铁路信号设备维护与安全保障研究

魏志峰WEI Zhi-feng

（天津铁路信号有限责任公司，天津300000）

0 引言

铁路是我国基础设施建设过程中的重点内容，能够对交通体系进行完善，推进我国经济快速发展，满足社会发展过程中对于铁路建设的需求。铁路信号设备能够为行车安全和调车作业提供重要的数据支持，提升对列车统筹管理的能力，保证铁路运行安全性。铁路信号设备可以及时列车发出相应的指令，能够有效避免安全事故的出现，成为了现代化铁路建设过程中的关键内容。但是由于铁路信号设备运行的环境较差，在使用过程中容易出现故障问题，为了避免故障问题，导致安全事故的出现，应当采取有效的措施对设备进行维护，加强安全管理效果，以此来提高铁路运行安全性。

1 铁路信号设备构成

铁路信号是铁路信号系统或设备的简称。铁路上为保证行、调车作业安全，提高车站、区间通过能力及列车解编能力，改善作业人员劳动条件的技术设备的总称。按应用场所不同可分为车站信号控制系统、编组站调车控制系统、区间信号控制系统、行车指挥控制系统及列车运行控制系统等[1]。铁路信号设备是铁路系统中的重要构成部分，主要包括三个部分。第一，信号机。信号机主要是对运输线上的各辆列车进行信号指引，是铁路系统运行过程中所使用的重要工具，能够防止列车进入危险的区域，避免出现行驶错误的问题，可以保证列车的稳定运行。信号机的构成成分较为简单，多数是利用梯子或者机柱这一类零件所构成，依靠电流变压器或者电路维持信号机设备的运转。第二，转辙机。转辙机也是铁路系统中不可缺少的铁路信号设备之一，可以保证铁轮岔路在转换过程中的合理性以及科学性，及时针对出现意外代开的岔道进行警报。转辙机利用电动机能够带动其他的零部件，从而保证岔道转换安全性。第三，轨道电路。轨道电路属于基础设备，和轨道的运转有着紧密的联系，可以利用自动化的检测手段对列车位置以及列车信号进行定位和分析，向管理员反馈重要信号。按照用途的区别，轨道电路可以被划分为多种不同的类型，需要针对其制定针对性的管理措施。

2 铁路信号故障问题

2.1 信号机故障

信号机的内部经常会出现故障的现象，当出现故障后其即使处于正常运转状态，也难以及时进行报警，会影响到故障的维修效率。除去内部零件故障之外，外界环境也是影响信号机正常运行的主要原因。例如当外界环境空气处于较为干燥的状态之下，信号机产生故障问题的几率也会有所上升，如果没有对其实施有效的定期检测，会使其给铁路安全运行造成严重影响。雨水较多的季节也容易使信号机内部出现进水的现象，如果其被雨水渗透，则难以进行正常运行。

2.2 转辙机故障

转辙机运转时所产生的故障多数是因外界因素干扰所导致的，使转辙机内部出现运行紊乱的问题。一般情况下，在转辙机尖轨以及基本轨之间会看到大量的杂物，会使其运行出现影响。尖轨在使用时，通常会由于本身问题以及外界因素的影响出现不一样的声音或者磨卡问题，当密贴调整杆、拉杆以及道岔三者间的距离控制不当，超出了适当的范围也会引起磨卡问题的出现。当列车处于过道时，如果道床平整度不够，会导致转辙机的起伏出现波动过大的问题。其他的故障问题多数体现在螺丝松动、脱落问题。

2.3 轨道电路故障

在轨道电路的内部以及外部均有可能会出现故障问题，并且多数是在细节部位出现故障，例如没有对塞钉进行正确的连接，使塞钉以及孔位之间接触不充分，或者线条弯曲、线条锈蚀以及跳线的问题均会引起故障。导致塞钉出现故障的因素较多，容易产生连续线道岔跳线的故障，如果负责检测的人员缺少良好的工作意识，很有可能也会增加这种故障问题的发生几率。轨道电路故障和钢轨的绝缘性能水平存在着重要的联系，由于长期使用绝缘性能很容易出现退化的问题，一旦绝缘性能下降，会给轨道电路安全运行造成影响。

3 铁路信号设备故障维护和安全保障措施

3.1 选择合适的故障维护措施

3.1.1 信号机故障维护方式

在针对信号机实施维护的过程中，需要从该设备的内部结构以及外部结构入手，保证维护工作的系统性。由于不同季节下自然环境会出现变化，信号机工作环境存在差异，因此需要在不同季节制定检测计划，同时还需要根据检测工具，对信号机存在的故障问题进行处理。在信号机维护过程中经常使用的工具为报警仪，报警仪的功能在于当信号机出现故障问题后，能够发出信息警报，可以对安全管理以及维护工作人员提出预警。但是由于信号机内部发光二极管出现故障后也可能会引起维修警报，因此在处理时应当立即将信号激光源进行切换。当点灯变压器出现故障问题时，应当对其进行更换。在进行信号机维护时需要按照相关的标准进行，例如更换光源时需要先从遮檐上方螺丝进行，拧开螺丝后将镜框摘下，最后打开后盖，将玻璃以及压圈取下[2]。

