鐵路信號(hào)設(shè)備維護(hù)與安全管理分析

溫永勇，樊偉偉

（國家能源集團(tuán)準(zhǔn)能大準(zhǔn)鐵路公司信號(hào)段，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 010300）

0 引言

鐵路信號(hào)系統(tǒng)包括車站信號(hào)控制系統(tǒng)、編組站調(diào)車控制系統(tǒng)、區(qū)間信號(hào)控制系統(tǒng)、行車指揮系統(tǒng)以及列車運(yùn)行控制系統(tǒng)等。通過解析鐵路信號(hào)設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成，分析鐵路信號(hào)可能存在的故障隱患及危害性，針對(duì)常見的故障隱患提出鐵路信號(hào)設(shè)備維護(hù)與管理措施。

1 鐵路信號(hào)設(shè)備組成

1.1 LED 信號(hào)源

信號(hào)機(jī)的主要作用是利用內(nèi)部電路向外輸出信號(hào)，對(duì)鐵路的進(jìn)站、行車過程中以及火車站點(diǎn)內(nèi)部的危險(xiǎn)路段進(jìn)行警示和提醒?；疖囻{駛員根據(jù)火車行進(jìn)過程中接收到的各種信號(hào)，調(diào)整列車的行進(jìn)計(jì)劃，根據(jù)信號(hào)種類對(duì)火車的行進(jìn)速度進(jìn)行調(diào)整，避免行進(jìn)中路線的沖突導(dǎo)致碰撞事故的發(fā)生。

目前，我國鐵路系統(tǒng)信號(hào)機(jī)主要采用LED 信號(hào)燈，通過不同顏色的LED 燈光及組合來標(biāo)示各種信號(hào)。采用LED 信號(hào)源作為鐵路信號(hào)設(shè)備比采用其他信號(hào)設(shè)備具有明顯優(yōu)勢(shì)，比如，LED 結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單、安裝方便，且功耗比傳統(tǒng)的白熾燈低很多，亮度卻遠(yuǎn)高于白熾燈，照射距離也比白熾燈遠(yuǎn)得多，壽命遠(yuǎn)長于白熾燈，并且便于維護(hù)，因此鐵路系統(tǒng)的信號(hào)機(jī)設(shè)備絕大多數(shù)都采用LED 燈。此外，信號(hào)機(jī)還可以對(duì)自身情況進(jìn)行檢測(cè)，記錄和顯示工作狀態(tài)，不用專門的檢修就可以提前發(fā)現(xiàn)信號(hào)機(jī)存在的故障，及時(shí)排除故障隱患。

1.2 轉(zhuǎn)轍信號(hào)源

轉(zhuǎn)轍信號(hào)源對(duì)于列車的安全行駛至關(guān)重要，轉(zhuǎn)轍機(jī)在列車行駛中的作用:①通過轉(zhuǎn)轍機(jī)可以對(duì)道岔的方位進(jìn)行定位或者是反位，也就是確定道岔的位置；②轉(zhuǎn)轍機(jī)接收到轉(zhuǎn)轍控制指令后，自動(dòng)對(duì)道岔進(jìn)行轉(zhuǎn)位，保障列車按計(jì)劃的路線行駛；③準(zhǔn)確地確定道岔的位置，在完成尖軌和基本軌道對(duì)接后發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，提醒列車已經(jīng)對(duì)接完成可以安全通過；④在道岔軌道發(fā)生故障的情況下，通過傳感器及時(shí)將故障信息傳送至信號(hào)機(jī)械室設(shè)備。比如道岔在外力作用下發(fā)生位移會(huì)被傳感器檢測(cè)到，然后傳送到信號(hào)機(jī)械室發(fā)出警示報(bào)警信號(hào)。

轉(zhuǎn)轍機(jī)工作過程:轉(zhuǎn)轍機(jī)接收到變軌信號(hào)后啟動(dòng)電機(jī)設(shè)備，電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)摩擦連接器，在摩擦連接器的作用下開始運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)軌道做水平運(yùn)動(dòng)，使道岔發(fā)生轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)轍機(jī)的工作原理與轉(zhuǎn)轍信號(hào)源以及轉(zhuǎn)轍信號(hào)關(guān)系密切，只有了解掌握轉(zhuǎn)轍設(shè)備以及轉(zhuǎn)轍信號(hào)，才能更好的了解轉(zhuǎn)轍設(shè)備，并及時(shí)對(duì)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

