高铁有砟线路信号设备运用十年的现状及维护探讨

何华海，谢伟金

（中国铁路广州局集团有限公司惠州电务段，广东惠州 516000）

1 概述

近些年高铁建设快速高质量发展，有砟客货混跑类型的高铁线路被广泛运用。随着设备使用年限的累加，信号设备逐渐暴露出一些存在问题。如某线自2013年开通运营，其中历经多次提速，因有砟道床不稳定及设备十年的使用年限，设备元器件老化导致不良信息时有发生，对铁路运输造成一定干扰。后经采取有效整治，提高了设备质量，保证了铁路运输畅通。本文阐述高铁有砟线路信号设备运用十年的现状，分析设备逐渐的变化现象及原因，指出在维护过程中存在的问题，并提出建议及针对性整治措施。

2 现状

某高速有砟铁路线路在某段管内线长308.851 km，设站20个，转辙设备999台，轨道电路1 033个区段，信号机646架，室内设备20套，道岔换算15 638.6组，设备类型共计约10大类，是目前运行速度最快、密大最大的客货混跑有砟线路之一。现场共设3个信号车间、班组11个，人员121人，其中定岗职工82人占67%，2020年以来入路的新工68人，占57%。自2013年开通运营十年以来，其中历经几次提速，因有砟道床不稳定及设备十年的使用年限，设备元器件老化，且新入路职工占比较高，维护经验不足，现场临时性任务多、人员少，在有限的天窗时间内，难以完成大量的工作任务，从而导致设备不良信息呈现逐年递增的趋势，10年间累积共计发生2 711起，给正常的安全产生及铁路运输秩序带来被动局面，2020年始采取有效的设备整治及针对性措施，设备的不良信息大幅下降如表1所示。

3 室外设备不良原因分析

3.1 道岔设备分析

道岔设备是改变列车运行方向的关键设备，构造复杂，强度较低，且零部件多，在列车通过时，承受纵向横向的列车轮对冲击力，尤其有砟道床的不稳定，在列车速度越来越快的情况下，容易造成设备变形，经过十年长时间的使用老化、磨耗从而导致杆件断裂，油路系统劣化，且工电结合部存在病害，整治效果不佳，也是薄弱环节之一。在日常维护过程中，在满足维护规则的前提下，还要保证设备正常使用，同时因昼夜温差的变化，对道岔设备维护、调整增加困难。

3.2 轨道电路分析

轨道电路设备作为控制列车运行的主体，其重要性举足轻重，它实时反映列车占用轨道线路的情况，并传输列控中心的低频信息，是实现控制列车运行的关键设备。随着使用年限增加，室内外电子元器件劣化、性能下降，电压波动现象逐渐突显。在列车提速后，大功率机车的牵引电流进一步加剧轨道电路电压的不稳定，尤其当小轨道纳入联锁后，轨道电路信号的不稳定及传输延时无法满足设备正常运用需求，时常因设备不良影响运输秩序。同时，因前期工程施工源头质量不过关，导致移频干扰严重，多达约200个区段，在后续维护过程中，因器材购置更换费用高，维修成本难于满足需求，整治难度大。

3.3 其他设备分析

1）信号机是站内及C2区间线路指挥列车运行的重要组成部份。由许多元器件及电缆线路连接而成，其每个元器件的物理性能有差异，设备的安装、使用条件、维修水平不同都可能影响其正常使用。且信号灯泡昼夜运行，受其使用寿命限制，导致设备异常报警。

2）电缆设备在信号设备中起到各设备、元器件连接作用，其性能直接影响各设备的正常运行，且出现故障后涉及范围广，处理时间长。早期施工工艺采用万科端子配线，电缆的接续采用地下对接的方式，随着长时间使用，出现线头容易断股，地下对接头进水，从而引发设备故障、综合绝缘不良，影响设备使用。

3）应答器设备是列车控制系统的重要环节，列车经过时感应并接收其相应的信息。因应答器安装在室外线路中间，易受外力损伤，且其属于集成电子化设备，使用年限长后，电子元件性能下降，感应距离变小，反应时间长，导致列车通过时无法快速、准确感应到相应的信息，从而影响行车。

