地铁信号系统维护管理策略

地铁信号系统维护管理策略

罗安庆

贵阳市城市轨道交通运营有限公司 贵州省贵阳市 550081

摘要：地铁车载信号系统在我国目前的列控系统中占有重要地位，它的安全运行直接关系着地铁运行的安全性和快速性。在实际运行过程中，车载信号设备的故障率相对较高，由于环境的干扰、部件的磨损、设备老化等因素引起系统自身设备性能退化，导致系统可靠性下降，从而引发车载信号设备故障，给乘客的安全出行带来隐患。因此，在行车时及时诊断出系统中出现的故障和安全漏洞并对其加以处理至关重要，否则将引发一系列单元故障，甚至造成重大的经济损失和人员伤亡。列控系统在运行时，会自动生成记录系统运行状态、事件的日志数据，对其数据特征的研究，能够使维护维修人员及时掌握系统的运行情况，适时对系统进行检修与维护，保证列车的安全运行。

关键词：地铁信号系统；维护管理；策略

1列控安全信息监督关键技术方法

列控安全信息监督除了要对不同来源的多维度数据进行去噪、解耦等预处理，还会用到特征提取和分类、聚类以及相关性分析等基本数据处理与融合技术。由于不同子系统信息发往CSM存在不同的时间延时，故可通过相应的延时时间分析，找出合适的冗余时间窗，以指导应用中信息一致性比对时等待的最优时间窗口大小。此外，还可以运用动态时间规整技术，即动态的找到最优解使得不同来源的信号数据在同一时间上对齐，方便进一步的时延纠正。通过将时延反馈到系统本身并加以纠正，以提高列控安全信息监督的及时性和精准性。

此外，测试验证阶段还会用到黑盒监督分析技术，对数据准确性和功能正确性进行校核及验证。根据现场实际情况并参照国铁集团铁路信号集中监测系统接口规范，搭建符合要求的仿真环境。通过将现场的典型案例注入对应中心或车站的地面信号子系统仿真接口，对CSM局中心和CSM车站相应的列控安全信息监督功能进行验证测试。

2解决铁路信号控制系统故障的维护方案

2.1 完善安全性冗余结构设计，保障列车行驶安全

为了保持各个信号控制系统的功能稳定，避免设备故障导致重大安全事故发生，铁路工程技术相关工作人员在进行工程建设时，要做好铁路信号控制系统故障导向安全措施，在每一个系统中都进行安全性冗余结构设计，并设置好各结构子系统中的输入输出命令，保证一旦某一子系统出现安全信息，即可通过综合控制系统发出紧急控制命令，使运行中的列车减速或停止运行，避免出现重大铁路安全事故，保证列车运行的稳定性和安全性。

2.2 加强列车防护，规避列车冲突风险

虽然铁路信号控制系统本身已经具备强大的安全故障及紧急控制功能，但铁路运维本身仍然属于机械性工作，因此，列车追尾事故还是难以避免。并且由于列车运能强大，当发生列车追尾时，其所造成的公众生命及工作人员生命安全损失难以估算，因此做好列车防护保护也十分重要。理论上讲，由于列车行驶速度很快，增加列车防护装置似乎缺乏可行性，但从另一个思路来看，技术人员也可以通过在列车头部尾部配备智能化防护装置，对运行中的列车进行安全距离控制，如果两车之间的距离小于列车安全行驶距离时，智能化设备就会感应到其他列车的存在，从而向前面或者后面的列车发出警告信号，提示对方存在相撞可能，从而促使对方做出反应，紧急制动以规避冲突风险。当然，这种防护设备应用还处于理论阶段，其具体使用还需考虑抗干扰设计，避免因其他因素造成运行困扰。

2.3 提升系统整体性能，做好各阶段安全防控工作

铁路技术工作人员可以将该手段铁路运输系统相结合，研发相似设计进行应用，以此提升系统整体性能，保持铁路信号控制系统运行的安全高效。除此之外，为了保持列车运行的整体安全性，还要在铁路其他信号系统如区间闭塞系统、行车调度控制系统等各重要工作系统中增加冗余设备配置，保证一旦列车运行出现故障信号，即可自动切换进入紧急安全制动模式，以此保证列车运行的安全稳定。同时，还可以通过对铁路信号控制系统开展积极有效的耐高压和耐强磁试验等方式，对系统进行“破坏性”试验训练，保证系统在出现极限干扰问题时，仍然能够保持正常工作，以此提升系统工作性能，避免重大铁路安全事件的发生。