1.3 軌道信號(hào)源

軌道電路是鐵路系統(tǒng)最基本的信號(hào)之一，是列車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行最關(guān)鍵的因素。軌道電路可以對(duì)列車行進(jìn)位置進(jìn)行精確定位，并將定位信息在信號(hào)機(jī)上顯示。與此同時(shí)，列車通過軌道電路也可以及時(shí)獲取運(yùn)行軌道上的各種信息，通過軌道電路將列車與地面緊密聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的有效的控制。目前，列車軌道信號(hào)源主要包括開路電路和閉路電路，通常結(jié)合列車行進(jìn)的軌道進(jìn)行劃分，此外還結(jié)合牽引電流性質(zhì)的差異，軌道電路還包括交流牽引電路及直流牽引電路等。軌道電路的種類及性質(zhì)與軌道信號(hào)設(shè)備的維護(hù)息息相關(guān)，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備進(jìn)行安全管理，必須深入了解軌道電路的結(jié)構(gòu)、組成、種類及作用。

2 鐵路信號(hào)設(shè)備性能與故障分析

2.1 鐵路信號(hào)設(shè)備故障分類

（1）硬件故障。鐵路信號(hào)設(shè)備絕大多數(shù)是電子設(shè)備，內(nèi)部電子電路中包括各種電阻、電容、電感以及三極管、二極管、放大器等元器件，數(shù)字電路還包括各種邏輯元器件。這些元器件長期在嚴(yán)酷環(huán)境下工作，由于灰塵、老化等各種因素的影響，難免會(huì)發(fā)生故障。通過實(shí)踐總結(jié)出硬件故障占據(jù)故障類型的絕大多數(shù)。

（2）軟件故障。鐵路信號(hào)設(shè)備是由硬件和軟件組成的系統(tǒng)。元器件問題引發(fā)的故障通常屬于硬件故障，此外，軟件故障也是十分常見的故障類型。鐵路信號(hào)的發(fā)出、接收以及響應(yīng)，由信號(hào)系統(tǒng)的軟件自動(dòng)設(shè)置完成，如果軟件存在邏輯關(guān)系錯(cuò)誤，或者由于工作人員的疏忽使軟件進(jìn)行邏輯運(yùn)算時(shí)存在故障，錯(cuò)誤的邏輯關(guān)系會(huì)造成信號(hào)機(jī)所發(fā)出信號(hào)的混亂，無法順利或者正確地發(fā)出信號(hào)，或者無法對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)。

（3）內(nèi)部數(shù)據(jù)故障。內(nèi)部數(shù)據(jù)故障在鐵路信號(hào)故障中也占據(jù)一定的比例。內(nèi)部數(shù)據(jù)指的是鐵路信號(hào)設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)，包括信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路設(shè)備采集的數(shù)據(jù)或者是內(nèi)部的某些參數(shù)或者是信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)處理過程中就會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，邏輯運(yùn)算結(jié)果將無法預(yù)知，發(fā)出的信號(hào)可能無法預(yù)知，最后可能會(huì)產(chǎn)生無法預(yù)計(jì)的后果。此外，通?？梢愿鶕?jù)故障發(fā)現(xiàn)的難易程度、將故障類型分為隱性的和顯性的。其中顯性故障發(fā)生后易于發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)后也便于及時(shí)排除。但隱性故障卻不易發(fā)現(xiàn)，平時(shí)也能正常發(fā)出及接收部分信號(hào)，一旦發(fā)生故障就會(huì)給系統(tǒng)造成嚴(yán)重的紊亂，使信號(hào)設(shè)備發(fā)出不準(zhǔn)確的信號(hào)甚至發(fā)生故障。上述故障一部分是由系統(tǒng)硬件或軟件故障導(dǎo)致的、也就是系統(tǒng)自身原因?qū)е碌?，另一部分是由于人為因素?dǎo)致的，對(duì)于信號(hào)設(shè)備的安全管理，要充分認(rèn)識(shí)好兩種不同類型的故障，并采取合理的解決措施。

2.2 信號(hào)機(jī)維護(hù)注意事項(xiàng)

