白晨

摘 要：鐵路運輸作為世界上事故發(fā)生概率最小的運輸手段之一，已經(jīng)成為人們出行、貨物運輸優(yōu)先選擇的一種交通運輸方式。安全的運輸離不開軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)的支持，自鐵路誕生以來，這一問題就一直被世界廣泛的關(guān)注。本文針對軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)發(fā)展這一話題，首先介紹了軌道交通信號的基本構(gòu)成單元，又對軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展歷程和目前的狀態(tài)做了相關(guān)闡述，以希望人們能夠更好的了解軌道交通信號系統(tǒng)的安全技術(shù)。

關(guān)鍵詞：軌道交通信號系統(tǒng);安全技術(shù);發(fā)展歷程;發(fā)展現(xiàn)狀

0 前言

隨著人們出行和運輸需求的增加，越來越多的列車參與到鐵路運輸當(dāng)中，如何處理好各個列車之間的運行路線，保證列車運行安全，提高運輸效率一直是人們關(guān)注的話題。從原始的人工，到發(fā)展后的機械控制，再到現(xiàn)階段計算機軟件的運用，軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)一直跟隨著時代最先進技術(shù)的發(fā)展，逐步建立起更準確、更全面的，更完善的信號系統(tǒng)安全技術(shù)[1]。

1 軌道交通信號系統(tǒng)的基本構(gòu)成單元

區(qū)間信號系統(tǒng)是為了防止列車之間發(fā)生沖突，將鐵路線劃分為不同區(qū)間來進行管理的一種傳統(tǒng)信號系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，會將整條鐵路按照一定的距離和狀態(tài)劃分為若干區(qū)間，如果在某個區(qū)間內(nèi)有列車存在，則這個區(qū)間內(nèi)的信號燈就指示不能開放，成為閉塞狀態(tài)。如果區(qū)間內(nèi)沒有列車的存在，系統(tǒng)就指示為允許通行。當(dāng)然，也可以將區(qū)間在劃分為更小的區(qū)間進行管理，只要保證列車有安全的車距就可以，這樣可以保證列車運行安全的同時，又可以提高運輸效率，所區(qū)間間距的把握是這個系統(tǒng)的重點。

車站信號系統(tǒng)也是軌道交通信號系統(tǒng)的基本構(gòu)成單元，而且車站信號系統(tǒng)與區(qū)間信號系統(tǒng)有一定的相似處，就是可以將車站看成一個特殊的區(qū)間，同樣也需要保證進路的空閑，其中，所謂進路就是車站內(nèi)的線路。當(dāng)然，兩者也有不同點，車站信號系統(tǒng)更加復(fù)雜，除了考慮線路空閑問題，還要考慮進路道岔是否連接正確，是否與其他列車的進路選擇發(fā)生沖突。只有這些方面都能達到要求，信號才能指示允許通行，同樣，只要有一項出現(xiàn)問題，車站信號立即鎖閉。在列車駛?cè)胲囌竞?，這一條通路的信號就會立即關(guān)閉，直到列車駛出車站，相對應(yīng)的線路才能夠解鎖，因此這一系統(tǒng)的要點是統(tǒng)一好道岔、進路和信號指示之間的邏輯關(guān)系。

軌道交通信號系統(tǒng)的基本構(gòu)成單元還包括其他的列車控制系統(tǒng)，其中最主要的是列車超速保護、自動運行和停車系統(tǒng)以及機車標志信號。通過列車自身的各種信號系統(tǒng)同步判斷，反饋正確的列車狀態(tài)信息到列車運行管理的控制中心，才能做出最正確的運行指揮，從而保證列車的運行安全。

2 信號系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展歷程

2.1 安全技術(shù)概念的提出

安全技術(shù)是在實際的列車運行流程中是必不可少的，它是降低事故概率，減少事故損失的必要手段，因此安全技術(shù)是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物。早在第一條鐵路出現(xiàn)時，安全問題就被人們廣泛關(guān)注，但相關(guān)概念還未成體系，也沒有明確的定義。由于技術(shù)條件的限制，最初的信號是由蠟燭來完成的，蠟燭點亮意味停車，蠟燭熄滅指示可以通行。但是由于蠟燭光十分微弱，而且十分不穩(wěn)定，容易受到自然環(huán)境的影響而給予駕駛員錯誤的信息指示，這些種種弊端導(dǎo)致不少慘案的發(fā)生，這些血的教訓(xùn)引起了人們對信號系統(tǒng)安全技術(shù)的深思，安全技術(shù)的概念也就被正式提出。

