鐵路信號控制系統(tǒng)故障導(dǎo)向安全問題分析

雷遠明

摘 要：鐵路是陸地交通運輸?shù)闹饕ぞ咧?，在推動交通運輸業(yè)的發(fā)展、促進地方經(jīng)濟繁榮、推動各區(qū)域社會文化交流等方面，發(fā)揮了極為重要的作用。隨著我國鐵路網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，國內(nèi)各地之間交通更為便捷，聯(lián)系更加緊密。鐵路信號控制系統(tǒng)是保障列車正常運行的重要環(huán)節(jié)，對降低鐵路運輸故障、保障社會安全等方面具有重大的現(xiàn)實意義。本文分析了鐵路信號“故障—安全”的概念，并研究了鐵路信號控制系統(tǒng)安全性的措施。

關(guān)鍵詞：鐵路;信號控制系統(tǒng);故障;導(dǎo)向安全

中圖分類號：U284 文獻標識碼：A

0 前言

現(xiàn)代鐵路通信信號技術(shù)逐漸向智能化、一體化的方向發(fā)展。鐵路信號設(shè)備是保障鐵路運輸安全的重要設(shè)施。對于鐵路信號控制系統(tǒng)的故障問題，相關(guān)工作人員應(yīng)提起重視，及時檢查判斷故障來源，并對其進行處理，以確保鐵路的正常運行。

1 鐵路信號“故障—安全”

“故障—安全”指的是當(dāng)鐵路信號設(shè)備內(nèi)部發(fā)生故障時，設(shè)備動作的后果是安全的。這一原則對鐵路信號控制系統(tǒng)有極其重要的作用，能夠保證無論何種故障發(fā)生，系統(tǒng)都能輸出安全的結(jié)果。若設(shè)備故障后，讓運行中的列車繼續(xù)運行，是危險的。因而，鐵路信號控制系統(tǒng)的安全結(jié)果，是控制“車?！钡闹甘净騽幼?。

鐵路信號系統(tǒng)中，是利用顏色、形狀、儀表等方式，來向列車與管理人員提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。鐵路信號系統(tǒng)故障維護是電務(wù)工作的重要內(nèi)容，對于系統(tǒng)故障要及時采取技術(shù)手段予以消除，以保障鐵路信號系統(tǒng)的正常運行，確保行車安全。

鐵路信號系統(tǒng)內(nèi)，若設(shè)備發(fā)生故障，依然會對列車發(fā)出正確命令，以完成信號系統(tǒng)的基本任務(wù)。當(dāng)系統(tǒng)因故障而發(fā)出錯誤指令，列車繼續(xù)運行，會釀成嚴重的安全事故?！肮收稀踩痹瓌t的應(yīng)用，讓鐵路信號控制系統(tǒng)故障時，能夠及時阻止列車運行，避免發(fā)生安全事故。因而，鐵路信號控制系統(tǒng)需隨時保障其指令的正確，這樣才能有效維護鐵路車輛的運行安全，避免因系統(tǒng)故障而造成安全事故。

2 提高鐵路信號控制系統(tǒng)安全性的方式

現(xiàn)代鐵路信號控制已從原本的機電控制轉(zhuǎn)變成綜合控制系統(tǒng)，對保障“故障—安全”的實現(xiàn)具有更重要的作用。

2.1 采取綜合安全性冗余方式

高速鐵路的信號控制設(shè)備，包括CTC控制系統(tǒng)、列車運行控制系統(tǒng)等，各系統(tǒng)間相對獨立，同時又有緊密的聯(lián)系。為提高鐵路信號控制系統(tǒng)的安全性，應(yīng)設(shè)計安全性冗余環(huán)節(jié)，將鐵路信號控制設(shè)備中的各系統(tǒng)全部納入其中，當(dāng)有任一子系統(tǒng)輸出安全信息，綜合控制系統(tǒng)都會輸出“減速或停車”指令，以實現(xiàn)“故障—安全”。

2.2 增加“丟車”檢查功能

過去發(fā)生的高鐵追尾事故中，當(dāng)時前方運行車輛占用信息被覆蓋，“丟車”現(xiàn)象發(fā)生，造成后面列車的追尾。理論上，運行過程中的列車是不可能出現(xiàn)丟失現(xiàn)象的，當(dāng)出清一個區(qū)段，即會步入下一個區(qū)段。但“丟車”現(xiàn)象的發(fā)生，意味著信號控制系統(tǒng)存在故障，這就需要現(xiàn)代鐵路信號控制系統(tǒng)增加“丟車”檢查功能。這樣，在“丟車”發(fā)生后，綜合系統(tǒng)就會向后續(xù)列車發(fā)出停車指令，避免追尾事故的再次發(fā)生。