4 室内设备不良原因分析

4.1 系统设备分析

室内系统设备计算机联锁、列控中心、CTC、监测设备是高铁信号设备的中枢，是控制列车运行的关键设备，其由多套不同功能类型的设备共同组成。在前期的工程施工中，因软件设计存在缺陷、后期的站改、软件数据变化等因素考虑不全，且仿真试验人员的经验不足，导致软件现场应用中存在特殊场景的问题。室内设备均为电子模块化，长时间使用后积尘、元器件性能下降，软/硬件易造成卡顿死机、通道易传输阻塞延时、不同步等故障。其集成精密度高、彼此间接口众多及数据管理严格的特性，对维护人员的要求高，现场从业人员不能胜任相应的设备巡检需求，能够进行巡检的项目受限，导致故障时常发生。

4.2 电源设备分析

电源设备是所有信号设备正常工作的前提保证，它由电源屏、蓄电池组及UPS设备组成。电源设备维护属于专业性较强的工种之一，在现场维护过程中难度大，且巡检时影响范围广，容易超范围作业。其蓄电池组使用寿命短的固有特性，易造成蓄电池组漏液、鼓包从而存在安全风险，性能下降导致UPS电源供电不足，报警频发，在外电网停电时导致信号设备无法使用。

5 解决措施

5.1 调整车间班组机构

1）针对维护人员经验不足，现场任务多、人员少，在有限的天窗时间内，难以完成大量工作任务的困难，为满足现场机构人员配置需求，通过对现有设备维护工作量的精准测算，按照“因地制宜，先试后推”的原则，优化班组结构，实行集中整治、集中检修“大工区”模式，集中精干力量提高劳动效率和设备质量。近5年来，该线先后减少了6个异地班组，实现无人值守站16个。集中开展设备维护、人员管理、职工培训教育等工作，在提高效率的同时也节省了费用支出。解决因多个工区同时开展天窗作业，跟班盯控干部不足，造成现场作业安全、维护质量盯控力量不到位的问题，让现场作业得到有效把控，实现生产组织“规范化、流程化、简单化”，从而实现全面构建“集中修+监测监控分析工区+现场工区”生产组织模式，管内各现场车间全部实现了集中修模式，并逐步向集中化、专业化推进。

2）通过对作业人员的日常考察，结合业务知识、实作能力的综合考评结果，根据职工相应的技能掌握情况安排对应的岗位尽最大优势地发挥职工的个人特长，搭建专业化队伍，实行“专业检、专业修”。面对新工68人占57%，道岔调整维护经验不足的情况，成立道岔专修整治工区2个；针对室内系统设备集成精密度高、彼此间接口众多及数据管理严格，对维护人员要求高的特性，成立专职的联锁列控工区1个；对专业性较强、技术含量高、作业风险较大的设备巡检及整治，组织成立“专班”开展，充分发挥专业团队作用，从而全方位提高设备巡检整治质量，作业过程得到有效卡控。

3）按照“检、修”分离的思路实施质检分离模式。在车间成立质量检查工区，对设备检修质量和隐患整治情况进行检查，通过实施标准化质检流程，着重对现场设备巡检工作的“盲区”以及设备维护质量的“痛点”进行深入检查，以质检问题为导向，完善巡检作业标准，剖析器材运用质量，总结设备维护规律，落实闭环管理。2022年累计发现设备质量和隐患问题3 182个，规范标准作业流程76条，为段、车间、现场工区组织生产维修提供参考，实现设备质量稳步提升。

5.2 生产组织模式上移

1）实行段级组织生产。现场作业人员技术力量有限，面对“高、精、尖”的高铁信号设备巡检项目局限的情况，对技术含量高，作业风险大、影响范围广的关健设备，由段技术科室铺排管内段级年月表巡检计划，并组织对应的“专修”工区、车间及厂家共同参与，对室内外信号设备进行深度的全面整修，从而切实提高设备巡检质量。技术科室每日组织工程师对分管设备异常信息、典型问题进行追踪分析，总结专业管理存在不足及完善管控措施，针对涉及的现场高铁信号车间提出专项工作要求，直接连线车间技术管理人员进行细化布置，确保过程实施准确高效。

2） 同步实行车间组织生产。推行“集中修”模式以来，改变以往由沿线工区组织开展生产任务的方式，提高生产组织等级，一般生产任务上升至车间组织，集中力量开展较简单的临时性、施工等生产任务，更加高质高效。车间每天由主任组织召开日生产会，对次日工作进行安排布置，研判风险，制定作业方案，由调度指挥中心及相关职能部门审核把控。由于人员集中，相同的作业时长能够完成更大范围的设备维护工作，能有效减少上下道次数，减少作业天窗数量。以某线为例，2020年维修天窗作业数共计5 016次，2021年共计4 858次，2022年共计3 766次，减轻了现场作业人员工作强度，同时提高了设备质量及作业过程安全。

