基于地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)技術(shù)思路分析

陳生道

摘要：本文主要分析了地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)技術(shù)在我國當(dāng)下地鐵站內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了一種全新的信號系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)體系，該技術(shù)可以有效的解決地鐵內(nèi)部信號較弱的情況，同時(shí)，技術(shù)特有的信號維持作用以及安全穩(wěn)定性可以很好的提升地鐵站內(nèi)的信號強(qiáng)度。通過對地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究，以此來有效的拓展現(xiàn)有的地鐵信號設(shè)備部門發(fā)展方向和通道。

關(guān)鍵詞：地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備;維護(hù)技術(shù);應(yīng)用分析

1地鐵信號系統(tǒng)

地鐵信號系統(tǒng)從本質(zhì)上來說其實(shí)就是指城市軌道交通信號指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)在地鐵的運(yùn)營體系中占據(jù)著相對重要的地位，因?yàn)槲覈?dāng)下絕大多數(shù)城市內(nèi)部的地鐵都是由中央處理中心統(tǒng)一處理和運(yùn)營的。獨(dú)特的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)、車輛段信號控制系統(tǒng)等由多個(gè)先進(jìn)科技組成?？梢杂行У陌芽亓熊囍g的聯(lián)鎖、進(jìn)路控制、列車間隔控制、信息管理、調(diào)度指揮、設(shè)備工況監(jiān)測、維護(hù)管理等。也就是說，地鐵信號系統(tǒng)其實(shí)就是高度集中的綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)，本身具有完善的運(yùn)營機(jī)制。再加上地鐵特殊的運(yùn)行方式，使得地鐵信號系統(tǒng)在地鐵站內(nèi)的地位是相當(dāng)重要的，可以從根本上保證列車的定點(diǎn)抵達(dá)、行車正常指揮、現(xiàn)代化運(yùn)營。但是，由于地鐵運(yùn)輸情況的復(fù)雜多樣，往往站內(nèi)的信號系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，而搭載信號系統(tǒng)設(shè)備也會(huì)存在老化或者是失修的情況，從而導(dǎo)致地鐵信號系統(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使得地鐵列車的運(yùn)營出現(xiàn)問題，所以針對這些問題就需要實(shí)施一些維護(hù)技術(shù)，來保證地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定性，為了進(jìn)一步了解地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備的具體運(yùn)營情況和故障原因，就需要對地鐵信號自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行一定程度的了解，從而達(dá)到知己知彼百戰(zhàn)不殆的效果。

目前，地鐵信號系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)控制系統(tǒng)可以相應(yīng)的分為三種形態(tài)，即機(jī)車信號傳輸、閉塞布點(diǎn)傳輸、系統(tǒng)設(shè)備地域控制等。不同控制系統(tǒng)之間有著明顯的差異，比如說機(jī)車信號傳輸就是按照連續(xù)式和點(diǎn)式兩種形態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的控制，但是由于實(shí)際機(jī)車運(yùn)營情況的差異，所具備表現(xiàn)出的效果也大不相同，但是本身的傳輸效率是得以保證的。而根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備地域不同所區(qū)分的自動(dòng)控制系統(tǒng)是由多個(gè)核心系統(tǒng)設(shè)備所組成的，彼此之間具有相對獨(dú)立的運(yùn)營機(jī)制，但是互相又具有極強(qiáng)的聯(lián)系，就以我國當(dāng)下絕大多數(shù)的地鐵運(yùn)營情況來看，主要是由控制中心系統(tǒng)、車站和軌旁系統(tǒng)、車載系統(tǒng)、車場系統(tǒng)等，這些運(yùn)營系統(tǒng)會(huì)搭載對應(yīng)的設(shè)備，以此來保證不同系統(tǒng)之間可以獨(dú)立運(yùn)行又可以利用一些信號傳輸方式來進(jìn)行不同命令的傳遞和下達(dá)。最后則是閉塞布點(diǎn)控制方式，這種方式也是我國當(dāng)下地鐵主流使用的控制系統(tǒng)，即固定式和移動(dòng)式兩種，兩種控制方式所表現(xiàn)的控制效果都相當(dāng)優(yōu)異，根據(jù)不同的運(yùn)營情況可以表現(xiàn)出相應(yīng)的不同的控制作用。

1.1固定閉塞系統(tǒng)