3.1.2 转辙机故障维护方式

在对转辙期故障进行维护时，需要将季度检测以及巡回检测进行结合，提前对检查的内容进行划分，将其明确在检查方案之中。在季度检测的过程中需要实施一次巡检，可以保证检测的质量和效果。在检测时应当观察连接头以及销轴间的旷量，需要将其控制在1毫米之下，为了能够保证转辙机正常工作需要针对尖轨和新轨的第一牵引点实施有效的维护措施。一般情况下，会在尖轨和轻轨第一牵引点间插入铁板，铁板厚度为4毫米，宽度为2毫米。锁闭齿轮以及齿条块两者的状态并不是处于锁闭状态下的，在进行具体维护过程中，应当避免出现常识类错误问题。在检查过程中，还需要针对固定螺栓实施观察，避免螺栓出现松动以及脱落的现象。

3.1.3 轨道电路故障维护方式

在对轨道电路故障实施维护的过程中，也应当结合内部检测以及外部检测的方式进行，对箱盒内部所配备的线端子以及螺丝完成检查，保证其不存在松动以及脱落的问题。配件是影响轨道电路运行的重要因素，应当针对配件实施细致的检查，观察是否存在破皮配件。定期对箱盒内所产生灰尘实施清理，否则有可能会让轨道电路出现短路的问题。在清扫灰尘的过程中需要使用绝缘布将毛刷上的铁皮进行缠绕，能够避免铁皮碰触到电缆，防止在清理过程中出现触电或者短路的现象，保证维护工作有序进行。针对轨道电路的维护信息进行记录，例如在针对其入口实施测试的过程中，需要针对入口电流速度和电流大小进行测试和记录。除此之外，还需要针对送受轨面、受送端、送端限流器以及抗流送受端等位置的电压实施测试。

3.2 加强安全管理人员意识

安全管理人员是对铁路信号设备系统实施安全运行管理的主体。只有安全管理人员具备一定的责任意识以及管理技能，才能够确保对铁路信号设备系统进行精准分析和评估，进而采取有效的措施规避铁路运行过程中的风险因素。首先，需要对安全管理人员及时提供培训机会，要求管理人员能够具备专业的安全管理技能。目前安全管理正在向着自动化和智能化的方向发展，在培训过程中应当对管理人员讲解信息化管理系统的使用方式，让管理人员能够对新型技术的应用有清晰了解。其次，在日常工作中应当积极发挥思政工作的有效性，向负责安全管理工作的人员渗透责任意识以及安全意识，以此来强化管理2月人员的安全素养。为了能够提升管理人员的工作积极性，需要对绩效考核体系进行完善，针对管理人员的安全管控效果进行分析和评价，根据其管理效果给予适当的奖励，激发管理人员的主观能动意识[3]。

3.3 制定完善的安全管控体系

要想保证铁路信号设备安全管理活动的有序性，需要打造完善的管控体系，能够为安全管理活动进行有效管理。第一，构建完善安全风险管控指标体系。安全风险管控指标能够对管理内容进行细化处理，使得管理工作出现了不全面不系统的问题。常见的安全管控风险指标包括人员风险、环境风险、机械设备风险、技术风险以及管理风险，需要尽早识别不同风险因素，对其实施有效的控制。以人员风险为例，在铁路信号设备维护以及管理过程中，如果没有落实维护要求，未针对设备进行定期检查，则难以发现设备中存在的故障隐患。或者在设备维护过程中维护技术使用不到位，没有落实技术要点，使得故障维护处理效果下降，也会造成安全隐患。第二，明确安全管理流程和方式。在安全管理过程中需要针对不同指标实施管控，为了能够更好的降低风险事件出现几率，需要明确具体的管理方式和流程。铁路信号设备系统的稳定运行需要各个部门之间的沟通和交流，因此需要充分发挥不同部门的功能和作用，利用会议的形式制定安全管控难点以及重点，从而完善安全保障措施。第三，制定完善的安全保障制度。在制度中明确具体管理人员的具体责任，使其能够形成良好的责任意识，能够在出现安全事故时及时追查到相关责任人，提升对管理人员的约束效果。针对维护工作需要明确维护的周期，要求维护人员能够做到每周一小检，每月一大检，保证能够定期对设备进行管理和维护，将可能出现的设备故障隐患控制在一定范围内。在制度体系中还需要明确具体的安全管理组织机构，针对具体的风险因素设定相关部门，保证安全风险工作的有序性。

