地铁信号系统设备维护的改进研究

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摘要：地铁为人们出行提供了便利，在很大程度上缓解了城市路面交通的压力。地铁信号系统关系到一个城市的地铁系统能否正常运行，也关系到人们出行是否方便安全。地铁信号系统的运营不当和维护不及时会导致地铁事故发生。本文首先分析了信号系统出现问题导致的危险因素，接下来详细阐述了关于地铁信号设备维护的思考，希望通过本文的分析研究，给行业内相关人士以借鉴和启发。
关键词：地铁信号；运营维护；管理
近年来，我国城市轨道交通事业飞速发展，运营里程不断增加，CBTC（基于通信的列车控制）的信号系统已得到广泛应用，运营的安全性、高效性日益受到重视，以往靠人力投入缓解运营管理及维护压力的方法逐渐不适应运营现状。为了提高维修效率、缩短地铁信号设备的故障恢复间隔，实现故障预判、制定合理的预防性维护策略需要利用计算机、网络和通信技术完成对地铁信号系统所有设备的在线监测、智能诊断及数据挖掘共享。在此需求之下，对整个信号系统设备状态监测和维护的辅助工具—信号维护支持系统应运而生。
1信号系统出现问题导致的危险因素
1.1系统失灵导致事故发生
在各地的地铁事故调查中发现，系统失灵主要是由于地铁系统设备受到电机牵引产生的谐波电流、外界存在的电磁波、摩擦产生的静电、雷雨天气被雷击及杂散电流腐蚀等的干扰和破坏，使其出现故障甚至损坏，进而导致地铁信号破坏或丢失。此外，湿度和温度对地铁信号的影响也较大。南方及沿海地区的梅雨季节或台风暴雨季节时，地铁内空气中湿度增加，易导致电子元件受潮，甚至被浸水。进而导致其失灵或损坏。温度和湿度过高、过低及剧烈变化时，地铁信号系统相关元件的电气参数易发生变化，特别是当设备受到震动后，易出现弱电设备元件接点脱落、接插件松动等问题导致元件接触不良，甚至是使部件损坏而导致系统失灵。
1.2硬件设施对系统运行状况的影响
系统硬件设备的质量决定了系统的运行状况。当系统硬件设备质量较低或性能不稳定时，会导致其使用寿命较短、抗干扰能力弱等问题。硬件设备影响系统时，一般会导致各站点与控制中心失去通信联系，情况严重时甚至会使整个地铁线路瘫痪。当信号系统的电子元件和相应设备散热不良、故障、线路老化及使用不当时都易出现火灾等事故，严重影响系统运行和行车安全。此外，相应系统衔接不当可导致信号设备及各种元件受损；线路布置不当会导致系统非正常运行；隧道内托板架有时会侵入设备限界或车载天线超出车辆限界等，这些情况都会使得车载信号设备损坏，导致意外事故发生。
2 关于地铁信号设备维护的思考
2.1信号机房环境建设与维护
机房建设是一个系统工程，应切实做到从工作需要出发，使电子计算机机房设计及建设以确保电子计算机系统稳定可靠运行及保障机房工作人员有良好的工作环境为工作目标，兼顾技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。电子设备机房室内装饰应选用气密性好，不启尘、易清洁，并在温湿度变化作用下变形小的材料。电子设备机房应配置相应的空气调节系统，能保持恒温、恒湿的环境。在实际地铁建设过程中，由于工期紧、受资金限制等因素，往往地铁建设方并没有充分重视环境因素对于设备系统的危害程度，为了赶工期，土建刚刚基本完工，相关设备单位就进入施工现场进行设备安装调试工作，但此时相关电缆孔洞、空调通风系统尚未调试完成，防尘措施不完善，往往会造成一些工控机、设备板卡类的部分损坏。而且，在后期實际运营过程中，有些运营单位对于环境空调、机房孔洞管控也不到位。这些机房环境问题，如设备机房温度、湿度、防尘等危险因素逐渐侵蚀相关设备。大量运营故障历史数据表明，由于空调损坏，机房温湿度升高，机房防尘不好造成的工控机、板卡类故障占较大比例。按照相关运营维护经验，虽然运营设备维护方在机柜清扫检查工作中做了大量工作，但环境对设备造成的损坏已很难弥补，在相关板卡工控机回厂检验后，均认定为环境造成，因此无论从建设、运营角度都应对机房环境问题给予充分的重视，运营要与建设彻底分离，运营单位要以运营的验收标准进行验收，不合格的坚决不允许进行验收接管。同时运营单位的房建维修部门要充分重视设备维护单位的机房管理要求，对设备维护单位提出的要求要快速高标准地进行修复。运营单位应以高标准建设机房，以高质量做好机房环境维护，才能有效降低信号设备的故障率，提高信号设备的使用寿命，减少对运营的影响 。
2.2要配置好维修装置
维修装置主要是指维修工具和相关仪表及仪器。维持系统正常工作的测试设备和专用工具应该由信号系统供货商提供。ATS 系统在控制中心设有维护终端，用于提供 ATS 控制中心和站台一切元件的检测和故障报告信息。微机采样单元设立在设备集中站，对ATP/ATO 的地面相关设备，微机联锁设备以及基础信号设备，电源的电压是否断相或断电及接地状况的检测与故障报警等情况进行相关采样。
2.3 对系统安全保障的要求
对系统安全保障的措施如下：使用不间断电源 UPS 设备给系统统一供电，并按一级负荷供电；通过车上的直流电源直接给车上设备供电或可通过经变流设备供电；信号系统的相应线路应该采用阻燃、无毒以及抗腐蚀性材料作套电缆，这是由于电线电缆出现火灾时会产生毒气和浓烟，如果火灾发生后，燃烧产生气体给救援工作和乘客的逃生造成不便；地面电缆采用直埋或管道方式敷设；对高架和地面线的相应室外信号设备以及和外线相连的室内信号设备设置必要的防雷设施，可以通过建立工作地线、保护地线、屏蔽地线及防雷电地线来进行保护。接地系统可以依据施工状况分为综合接地系统和分设接地系统。
2.4人力成本最优
结合组织架构及设备维护保养模式，实现人员配置数量合理并相对集中，便于人员管理。因涉及跨线维护及抢险，所以对人员技能水平要求较高，应实现多线路的管理；同一专业人员要掌握不同线路设备系统的基本原理、功能、日常检修操作及应急情况下的故障快速恢复，部分人员要掌握对应的多线路多专业设备系统应急情况下的故障快速恢复。
3结语
地铁安全性问题是运营商着重解决的问题。其中，地铁信号的运营和维护关系到地铁能否正常工作，也关系到乘客的生命安全。因此，系统分析影响系统运行及导致故障的原因，从技术和管理层面规划、完善好地铁的设计、施工及管理，全面建设相关维修体系，加强日常运营管理，同时建立完整的运行系统及相关维修设备与程序，才能让地铁高速安全稳定地运行。
参考文献：
[1] 陈利东.高速铁路信号工程建设问题分析与探讨[J].中国铁路，2015（5）： 41-43.
[2] 王红光.浅谈地铁信号运营维护管理[J].科技风，2010（15）：276-278.
[3] 乔天彪.铁路设备维修问题与对策探讨[J].科技创新与应用，2016（14）：121.
（作者单位：成都地铁运营有限公司维保分公司信号二车间）