信號(hào)機(jī)正常工作期間故障警示燈不會(huì)亮起，只有在信號(hào)機(jī)發(fā)生故障的情況下，各種故障警示和提示燈才會(huì)亮起。信號(hào)機(jī)設(shè)備不能在出現(xiàn)故障后才對(duì)其進(jìn)行檢修，而是要定期檢修，確保其正常工作。如果遇到惡劣天氣比如雨雪天氣，需要提前檢查信號(hào)機(jī)設(shè)備的外殼以及內(nèi)部的關(guān)鍵電路，將信號(hào)機(jī)的機(jī)箱打開看其內(nèi)部是否有雨水或者其他損壞情況。檢修完畢關(guān)閉機(jī)箱蓋子時(shí)避免導(dǎo)線相互連接對(duì)內(nèi)部設(shè)備造成損壞，并將機(jī)箱兩側(cè)的螺母擰緊將機(jī)箱內(nèi)的設(shè)備和外部的雨水隔離開來，避免密封不嚴(yán)導(dǎo)致漏水現(xiàn)象。在信號(hào)機(jī)檢修過程中，可以將設(shè)備的電壓、電流作為一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，電壓、電流能反映出信號(hào)機(jī)設(shè)備的很多故障，也就是多種故障發(fā)生時(shí)都會(huì)導(dǎo)致線路中的電壓、電流出現(xiàn)顯著變化，因此每月至少對(duì)信號(hào)機(jī)設(shè)備進(jìn)行兩次檢測(cè)，如果電壓、電流值超出正常值，應(yīng)立即對(duì)信號(hào)機(jī)設(shè)備進(jìn)行檢修并排除故障。當(dāng)微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)到信號(hào)機(jī)發(fā)出的信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)發(fā)出警報(bào)，這時(shí)應(yīng)對(duì)LED 燈兩側(cè)的電壓以及流經(jīng)LED 的電流進(jìn)行檢測(cè)，并及時(shí)更換損壞的元器件。

2.3 轉(zhuǎn)轍機(jī)維護(hù)注意事項(xiàng)

轉(zhuǎn)轍機(jī)的維護(hù)方式是定期巡檢，對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)的外殼以及內(nèi)部的電路和功能進(jìn)行檢查，同時(shí)要對(duì)鐵路道岔導(dǎo)軌的貼合程度進(jìn)行檢查，保證尖軌和基本軌密貼良好符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。檢查尖軌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確保無異聲和摩擦卡頓現(xiàn)象，并且在列車經(jīng)過轉(zhuǎn)轍機(jī)的過程中，檢查轉(zhuǎn)轍機(jī)上下起伏狀態(tài)，確保其起伏程度不超出正常值。檢查轉(zhuǎn)轍機(jī)外及內(nèi)部螺母是否有松動(dòng)。需要特別注意的是，轉(zhuǎn)轍機(jī)剛開始使用的過程中，巡檢次數(shù)一定要相對(duì)多一些，因?yàn)殚_始使用階段是轉(zhuǎn)轍機(jī)最容易出現(xiàn)故障的時(shí)期，經(jīng)過一段時(shí)間的高頻次檢查沒有發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，再對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)備按正常巡檢次數(shù)進(jìn)行檢查。

2.4 軌道電路維護(hù)注意事項(xiàng)

檢查軌道電路主要是檢查岔區(qū)中的跳線以及軌道連接線。檢查內(nèi)容包括機(jī)箱是否損壞、軌道固定螺母是否松動(dòng)，電線是否磨損、擠壓等絕緣層損壞的情況。需要特別注意的是，如果軌道電路中的灰塵過多也會(huì)對(duì)電路的正常運(yùn)行造成一定影響，因此要仔細(xì)檢查機(jī)箱內(nèi)部外部積塵情況，發(fā)現(xiàn)積塵及時(shí)清理，但在清理灰塵過程中特別注意不要觸碰線路，避免觸電以及短路事故的發(fā)生，可以使用小型吹風(fēng)機(jī)對(duì)灰塵進(jìn)行清理。軌道電路檢查清理完畢后，需要對(duì)每次清理情況做記錄并責(zé)任到人，以確保檢查清理工作切實(shí)做好，避免故障的發(fā)生。

3 鐵路信號(hào)設(shè)備維護(hù)與安全管理措施

3.1 強(qiáng)化鐵路信號(hào)設(shè)備維護(hù)的重要性與安全責(zé)任意識(shí)

