關(guān)于地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全的具體分析

李永昊 高征威

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也越來越迅速。地鐵信號(hào)系統(tǒng)作為關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，其網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)乎公共利益。為此，分析和介紹地鐵信號(hào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的防范措施。

關(guān)鍵詞：地鐵信號(hào)；系統(tǒng)安全；具體分析

引言

地鐵標(biāo)志著現(xiàn)代城市文明的發(fā)展，為保證地鐵安全運(yùn)行，保證人們出行安全，就必須要保證地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全可靠。在地鐵建設(shè)運(yùn)行過程中，地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全關(guān)系著地鐵的運(yùn)行安全，關(guān)系著現(xiàn)代化城市交通事業(yè)的發(fā)展。因此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)當(dāng)前地鐵系統(tǒng)安全措施的研究，分析探討在地鐵信號(hào)系統(tǒng)使用中還存在的不足，采取相應(yīng)的解決方案。文章將在簡(jiǎn)單介紹地鐵信號(hào)系統(tǒng)及其安全評(píng)估發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，對(duì)影響地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全的因素進(jìn)行探討，結(jié)合地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全評(píng)估的意義，對(duì)具體安全評(píng)估的方案做簡(jiǎn)要概述。

1地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性的影響因素

影響地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性的因素較多，可以劃分為三種：環(huán)境因素、人為因素及設(shè)備因素。在環(huán)境因素方面：雷雨天氣或潮濕的氣候條件會(huì)導(dǎo)致部分地鐵設(shè)備受潮或浸水，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備受損或失靈；濕度與溫度也會(huì)影響到電子參數(shù)，降低地鐵設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性；地震等特殊地質(zhì)災(zāi)害會(huì)造成地鐵設(shè)備部件的松動(dòng)或脫落等等。在人為因素方面：部分人員在操作過程中，存在習(xí)慣性違章或操作失誤的現(xiàn)象，這不但會(huì)損壞地鐵系統(tǒng)及設(shè)備，還會(huì)威脅到生命安全。此外，而現(xiàn)在的地鐵信號(hào)系統(tǒng)大多是依托于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的，電腦黑客攻擊、惡意木馬病毒等也會(huì)直接影響到地鐵信號(hào)系統(tǒng)，甚至造成系統(tǒng)癱瘓、故障或數(shù)據(jù)丟失。如果地鐵信號(hào)系統(tǒng)沒有經(jīng)過長(zhǎng)期的安全檢查與調(diào)試，直接投入使用，那么極易產(chǎn)生安全事故，安全穩(wěn)定性無法保障。在設(shè)備因素方面：地鐵信號(hào)系統(tǒng)是綜合性的系統(tǒng)，所包含的設(shè)備種類較多，因而設(shè)備故障也會(huì)影響到信號(hào)系統(tǒng)的安全性。例如：電子元件或線路老化、不恰當(dāng)?shù)挠秒姷葧?huì)引起火災(zāi)；設(shè)備接地方法不正確會(huì)導(dǎo)致設(shè)備受損或報(bào)廢；設(shè)備元件性能差、老化等會(huì)引起線路故障，甚至?xí)?dǎo)致控制中心與列車站點(diǎn)間通信中斷，造成整個(gè)線路癱瘓?？傊?，影響地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性的因素較多，相關(guān)人員必須要提高重視，采取措施加以防控。