2.2 信號系統(tǒng)安全技術(shù)的理論發(fā)展

信號系統(tǒng)安全技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾百年，在不同的時代下，他有不同的定義，我們從他的專業(yè)名稱上就可以發(fā)現(xiàn)他們的技術(shù)目標。在發(fā)展初期，安全技術(shù)關(guān)注的是儀器部件和故障風(fēng)險發(fā)生危險的預(yù)防，從名稱上故障-安全技術(shù)上就能看出，它的目的是為了在儀器部件發(fā)生風(fēng)險時，依舊可以保證運行處于安全狀態(tài)，重視的是儀器本身的問題和某一項的故障處理。到后來，信號系統(tǒng)安全技術(shù)又被稱為安全計算機技術(shù)，從其英文名稱Vital的解釋中可以看出，這一階段人們更加關(guān)注人的生命安全，是對安全的進一步加深，而且開始運用當(dāng)時新興的計算機技術(shù)?，F(xiàn)在使用的安全苛求系統(tǒng)，已經(jīng)成為計算機系統(tǒng)獨立研究的一個分支，具有更高的研究定位。這一理論是在允許風(fēng)險發(fā)生的同時極力找到安全相關(guān)系統(tǒng)以保證風(fēng)險發(fā)生時有一定的措施可以及時補救，同時，這一理論已經(jīng)不再是專注于單一安全技術(shù)，而是一個成系統(tǒng)的安全標準制定、設(shè)計開發(fā)、安全評估等一整套系統(tǒng)體系，是一個全方位的發(fā)展理念[2]。

2.3 信號系統(tǒng)安全技術(shù)的技術(shù)發(fā)展

信號系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展十分符合時代特征，從最初的蠟燭，到人工手勢指導(dǎo)，這些措施都適應(yīng)當(dāng)時鐵路車輛少，列車速度慢的早期情況。到十九世紀中葉臂板信號機的問世使信號系統(tǒng)由人工變?yōu)闄C械控制，這種臂板信號機可以模擬人手勢的形狀，從而達到傳遞信號的目的。但是純電路控制的系統(tǒng)在損壞時不易很快的進行補救，而且不斷運動的線路損壞的幾率更大，存在不小的安全隱患，因此人們對其進行了改進，即用自身重力來實現(xiàn)系統(tǒng)故障恢復(fù)，雖然這種改進降低了系統(tǒng)故障帶來的錯誤指示，但也引發(fā)了人們對故障導(dǎo)向的安全技術(shù)的廣泛關(guān)注。為了更明顯的給與列車司機信號指示，人們開始使用顏色來區(qū)分任務(wù)指令，色燈信號運用不同的燈光顏色組合來表達準確的信息，這種方式在現(xiàn)代依舊有所應(yīng)用。

再到1869年，美國在信號系統(tǒng)安全技術(shù)出現(xiàn)了革命性的成果，安全繼電器在信號體統(tǒng)安全技術(shù)上的應(yīng)用極大的提高了列車的運行安全和運輸效率。這一系統(tǒng)以鐵軌為電路的基礎(chǔ)，實現(xiàn)鐵路情況的實時檢測。早期以直流電為傳導(dǎo)電流，可以檢測鐵軌區(qū)間上是否有列車正在運行，到后來，人們?yōu)榱四軌颢@得更多更準確的信息，工頻、音頻軌道電路也相繼出現(xiàn)并投入使用[3]。但隨著I/O數(shù)量的增加，安全繼電器的缺點也逐漸被暴露出來，因為電路種借助重力的導(dǎo)向作用實現(xiàn)故障與安全的判別，這就說明越多了I/O組合，配線也就越麻煩，更改邏輯也就越困難。為了解決這些問題，固態(tài)系統(tǒng)、SSI系統(tǒng)等多種改良系統(tǒng)相繼問世，三取二的冗余結(jié)構(gòu)在保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面表現(xiàn)十分突出。

隨著電子信息時代的到來，計算機系統(tǒng)也被融入到了信號系統(tǒng)安全技術(shù)。一方面，計算機技術(shù)能夠極大提高鐵路運輸信號系統(tǒng)的自動化程度，極大減少了人為失誤造成的安全事故，而且其安全性較前面幾種有較大的提升，并且能提供更多準確信息來為列車控制提供服務(wù)[4]。另一方面，計算機控制系統(tǒng)的成本十分低廉，這不僅表現(xiàn)在其物力成本，還極大減少了人工成本和系統(tǒng)維護成本?，F(xiàn)階段，計算機技術(shù)被廣泛應(yīng)用于信號系統(tǒng)，發(fā)展出來了故障監(jiān)測與診斷、計算機容錯技術(shù)等一大批新型技術(shù)，在國際上也制定了一些相關(guān)標準。如今的安全苛求系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成熟，國外注重的安全苛求系統(tǒng)軟件也有了較大的進展，相信隨著時代的發(fā)展，列車運行將會更安全、更高效。

3 結(jié)束語

人的生命財產(chǎn)安全問題是一切行動的落腳點，安全技術(shù)的開發(fā)是社會的必然要求?？萍嫉倪M步時代的發(fā)展在推動著軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)向前邁進的同時，也跟人們帶來了新的挑戰(zhàn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”大的時代背景下充分發(fā)揮計算機技術(shù)和信息技術(shù)的優(yōu)勢，讓軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)向數(shù)字化、智能化發(fā)展，最大程度地保證人的出行安全，還需要我們做出更大的努力。

參考文獻：

[1]燕飛，唐濤.軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2005（6）：94-99+113.

[2]劉湘國，劉昌錄.軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀探究[J].江西建材，2020（3）：145-146.

[3]侯歡.軌道交通信號系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀[J].家庭生活指南，2019（6）：183.

[4]汪政.軌道交通信號系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D].浙江大學(xué)，2017.