2.4安全区域边界技术应用

1）在TDCS/CTC系统各区域间部署下一代防火墙设备。相较于传统防火墙，下一代防火墙可提供基于会话状态检测的访问控制规则，并能以应用协议和内容作为访问控制规则的元素。同时，内嵌了完整的入侵检测和防病毒功能模块，可全维度检测业务流量中包含的安全威胁[10]。

2) TDCS/CTC系统虽然已与其他信号系统接口间部署了网闸设备，实现了不同区域之间信息交换的隔离防护，但为了满足对网络安全设备集中管理的要求，还应将既有网闸设备接入安全管理平台，通过安管中心记录网闸的设备运行信息和安全日志，以强化信号系统安全态势感知的准确性。

3）在TDCS/CTC系统关键网络节点部署入侵防御系统，可对所经过的每个数据包进行深度检测，特别是对新型网络攻击行为的检测、告警和防御。当入侵防御系统检测到流量中的攻击行为时，会主动发出报警并阻断攻击连接，实现对网络攻击的自动防御。

4）使用IP/MAC绑定技术，将TDCS/CTC系统中网络设备的可信连接对象固定下来，关闭网络设备中剩余的空闲端口，同时通过访问源地址控制技术，将TDCS/CTC所有系统组件的网络访问源限制为仅允许可信的远程终端（安全运维审计平台、电务维护机等）访问，隔绝系统外的设备违规接入。

3列控安全信息监督应用发展方向

目前，列控安全信息监督在CSM系统中主要应用在各信号子系统同源信息一致性比较；各信号子系统逻辑关系的一致性比较；数据信息在各信号子系统间流转的闭环性核验。其核心是对各地面信号子系统的信息整合、校验监督。CSM预留了与CTC间的数据共享，这样既可以减少数据冗余，也避免了再次数据采集、算法分析的复杂性。同时，将危及行车安全的预报警实时有效地发送给CTC，也有利于其及时做出处理，做到列控安全信息的及时有效监督。

在未来，CSM系统的列控安全信息监督功能还可进一步扩展，应用到更多的场景中去。如加入对车-地信息的联合比对，进行车载MA和地面区段占用比对；RBC发送的MA与车载ATP接收的MA一致性比对；车载接收到的低频信息和轨道电路发送的低频信息比对；车载接收应答器报文和地面应答器报文比对；C2、C3限速命令在地面设备和ATP间传输的闭环检查等。这样有利于车-地信息全方位监督核验，更为有效的保障行车安全。

城市轨道交通信号系统面对轨道交通网络化建设及运营的痛点及需求，结合5G、云计算、物联网、人工智能、大数据等新兴信息技术，涵盖车车通信、网络化智能调度指挥、自主感知运行、虚拟编组、车辆信号一体化平台及轨旁新型基础设施等，进一步提升运营安全水平及服务质量，降低建设及运营成本，实现路网客流-车流匹配及乘客的无缝出行服务，提升城市公共交通通行效率，满足乘客出行方式的多样化需求。

结论

城市地铁工程信号系统的具体应用过程中，其自身所具有的复杂性相对较高，在具体的应用过程中所涉及的科学知识领域相对较多。由此，在实际设计以及应用的过程当中，会对相应的技术提出较为突出的现实要求。尤其是对信号系统的维护技术，只有不断提高维护技术的水平，才能提高信号系统的稳定性，由此确保城市地铁工程在运行过程当中能够获得更为正常且健康的发展。

参考文献：

[1]魏利,王钰. 地铁智慧运维发展分析[J]. 科技创新导报,2020,17(12):168+170.

[2]李聪. 地铁信号系统智能运维方案设计[J]. 铁道通信信号,2019,55(02):86-90.

[3]刘晓亮. 地铁信号系统智能运维方案设计[J]. 城市建设理论研究(电子版),2019,(05):145-146.