2地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全評(píng)估分析的發(fā)展歷程

地鐵信號(hào)系統(tǒng)分為傳統(tǒng)地鐵信號(hào)系統(tǒng)、現(xiàn)代化的地鐵信號(hào)系統(tǒng)、自動(dòng)化的地鐵信號(hào)系統(tǒng)。傳統(tǒng)地鐵信號(hào)系統(tǒng)中前者指的是采用固定閉塞安全技術(shù)來保證列車運(yùn)行安全的系統(tǒng)，該系統(tǒng)存在明顯的不足：在工作中需要加大地鐵列車間的距離，這樣列車的運(yùn)行效率便會(huì)大大降低，減少了單位時(shí)間內(nèi)的客流量，也會(huì)降低地鐵路線的使用效率，使經(jīng)濟(jì)效益減少。現(xiàn)代化的地鐵信號(hào)系統(tǒng)指的是采用數(shù)字軌道電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)列車的自動(dòng)控制，從而保證地鐵運(yùn)行的安全性。這種方式一方面可以提高地鐵系統(tǒng)操作的方便和靈活性，另一方面利用自動(dòng)控制系統(tǒng)的列車可以起到自動(dòng)保護(hù)、列車自動(dòng)駕駛、列車自動(dòng)監(jiān)督的作用，系統(tǒng)可以減少列車的行車距離，提高城市軌道交通的運(yùn)輸效率。自動(dòng)化的地鐵信號(hào)系統(tǒng)指的是采用無線通訊技術(shù)、定位技術(shù)等不間斷反映列車位置，對(duì)于傳統(tǒng)聯(lián)鎖設(shè)備只作為備用設(shè)備，CBTC列車運(yùn)行時(shí)傳統(tǒng)聯(lián)鎖只有準(zhǔn)備進(jìn)路的功能，CBTC列車運(yùn)行時(shí)追蹤點(diǎn)是前方列車的尾部，列車自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)折返，大大提高了運(yùn)行效率。

3地鐵信號(hào)系統(tǒng)采用的安全性技術(shù)

2.1故障檢測(cè)與診斷技術(shù)

故障檢測(cè)與診斷技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決故障問題，盡快恢復(fù)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的正常使用。目前，地鐵信號(hào)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)大都是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此系統(tǒng)維護(hù)人員可以利用硬件故障檢測(cè)與診斷、故障檢測(cè)及診斷程序來提高故障檢測(cè)工作效率，一旦地鐵信號(hào)系統(tǒng)啟動(dòng)，便可以直接自行檢測(cè)，如果在檢測(cè)過程中檢測(cè)到故障會(huì)直接向操作員發(fā)出警報(bào)，由其采取措施加以解決。

2.2冗余技術(shù)

冗余技術(shù)主要是利用備份裝置來保障信號(hào)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，如果地鐵信號(hào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，那么備份系統(tǒng)能夠及時(shí)替換以確保地鐵通信系統(tǒng)恢復(fù)使用。以地鐵信號(hào)燈為例，信號(hào)燈采用的雙燈絲，如果一根燈絲燒斷，那么另一個(gè)燈絲可以投入使用，保障命令正常顯示；信號(hào)電源使用的雙路電源，這樣能夠?qū)㈦娫垂收蠐p失降到最低；ATS雙套冗余系統(tǒng)的使用能夠大幅度降低通信系統(tǒng)的整體故障率；另外，地鐵信號(hào)系統(tǒng)還可以使用CBTC系統(tǒng)承載網(wǎng)絡(luò)，雙網(wǎng)系統(tǒng)的利用可以提高地鐵通信系統(tǒng)運(yùn)行的安全性（具體如圖1）。

2.3故障軟化技術(shù)