3.4 利用大数据平台实施全生命周期管理

大数据平台能够合理利用大数据技术对铁路信号设备运行的数据进行收集、整理、分析，保证能够通过数据分析及时发现存在的故障隐患。除此之外，还能够对设备实施系统化的管理，有利于信号设备的合理使用，为铁路信号设备提供重要的安全保障。该平台的功能具体如下：①信号设备全生命周期管理。需要相关人员将铁路信号设备的相关信息录入到系统中，形成一件一档的管理模式，并建立履历台账进行信息统计，让相关人员可以了解设备的基本信息和使用信息。该种模式可以保证所记录数据的准确性，不会因人工而出现数据失误的问题，从而提高具体的管理效率。②信号设备技术状态关联分析。利用集中监测、车载监测以及动态监测的方式针对信号设备的应用状态进行数据收集，通过对铁路信号设备进行合理的监测，可以保证及时发现设备的运行问题。同时在检测过程中可以收集到大量运行数据，利用大数据挖掘技术对其内在价值进行挖掘，可以分析在不同时段内铁路信号设备数据的变化规律，有利于为之后安全管理计划的调整提供数据参考。③信号系统报警信息管理。以往人们在发现铁路信号设备出现故障后，需要根据具体的运行问题才能够评估出是否存在故障信息，但是通过大数据平台可以在发现故障时进行立即报警，有效提高了故障处理的效率。该功能主要包括集中监测以及车载监测两项报警功能，可以及时向后台人员发出相应的警告。④信号设备故障信息管理。设备故障管理主要包括故障信息上报、信息查询以及生成统计报表三项功能。在出现故障问题后，需要对故障处理以及发生情况进行记录，能够为之后维护方案的制定提供重点数据。同时在出现故障时，也可以利用系统的查询功能，查找到之前的故障维修方案，可以提高维修效率。在完成维修后会生成统计报表，能够将具体的故障发生原因、维修计划以及之前故障经历进行系统化的整理。⑤信号设备信息查询。铁路信号设备查询主要包括台账查询、履历查询以及数据编码查询，可以让设备管理人员对铁路信号设备的应用情况有所掌握，结合设备所处的不同周期阶段选择相应的管理模式。⑥信号专业知识管理。铁路信号设备在使用和管理过程中，都需要严格遵守相关作业规范，因此在该功能模块中分别设置了技术标准与规范、作业指导手册、分析报告与报表以及产品技术手册4个模块，能够为铁路信号设备的使用提供有效参考。⑦信号设备使用质量评价。在铁路信号设备使用完毕后，通过对其质量进行评价，能够了解设备使用过程中是否存在效率低下的问题，可以及时针对铁路信号设备系统进行优化。具体的评价内容包括针对信号设备实施多角度的综合分析，对信号设备故障问题和报警信息之间关联性进行分析，并重点预估未来设备的使用质量。同时还可以针对信号设备的健康情况进行管理，如果出现老化的现象，可以及时进行更换。⑧运维系统维护。运维系统维护主要包括用户权限管理以及数据维护管理，可以设定进入大数据平台的用户权限，保障铁路信息设备数据的安全性。（图1）

图1 信号大数据功能结构图

3.5 构建安全保障体系

企业应当制定合理的安全保障体系，明确在对安全产品进行开发和设计时严格按照安全保障体系进行实施。针对安全保障工作设置相应的文件，如《安全保障控制程序》、《安全相关风险分析任务手册》、《安全相关风险和危害管理控制程序》、《需求管理办法》等。利用大数据技术设定安全保障程序，将设计以及开发流程作为主线，在铁路信号设备生命周期的不同阶段分别实施安全保障管理。安全工程师应在项目的生命周期各个阶段对安全计划进行回顾，必要时进行更新。《安全计划》由安全工程师编制，项目经理和安全经理共同审核，质量安全总监批准。

4 结束语

铁路是我国所重点推进的建设工程，在建设过程中铁路信号设备属于铁路系统的重要组成部分，和之后铁路稳定运行有着重要的联系。铁路信号设备主要由信号机、转辙机、轨道电路构成，在日常应用过程中均可能会出现故障问题，需要相关人员能够针对故障问题的产生原因制定合理的解决措施。为了能够让铁路信号设备实施有效的安全管理，需要加强安全管理人员意识，制定完善的安全管控体系，利用大数据平台实施全生命周期管理，降低故障的发生几率。在今后的发展过程中铁路信号设备开始向着智能化和自动化的方向发展，为了能够保证其得到稳定运行，也需要不断对维护和安全保障体系进行完善，加强维修人员和安全管理人员的能力，为其稳定运行提供重要保障。