首先要讓員工意識(shí)到鐵路信號(hào)設(shè)備維護(hù)的重要性，可以通過安全培訓(xùn)、每周例會(huì)，還可以組織觀看由于鐵路信號(hào)問題引發(fā)的鐵路事故教育影片。這些主題教育活動(dòng)要形成工作制度，定期向員工灌輸鐵路信號(hào)設(shè)備的重要性，增強(qiáng)其安全的意識(shí)。此外，還要向員工宣傳安全責(zé)任意識(shí)，在明確工作職責(zé)時(shí)務(wù)必做到班組間的無縫銜接，工作交接過程中要將問題講明白，接班班組注意檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否與描述一致，以確保設(shè)備的無問題交接和問題交接，從而將發(fā)生事故的可能性降到最低。同時(shí)向每位工作人員傳達(dá)此項(xiàng)工作的職責(zé)以及應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。

3.2 信號(hào)設(shè)備的設(shè)計(jì)與施工

鐵路信號(hào)設(shè)備的正常工作與設(shè)備的設(shè)計(jì)與施工有非常直接的關(guān)系。信號(hào)設(shè)備設(shè)計(jì)、施工合理，可以避免很多問題與故障的出現(xiàn)，因此在確定信號(hào)設(shè)備設(shè)計(jì)與施之前，要加強(qiáng)對(duì)信號(hào)設(shè)備的理解以及對(duì)施工方案的考察。正式施工前需要和施工單位進(jìn)行協(xié)商，施工成本、環(huán)境以及技術(shù)等方面召開專家認(rèn)證會(huì)，對(duì)方案的合理性和可行性進(jìn)行綜合論證。從事信號(hào)設(shè)備的相關(guān)人員要對(duì)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)有較為詳細(xì)的了解，施工過程中必須嚴(yán)格按照既定的施工方案進(jìn)行，如果確實(shí)存在需要變更的地方，要組織設(shè)計(jì)、施工部門以及相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)改進(jìn)方案進(jìn)行重新論證。此外，施工前還應(yīng)對(duì)施工過程以及施工地區(qū)的環(huán)境地質(zhì)等因素進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，對(duì)相關(guān)市場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，充分考量影響施工質(zhì)量以及施工進(jìn)度的各種因素，并制定突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案和措施，盡量減少施工過程中出現(xiàn)的變更以降低成本。

3.3 施工建材管理

鐵路信號(hào)設(shè)備能否正常工作，施工材料質(zhì)量也是非常關(guān)鍵的因素。為確保鐵路信號(hào)設(shè)備施工質(zhì)量，要對(duì)涉及的各種材料進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。首先要對(duì)材料供應(yīng)商的渠道進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格考察進(jìn)貨廠家的資質(zhì)以及產(chǎn)品質(zhì)量。另外，不僅在進(jìn)貨之初對(duì)建材進(jìn)行嚴(yán)格檢查，施工過程中也要定期對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行檢查，避免材料出現(xiàn)問題?？梢岳矛F(xiàn)代的信息管理系統(tǒng)對(duì)材料的采購、使用及庫存等情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不僅能優(yōu)化管理流程，還能提高管理效率，此外，各種管理過程中的信息也便于存檔，便于后期對(duì)材料的采購、使用過程進(jìn)行調(diào)查。

3.4 信號(hào)設(shè)備巡檢協(xié)作

信號(hào)設(shè)備巡檢中最重要是巡檢團(tuán)隊(duì)與班組之間的相互協(xié)調(diào)配合，而相互配合好的前提是明確自身責(zé)任，對(duì)于信號(hào)設(shè)備巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題要及時(shí)處理，處理不完的要及時(shí)告知接班班組，避免出現(xiàn)交接疏忽導(dǎo)致的信號(hào)設(shè)備故障。

4 結(jié)語

雖然鐵路信號(hào)設(shè)備的組成相對(duì)簡(jiǎn)單，但鐵路信號(hào)設(shè)備的安全持續(xù)運(yùn)行，關(guān)系到人們生命財(cái)產(chǎn)的安全，相關(guān)工作人員必須明確自己的責(zé)任，提高專業(yè)能力，嚴(yán)格按照既定程序?qū)﹁F路信號(hào)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和管理，確保設(shè)備的安全正常運(yùn)行。