其中固定閉塞系統(tǒng)主要是根據(jù)傳統(tǒng)軌道的自動(dòng)閉塞方式做進(jìn)一步優(yōu)化，根據(jù)牽引本身的參數(shù)計(jì)算來確定，這種方式的最大特點(diǎn)就在于當(dāng)布點(diǎn)位置確定之后就會(huì)形成嚴(yán)密的閉環(huán)體系，而且不同布點(diǎn)之間的位置也不會(huì)輕易改動(dòng)。整體列車會(huì)以閉塞分方式來確定行車的最小間隔，而這種系統(tǒng)也被叫做ATC系統(tǒng)，可以最大限度的實(shí)現(xiàn)行車指揮和自動(dòng)控制的人為干預(yù)效果。同時(shí)，為了應(yīng)對列車不同的運(yùn)營情況，固定閉塞系統(tǒng)還相應(yīng)的劃分了速度碼和目標(biāo)距離碼兩種體系。速度碼體系技術(shù)的誕生時(shí)間比較早，本身的技術(shù)體系相對成熟，而且架設(shè)該項(xiàng)體系的成本也比較低，但是由于閉塞分區(qū)的限制，使得線路條件和列車性能方面會(huì)存在不足，某種程度上會(huì)降低現(xiàn)代列車的運(yùn)輸效率。導(dǎo)致這一原因出現(xiàn)主要是因?yàn)楣潭ㄩ]塞速度碼本身是普通的音頻軌道電路，自身的傳輸信息量是比較小的，同時(shí)，不同的閉塞分區(qū)只能相應(yīng)的傳輸一個(gè)信息代碼。而控制方式則可以劃分為入口控制和出口控制兩種方式，根據(jù)不同的出入口來實(shí)現(xiàn)速度命令碼的執(zhí)行和限制，通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)人為的追蹤運(yùn)行，從而形成一個(gè)完整的閉環(huán)信息運(yùn)輸體系，但是從整體效果來看，對于線路本身的通過能力會(huì)大大的減弱。

而目標(biāo)距離碼模式也是固定閉塞系統(tǒng)中重要的一環(huán)，如果把速度碼模式和目標(biāo)距離碼模式通過線形來進(jìn)行表示，那么速度碼就是臺階式而目標(biāo)距離碼則是曲線式的狀態(tài)。因?yàn)槟繕?biāo)距離碼模式會(huì)運(yùn)用音頻數(shù)字軌道電路和電纜環(huán)線以及多個(gè)設(shè)備的搭配進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，這就直接使得目標(biāo)距離碼模式的信息傳輸量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于速度碼模式，而且在實(shí)際的運(yùn)營過程中我們發(fā)現(xiàn)，距離碼模式的抗干擾能力也比較強(qiáng)。根據(jù)車載設(shè)備所反饋出的目標(biāo)距離、速度、線路狀態(tài)等可以實(shí)時(shí)的對列車進(jìn)行目標(biāo)距離模式下的人為干預(yù)操控，大大的增強(qiáng)了列車本身的運(yùn)輸效果，很好的提升了線路的通過效果。

1.2移動(dòng)閉塞系統(tǒng)

移動(dòng)閉塞系統(tǒng)是我國當(dāng)下地鐵信號自動(dòng)控制系統(tǒng)中的第二大運(yùn)營體系，相較于固定閉塞系統(tǒng)來說，移動(dòng)閉塞所采用的現(xiàn)代智能媒體科技技術(shù)會(huì)更多，比如說無線通信、波導(dǎo)、地面交叉感應(yīng)環(huán)線等設(shè)備的結(jié)合，可以實(shí)時(shí)的對列車控制設(shè)備進(jìn)行重要參數(shù)的傳輸。而中央處理部門會(huì)根據(jù)列車安全間隔計(jì)算出不同列車之間的最大車速以及一些重要的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)等。而且最關(guān)鍵的一點(diǎn)就在于移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)是不斷循環(huán)更新的，這就使得列車可以不間斷的收到實(shí)時(shí)反饋計(jì)算出的具體數(shù)據(jù)。

從本質(zhì)上來說，移動(dòng)閉塞系統(tǒng)其實(shí)就是列車和地面兩者的雙向數(shù)據(jù)通信體系，不同的地面信號設(shè)備搭配可以快速的獲得列車的具體位置信息。根據(jù)列車的運(yùn)行權(quán)限來進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，而列車會(huì)根據(jù)接收到的具體運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行速度曲線的判定，從而實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的定點(diǎn)停車，此時(shí)列車雙向運(yùn)行模式就會(huì)最大限度的發(fā)揮完全防護(hù)效果。但是，由于移動(dòng)閉塞系統(tǒng)在國內(nèi)的技術(shù)還尚不成熟，所以國內(nèi)大多數(shù)的地鐵仍然還是沿用固定閉塞系統(tǒng)。

2地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備故障因素

如果把地鐵比作是人體，那么地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備就好比是腦部器官，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控地鐵不同列車之間的形式狀態(tài)，根據(jù)問題來實(shí)時(shí)反饋故障代碼，從而保證列車的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，在實(shí)際地鐵運(yùn)營過程中我們發(fā)現(xiàn)，地鐵本身的體系是極為復(fù)雜的，不同的環(huán)境的影響機(jī)制下會(huì)導(dǎo)致地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備有時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，一旦發(fā)生地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備問題，就會(huì)誘發(fā)各自各樣的風(fēng)險(xiǎn)。目前，我國大多數(shù)地鐵運(yùn)營體制內(nèi)存在的故障因素主要有外部因素、設(shè)備因素、人為因素等。

