为了有效避免危险源因素影响ATS网络系统，那么就要在调度中心、车站之间等地方应用防火墙技术和入侵检测系统，而且还要在系统中增加实名认证以及漏洞评估子系统。这样不仅仅能够对整个系统的权限和资源访问进行有效的控制，还能够避免病毒的入侵，对系统起到安全防护的作用。

结语

城市轨道交通系统是一种广泛应用的、能显著提高行车效率的公共交通系统，是保证列车安全舒适运行的技术装备，因此必须提高信号系统的可靠性和安全性。随着人们生活水平的不断提高，人们对日常出行速度需求也越来越高，为确保人们日常出行安全，列车的维护检查工作非常重要。为了保证乘客的安全，有必要对轨道交通信号系统的安全性和可靠性进行研究。

参考文献

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