5.3 针对性的设备整治

某线自2013年开通以来，伴随设备使用年增长，设备元器件老化及历经列车提速，有砟道床不稳定，新入路职工占比较高，维护经验不足，自2013年至2019年设备不良的信息呈现逐年递增的趋势如表1所示，因此，采取有针对性的设备整治必不可少。

5.3.1 室外设备整治

1）针对道岔设备有砟道床的不稳定，联合工务成立对接机制，每周、每月、每季联合调查，共同制定整治方案，工电双方定期在练功基地联合模拟演练，针对不同的工电结合部问题进行设备整治前的实操，从而实现实际设备整治的最佳效果。面对设备变形、老化、磨耗从而导致杆件断裂、油路系统劣化的情况，按照“先远后近、先正线后侧线”原则，组织道岔专修工区对管内道岔进行全面的平推检查整治，2022年共计发现整治问题约700余条。制定外锁杆件更换计划，共计更换146余套，并通过现场实际道岔运用状态调研，按照运用3年倒排外锁分解计划，从而大幅度提高了运用质量。日常维护过程中，总结分析昼夜温差的变化规律，在道岔设备调整过程中纳入温差参数，如温度突变超15 ℃时，进行密贴试验检查，夜间调整实行2.5 mm锁闭，保证白天气温升高时不至于密贴过紧，确保2.0 mm能锁闭，不断地模索总结，形成相应的维护指导意见，从多方面结合确保设备正常运用。

2）针对轨道电路设备工作不稳定问题，因器材购置更换费用高，维修成本难于满足更换需求，梳理统计更换最多的设备器材及返修检测报告，分析故障率最高的电子元件，采取更换器材内部单个元件的措施，进行升级更换，如PT内的4 700 μF电容、发送盒的监测单元等，减少费用支出。联合设计单位先后优化三版符合技术要求的轨道电路调整表在现场进行调整，通过降低轨道电路发送器功出电压等级，延长器件使用寿命，更换长短不一的引入线等手段，克服移频干扰的问题，共计整治1 033个区段。并对小轨道纳入联锁后，站间轨道电路信号的不稳定及传输延时无法满足设备正常运行需求进行软件升级20个站，避免因设备不良影响运输秩序。

3）提高信号机元器件、信号灯泡的源头质量，组织厂家分析存在问题，提高设备出所质量，减少设备异常报警。规范电缆设备整修作业流程，制定作业指导书，同时优化施工工艺，采用六柱端子上配线，电缆的接续采用地面箱盒对接的方式，减少电缆芯线断股故障及对接处进水导致电缆综合绝缘不良可能，从而影响设备使用。调整应答器设备巡检测试项目，增加室内外C1/C6接口电压、感应距离读取测试，实时掌握设备运用状态，更换不良应答器共计300余个。

5.3.2 室内设备整治

1）利用后期的站改及提速软件数据更换契机，专业的联锁列控工区，全程负责仿真试验，及时发现软件存在的问题，同步对相关系统、监测软件进行升级更换，克服运行易造成卡顿死机、通道阻塞传输延时不同步现象。联锁列控工区编排年月表巡检任务，全面负责段管内室内系统除尘，整修共计20个站，改变现场从业人员不能胜任设备巡检的现状，切实提高设备检修质量。

2）段层面梳理研判系统及电源设备巡检的作业范围，下发相应的要点停用参考内容，防止超范围作业，同时对蓄电池组漏液、鼓包情况进行全面排查，共计更换167节不良电池，消除存在安全风险。同时，调整电源设备巡检测试项目，增加电池内阻、混电测试项目，加密电源设备巡检周期，由电源屏专业工区铺排年月表巡检计划，全面负责管内电源设备巡检，推行专业修以保证检修质量及作业人身安全。

6 建议

1）在后续的新线建设过程中，对于室内外设备安装及施工工艺标准应吸取现实应用中的经验，并在《铁路信号设计规范》中进行优化明确，提高设备源头质量。

2）设备的元器件在接近大修更换前，性能下降明显，适当考虑提前大修更换。

7 结束语

通过对某线的车间班组机构调整，优化生产组织模式，对设备存在问题采取针对性的整修，自2020年始设备不良信息逐步下降，在实际运用中效果显著，切实减少维护成本，提高设备运用质量，减少了对铁路运输的影响，并为高铁信号设备维护积累了宝贵经验。