其中外部因素主要是指自然外界的不可控因素，因?yàn)閷τ诘罔F來說，本身材質(zhì)和科技技術(shù)的存在，使得地鐵對于雷電、靜電效應(yīng)以及電磁波干擾等現(xiàn)象會(huì)更為敏感，再加上我國對于上述現(xiàn)象的預(yù)防和保護(hù)仍然還無法有效解決，當(dāng)外界因素干擾地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備達(dá)到一定程度之后，就會(huì)使得地鐵內(nèi)部的重要參數(shù)發(fā)生不規(guī)律現(xiàn)象，再加上地鐵本身所處環(huán)境比較潮濕，長期的潮濕環(huán)境下對于電子元件的影響也是相當(dāng)大的，當(dāng)發(fā)生腐蝕和受潮情況時(shí)，對于地鐵信號設(shè)備的威脅也是難以想象的。

設(shè)備因素也是導(dǎo)致地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備不穩(wěn)定的主要原因之一，因?yàn)榈罔F站內(nèi)的電子元件是相當(dāng)多的，很多電子元件在地鐵建設(shè)初期就已經(jīng)存在的，而工作人員對于不同電子元件的更新無法做到百分百更換，有些電子元件發(fā)生加速老化或者是散熱性不良的情況時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致信號設(shè)備的性能減弱或者是不穩(wěn)定等情況。

最后則是人為因素，這也是國內(nèi)地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備故障的最常見的影響因素，因?yàn)橄噍^于電子元件老化或者是自然外界因素來說，人為因素的干預(yù)發(fā)生概率會(huì)更高。因?yàn)楹芏嗟墓ぷ魅藛T自身的專業(yè)技能和知識都比較有限，有些工作人員對于一些重要設(shè)備和電子元件的操作還存在不熟悉的狀態(tài)，當(dāng)工作人員出現(xiàn)人為違規(guī)操作時(shí)，就會(huì)使得信號設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重的損耗事故，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使得信號設(shè)備無法正常運(yùn)行，需要進(jìn)行及時(shí)更換，同時(shí)，地鐵陰暗的環(huán)境下存在蟲鼠等災(zāi)害，對于電纜也是相當(dāng)大的威脅存在。

3基于地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)技術(shù)思路分析

結(jié)合上文，我們充分的分析了地鐵信號系統(tǒng)的相關(guān)概念和知識，并且還對地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備的故障影響因素進(jìn)行了一定程度的了解，為了保證地鐵信號系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要一些維護(hù)技術(shù)的引入。

我國對于地鐵的重視程度是不言而喻的，因此，根據(jù)不同城市之間的運(yùn)營情況，我國有著完善的地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)技術(shù)體系。

首先是安全隱患的預(yù)防檢測技術(shù)，這也是每一個(gè)地鐵站內(nèi)都會(huì)相應(yīng)搭建的維護(hù)技術(shù)，在不同地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備的重要核心位置安放參數(shù)檢測設(shè)備，對設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的把控，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)會(huì)第一時(shí)間將故障情況和原因進(jìn)行反饋，并呼叫相關(guān)的維修人員前往現(xiàn)場。

除此之外，安全事故案例庫和信號管理系統(tǒng)也是我國當(dāng)下地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)技術(shù)體系中重要的組成之一，安全事故案例庫是根據(jù)我國不同城市地鐵內(nèi)部所出現(xiàn)的安全事故整合而來，大多數(shù)的事故案例都被收納其中，當(dāng)出現(xiàn)類似的安全事故時(shí)，會(huì)第一時(shí)間有著具體的應(yīng)對措施實(shí)施。而信息管理系統(tǒng)本身是兼具監(jiān)控和運(yùn)轉(zhuǎn)的管理體系，可以對地鐵信號設(shè)備達(dá)到相當(dāng)強(qiáng)的保護(hù)效果。

4總結(jié)

綜上所述，地鐵信號系統(tǒng)設(shè)備在長期的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)設(shè)備故障的情況，而對于地鐵的運(yùn)營來說，信號系統(tǒng)設(shè)備的地位是極其重要的，為了有效的預(yù)防和解決信號設(shè)備故障，就需要進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉晨陽. 地鐵信號系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化通用性設(shè)備研究--以深圳地鐵為例[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（19）：2444.

[2] 劉建波. 基于可靠性的地鐵信號系統(tǒng)維修技術(shù)[J]. 商品與質(zhì)量，2018（15）：218.