城市轨道交通信号系统可靠性分析

杨 斌

西安市地下铁道有限责任公司运营分公司

城市轨道交通信号系统可靠性分析

杨 斌

西安市地下铁道有限责任公司运营分公司

轨道交通在城市公共交通中的占比越来越大，人们对运营准点率和兑现率要求也越来越高。信号系统作为保证安全、提高效率的关键系统，对城市轨道交通的安全高效运转起了重要作用。如何保证信号系统高可靠运行，成为运营和维护人员关注的重要问题。与此同时，系统的稳定性、健壮性和可维护性较易被忽视，导致因设备故障或系统稳定性原因造成系统降级运行甚至被停用，迫使安全部分完全由人工来保证，增加了运营安全事故发生的风险。从这点来说，高可靠性也是系统研发和项目建设人员必须认真考虑的问题。

城市轨道交通；信号系统；可靠性

1 城市轨道交通信号系统

1.1 城市轨道交通信号系统在生活中的作用

城市轨道交通在实际运行中具有舒适性、不间断性、准点性等特点，基于城市轨道交通的这些特点，在城市轨道交通系统中采用轨道交通信号系统能够将信号设备的作用充分发挥，达到事半功倍的效果。从世界上先进的轨道交通运营中发现，只有高水平的信号系统，才能够在交通中实现提高列车运行的效率，并且安全性能比较高。

1.2 城市轨道交通信号系统特征

第一，城市轨道交通中所承担的客流量比较多，基于安全角度考虑，对于行车之间的最小行车间距要求比较高，进而对列车的速度监控提出了较高的要求，其主要的目的就是为了实现列车运行中的安全保障。第二，对城市轨道交通运输速度进行分析，城市轨道交通运行中的实际速度与铁路干线相比，数值上相差很多，所以，在实际的城市轨道交通信号系统中，不需要数据传输较快的信号系统，只需要传输速度较低的系统就可以实现信号传输功能；第三，由于在城市中，列车的运行间隔比较小，运行中所展现的规律性比较强。

2 影响城市轨道交通信号系统可靠性的因素分析

从上述内容的分析中可以看出，影响城市轨道交通信号系统可靠性的因素多种多样。设备的可靠性能和信息接收技术的先进性是最大的两种因素。在不同的历史时期，城市轨道交通信号系统都以成熟的信号系统技术为基础，采用可靠性和可靠性最高的相关城市轨道交通信号设别，以此来提高城市轨道交通信号系统的可靠性。因此在城市轨道交通的建设环节，就要尤其注意城市轨道交通信号系统设备的安装和验收工作。

此外，还要在城市轨道交通信号系统运行的过程中，对信号系统的运行进行维护和监督。将设备的使用寿命、检修安排、技术的先进性等内容充分考虑到其中。减少因为物理破坏而导致的更换城市轨道交通信号系统部件，用检修工作来预防城市轨道交通信号系统故障的发生，提高城市轨道交通信号系统的可靠性。

3 轨道交通信号系统的可靠性分析

在轨道交通信号系统的设计与应用中，应该将以故障为导向的可靠性能放在首要地位。在此过程中，需要解决的问题主要包括轨道数据处理、数据采集与驱动以及数据传输等三个方面的故障-安全问题。可以采用当前先进的计算机技术，如容错技术、故障检测和诊断技术以及多重化技术等，均能够为提高轨道交通信号系统的可靠性提供技术支持。以下主要对列车自动控制系统的各个子系统的可靠性进行分析。

3.1 ATS系统

1)在控制中心设立两套ATS系统，互为热备份，即其中的一个系统在线时，另一个系统也在不断更新其数据信息，当出现故障需要切换时，热备份系统在很短时间内完成对轨旁信息的扫描，从而保证系统获取最新的数据。2)控制中心ATS主机与车站ATS设备间采用双通道(主、备)或环路方式构成系统(由通信专业提供)，以保证某点或某段通信信道发生故障时，系统仍能正常工作。3)当系统中某些单元出现故障或运营过程中出现异常情况时，系统具备降级运行的功能，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进行调整，如在车站可以完成自动进路调整或根据列车识别号进行自动信号控制。4)当列车运行偏离运行图时，系统自动生成调整计划或自动调整列车的停站时间、区间运行时间。当偏离误差较大时，可由调度员人工介入，指定列车的停站时间和区间运行时间,或对系统实施运行图进行调整。5)通过列车识别装置(PTI)能自动完成全线监控区域内的列车跟踪（服务号、目的地号、车体号、车次号）。随着列车的运行，跟踪显示从一个轨道区段向下一个轨道区段移位、显示。

3.2 ATP系统

由于ATP系统主要是对列车的设备和系统进行安全监控，因此其安全性设计应该将重点放在保证设备系统安全上。首先，ATP系统可以利用双层网络与全冗余的模式来进行设计，将系统中的所有设备都设置相应的冗余接口，并做好备份，以保证系统某个节点出现故障后系统也可以不受影响而正常运行。其次，编码软件也可以利用冗余技术，且编码中不可出现循环语句，这样是为了保证某个编码控制程序出现中断后可以继续对系统进行控制，且不会形成死循环的问题。第三，为了进一步的保证系统的安全性与可靠性，对于一些较为重要或者较为容易出现故障的设备，应该进行双重备份。

3.3 ATO系统

作为以地控车的控制系统，ATO系统应该能够在列车超速运行时给予一定的警告，并利用系统中的车载设备采取一定制动措施。正常情况下ATO系统是自动运行，但是如果其因故障无法自动运行，应该要能够尽快转入人工操作的程序中，以保证列车安全运行。同时，在系统的运行中需要大量的实时数据，因此数据传输应该首先循环传送。为了保证行驶中的列车和地面工作站点之间可以随时联系沟通，在列车出站之前，要对ATO系统进行检查，尤其是要对接口处进行仔细检查，以保证系统的安全工作。

结语

综上所述，城市轨道交通的信号系统关系到整体城市轨道交通系统的运行安全，在现代化的城市轨道交通信号应用过程中，提升了城市轨道交通线路的安全性和运输效率。城市轨道交通信号系统的安全性也成为了城市轨道交通保证运行安全的重要前提，所以，需要城市轨道交通运行管理单位加大城市轨道交通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，促进城市轨道交通信号系统整体应用水平的提高。

[1]白鑫.城市轨道交通信号系统关键技术研究[D].西南交通大学,2003.

[2]杜平.城市轨道交通信号系统的发展[J].铁道通信信号,2010,05: 56-58.