2.3 增加機頭、機尾防護設(shè)備

鐵路信號控制系統(tǒng)發(fā)展至今，已形成了一套功能完善的綜合性控制系統(tǒng)，但依然無法徹底避免列車追尾或正面沖突事故的發(fā)生。因而，應(yīng)在信號控制系統(tǒng)外，向列車頭部與尾部，額外增加一套防護設(shè)備。這樣，當(dāng)前后兩輛列車進入安全范圍之內(nèi)時，就可利用無線設(shè)備或鋼軌，向兩輛列車發(fā)送警報信息，列車接受到相撞危險信息提示后，即刻啟動緊急制動并馬上報警。這種防護措施是當(dāng)下避免列車相撞的最佳方式，在實踐階段存在一些難點。要通過深入的研究與實驗工作，將防干擾因素納入其中?，F(xiàn)階段可在列車尾部安裝監(jiān)視設(shè)備，使其能夠監(jiān)測到較大范圍內(nèi)的動態(tài)，或在車尾配置顏色特殊的閃光燈，也會在一定限度上降低列車追尾或正面相撞事故的發(fā)生幾率。

2.4 提高系統(tǒng)安全性

航空運輸與鐵路運輸相比，前者具有更大的危險性。航空“故障—危險”概率較大，但實際上，真正發(fā)生“危險失效”的幾率卻很低，遠遠低于鐵路運輸。原因是航空運輸采取多個發(fā)動機手段，較其他運輸方式具有更安全的運輸效果。類似的設(shè)計可應(yīng)用在鐵路運輸系統(tǒng)中，以減少鐵路運輸事故?，F(xiàn)代鐵路信號控制系統(tǒng)在車站聯(lián)鎖等系統(tǒng)中，確實采用了多種冗余設(shè)備，以提高系統(tǒng)可靠性。但為進一步保障列車運行安全，應(yīng)在CTC等子系統(tǒng)中，增加更多的冗余設(shè)備。這樣，在故障發(fā)生后，能夠通過自動切換，來減少系統(tǒng)故障發(fā)生的可能性，維護列車運行安全。此外，還應(yīng)對鐵路信號控制系統(tǒng)進行進一步優(yōu)化調(diào)整，增加耐高壓、耐強磁等破壞性試驗，使信號控制系統(tǒng)在極端條件下，依然能保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)，提高系統(tǒng)的可靠性，從而實現(xiàn)其保障鐵路運輸安全的設(shè)計目標，有效規(guī)避危險事故。

3 鐵路信號安全控制系統(tǒng)的研究發(fā)展歷程

國內(nèi)外對列車安全控制的研究項目眾多，其中，北美在幾十年前就開發(fā)了無線信號手段來控制列車。此后，北美利用數(shù)字通信手段，實現(xiàn)了對列車實時信息的掌握和控制。無線通信的鐵路信號系統(tǒng)，在當(dāng)代依然是研究的重點，此系統(tǒng)能夠清晰、準確地顯示運行中列車的位置、速度等信息，并能與行駛中的車輛設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互及控制，能夠在保障列車安全運行的情況下，盡量提高列車密度。

在列車的行駛過程中，會面臨著暴雨、大雪、地震、雷電等多種極端天氣和其他復(fù)雜的外界環(huán)境因素，這些因素都會在不同程度上干擾列車的運行控制系統(tǒng)。在過去列車運行速度較低的年代，極端環(huán)境對鐵路運輸影響程度較小。但在當(dāng)代高速列車發(fā)展的時代，復(fù)雜自然環(huán)境會對列車的安全運行產(chǎn)生非常嚴重的干擾作用，輕則使列車停運，重則引發(fā)大規(guī)模安全事故。因而，鐵路信號安全控制系統(tǒng)需要加強對極端天氣及自然災(zāi)害的專項研究，深入探索這些自然因素對列車運行所造成的影響，以便于主動探測自然災(zāi)害下的鐵路故障情況，從而保證列車運行安全。此外，還應(yīng)增加對異常線路條件下的研究，考慮到鐵路信號安全控制系統(tǒng)在設(shè)計、實施階段可能遇到的問題，結(jié)合實際情況對其進行不斷分析與改進，以解決現(xiàn)有問題。

現(xiàn)代列車運行控制方式一般是集中控制，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能導(dǎo)致信號安全控制系統(tǒng)計算失敗，造成安全事故發(fā)生。因而，應(yīng)在當(dāng)代計算基礎(chǔ)上，開發(fā)智能性更高、更具自主性的通信方式，讓相鄰的前后兩輛列車之間，利用列車自主定位和自主傳遞等方式，繞過控制中心直接展開通信，使車載設(shè)備能夠自主進行計算并完成緊急預(yù)警，來控制列車運行。利用這種技術(shù)，可將前后車的位置、速度等信息進行相互傳遞，并可讓前車主動向后車發(fā)送碰撞警告、道路信息通告等咨詢，通過鐵路運行的自主智能控制，來保障列車運行安全。

4 結(jié)束語

鐵路信號控制系統(tǒng)的可靠性，對保障列車運行安全、減少鐵路運輸事故有著極其重要的作用。需注意設(shè)備的維護工作，避免設(shè)備維修養(yǎng)護工作不到位而導(dǎo)致設(shè)備自身發(fā)生故障或不滿足設(shè)計使用時限等情況，進一步提高信號控制系統(tǒng)的導(dǎo)向安全性。

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