轨道交通信号系统安全性评估的实施

周留运 梁 君

*天津市地下铁道运营有限公司 助理工程师,300222 天津

轨道交通具有建设周期长、设备系统多、系统结构复杂的特征。在施工过程中,限于施工条件,设备的安装调试往往与技术要求存在一些偏差。为了保证正式运营不受影响,在试运行前进行必要的安全性评估,减少或消除不安全因素是十分必要的。

1 安全性评估依据及形式

安全性评估独立于设备安装调试,不参与安装调试的全过程,评估工作涉及以下方面。

1.技术规格书明确了系统在设计上所满足的功能要求及系统参数,对设备功能及安全性的评估应主要围绕技术规格书等系统设计技术文件进行。信号系统行业规范及国家技术规范用于评定技术规格书、设计图等是否满足要求。

2.测试计划及程序文件用于评定供应商及设备安装单位的测试内容是否涵盖整个系统。同时,评定供应商的测试计划内容中是否已包含了诸如环境、性能参数、功能、电源波动及电磁干扰等。软件测试还包括功能设计阶段、详细设计阶段、编码阶段、模块测试、集成测试等是否已满足技术规格书中对软件质量保证的要求。

3.功能试验测试记录、测试报告。承建商应完成硬件设备的性能测试及提供包含测试人、技术负责人、监理工程师、所用测量仪器、测量日期、测量结果等的一份完整测试记录。测试记录及测试报告是根据测试计划的要求形成的对设备各项功能指标的测试结果,安全性评估对比测试计划书,查验测试项目的完整性以及对测试中不合格项的处理情况。

4.设备现场抽查。针对技术规格书要求,结合测试记录,对涉及行车安全关键系统及子系统的功能及安全性进行现场试验,并对抽查数据与规范标准进行对比。

5.认证报告。轨道交通信号系统对于行车安全具有极其重要的影响,不同国家都有相应的规范要求,相关涉安系统必须满足相应的安全等级要求。目前轨道交通信号系统的核心技术以国外占主导,国外对信号系统已经有比较完善的认证体系,对于像 ATP、联锁系统等涉及行车安全的系统有强制安全认证,目前一般遵照欧洲技术认证标准,对等级的要求如表1。

表1 信号系统安全完整性要求

系统提供商在设备出厂时都应提供由第三方认证机构出具的安全等级认证证明。

2 信号系统评估内容及关键事项

1.重要指标要求。供应商应提供整个信号系统的安全要求,内容包括:整个信号系统安全设备导向危险侧的概率指标≤10-9/行车小时;电缆要满足绝缘性能、弯曲能力、抗冲击能力、防腐、防水、防虫鼠害、防电磁干扰、低烟、无卤、阻燃等的要求;光缆要满足透光率、弯曲能力、抗冲击能力、防腐、防水、防虫鼠害、低烟、无卤、阻燃等等的要求。

2.基础信号设备。主要指信号机、转辙机、轨道电路(计轴设备)、电缆等轨旁设备。评估事项包括:信号机限界及显示距离、灯丝报警;室内、室外与控制中心状态的一致性;转辙机位置感知、室内外与控制中心状态的一致性;电缆连通、绝缘、接地;轨旁设备防雷、接地、过压、过流防护等。

3.车站紧急控制。紧急停车控制是防止在站内出现意外的情况下,通过车站控制室内或者站台紧急关闭按钮能够关闭信号,并通过地面设备向列车发送紧急停车信号编码等。

4.正线计算机联锁测试。正线联锁评估内容主要包括:联锁进路试验;轨道占用、室内外设备状态一致性试验;故障记录、报警、诊断试验;子系统干扰试验;传输通道测试等。

5.ATP/ATO车站及地面设备。评估内容包括:硬件设备性能试验;与联锁的接口试验;功能执行试验;停车点、紧急停车试验;车-地通信试验;折返间隔试验;停车精度及门控试验;故障记录、报警、诊断试验;系统干扰试验;保护区段试验等。

6.ATP/ATO车载设备功能试验。包括:列车安全防护距离;列车速度防护;列车显示;紧急及常用制动;牵引加速;列车动态;列车制动率;驾驶模式;列车倒行防护;列车故障发码信息等。

7.ATS设备功能试验。系统硬件设备性能测试;自动列车进路;授权、职责试验;同联锁设备ATP/ATO联合试验;系统响应时间试验等。

8.信号维护监测子系统功能试验。包括:报警功能;监测功能;监测报警人机界面功能;行车信息画面调用等。

9.信号电源设备。二路倒换功能;UPS输出特性试验;各交直流输出模块质量试验;对地漏流监测试验;电池报警;各种报警及输出试验。

10.后退及后备运行模式。用以验证在特殊情况及其不利条件下,系统后备模式不会导致危险的发生。包括:ATS子系统故障和 ATP、ATO地面设备故障。

3 评估报告

评估报告是对评估结果进行总结分析,用以评定信号系统整体安全性,并对发现的不安全因素提出改进建议。

1.评估结果的分类。轨道交通信号系统安全性要求必须在可接受水平,根据系统评估结果将评估项可依据风险大小分为以下 4类,如表2。

表2 安全性分类

2.评估结果的建议改建措施。信号系统在评估报告出具后,运营单位根据评估意见制定后续改进措施,以达到运营条件的要求,并持续改进。

4 结语

信号系统安全性评估是为了验证信号系统整体安全性水平,降低试运行乃至正式运营阶段的安全风险,保证了行车的安全性。随着国内轨道交通的大规模兴建,需要不断完善安全评估方式,使之更具科学性、系统性及更强的可执行性。同时,也期待国内比较权威的评估机构及评估规范的出现,指导我国轨道交通的建设和运营,满足运营安全要求。

[1］ British Standards Institution.EN 50126-2:2007 Railway applications-The specification and demonstration of Reliability,Avail2ability Maintainability and Safety(RAMS)[S].

[2］ GBT50438-2007,地铁运营安全评价标准[S].2008.