故障軟化技術(shù)的應(yīng)用，有效提高了地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性。由上述分析可知，影響地鐵信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行安全的因素較多，這些因素會(huì)導(dǎo)致，地鐵信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障、影響部分功能的正常使用，甚至威脅到地鐵運(yùn)營(yíng)的安全性。而故障軟化技術(shù)的應(yīng)用則能夠有效解決這一問題，例如地鐵信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，該技術(shù)能夠降低故障造成的損失，大體上保障通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行。下面舉例進(jìn)行詳細(xì)說明：第一，信號(hào)燈光轉(zhuǎn)移。地鐵列車信號(hào)燈經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)燈絲燒斷的現(xiàn)象，因而信號(hào)命令無法正常傳遞，而信號(hào)燈光轉(zhuǎn)移的形式則能夠解決這一問題，可以由紅燈直接做出響應(yīng)，對(duì)信號(hào)機(jī)有保護(hù)進(jìn)路的作用；第二，導(dǎo)引信號(hào)。如果地鐵信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障，導(dǎo)致地鐵正線信號(hào)機(jī)無法使用、無法提供相應(yīng)的保護(hù)區(qū)段或無法給出正常的前進(jìn)信號(hào)時(shí)，采用導(dǎo)引信號(hào)能夠向列車發(fā)出正確的信號(hào)，保障地鐵列車低速行駛、安全進(jìn)站。第三，強(qiáng)行解鎖。當(dāng)?shù)罔F列車通信系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，極易導(dǎo)致軌道電路通信中斷，造成列車無法正常解鎖，所以會(huì)增加運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。而故障軟化技術(shù)的應(yīng)用則能夠解決這一問題，故障軟化技術(shù)中的強(qiáng)行解鎖功能，能夠在需要的情況下，保障安全強(qiáng)行解鎖。

4開展地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全分析的具體方案

4.1安全評(píng)估技術(shù)原理

對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行安全性分析，我國主要采用的技術(shù)原理和核心系統(tǒng)技術(shù)是通過完善信號(hào)系統(tǒng)的認(rèn)證系統(tǒng)，利用連鎖系統(tǒng)、列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和其他與行車安全有關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制性認(rèn)證。在實(shí)踐中可以通過專業(yè)的第三方對(duì)軌道交通信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行安全認(rèn)證，相關(guān)安全證書要齊全，應(yīng)該有獨(dú)立的安全評(píng)估機(jī)構(gòu)；同時(shí)，在具體項(xiàng)目中要結(jié)合具體情況進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)分析。分析系統(tǒng)運(yùn)行原理、設(shè)備生產(chǎn)制作過程，開展階段性的系統(tǒng)安全評(píng)估，并在列車運(yùn)行前提供安全評(píng)估報(bào)告。

4.2指標(biāo)要求的確定

為保證城市軌道交通工程試運(yùn)營(yíng)的安全，在結(jié)合實(shí)際情況對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行安全分析時(shí)首先應(yīng)該確定列車之間最小間距、點(diǎn)式降級(jí)模型最小行車間隔、列車在出入正線的能力等要求指標(biāo)。①信號(hào)系統(tǒng)安全設(shè)備導(dǎo)向危險(xiǎn)側(cè)的概率≤10～9/h；②信號(hào)系統(tǒng)可用度指標(biāo)≥99.98%；聯(lián)鎖和列車自動(dòng)運(yùn)行、列車自動(dòng)監(jiān)控各子系統(tǒng)可用性的性能指標(biāo)≥99.99%；③應(yīng)在保證車輛各參數(shù)符合要求基礎(chǔ)上，停車精度誤差在0.3m之內(nèi)；④列車運(yùn)行中的時(shí)刻表和平均差距之間的誤差控制在5s內(nèi)；⑤列車到達(dá)折返站過程中保障無人自動(dòng)折返，準(zhǔn)確率控制在99.99%之內(nèi)。

結(jié)語：

綜上所述，地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全關(guān)系著列車行車安全。采用現(xiàn)代化地鐵信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)可以有效提高地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性，而加強(qiáng)對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全評(píng)估分析，可以有效控制地鐵的運(yùn)行，在保證其安全的同時(shí)，還能提高線路運(yùn)行效率和使用率。開展地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全分析工作中，要圍繞安全性能開展，對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理應(yīng)從地鐵本身結(jié)構(gòu)和管理機(jī)制著手，加強(qiáng)對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全控制和管理，加強(qiáng)對(duì)地鐵設(shè)備的日常檢查維護(hù)保養(yǎng)?？傊挥斜ＷC地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全才能保證行車安全，才能保障乘客的生命財(cái)產(chǎn)安全。在未來還需要加大對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的研究，以推動(dòng)我國城市交通事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉棟.城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].工業(yè)c，2016（6）：103.