铁路信号系统的构成和故障因素初探

铁路信号系统的构成和故障因素初探

王宏意

中国铁路北京局集团有限公司天津电务段天津300140

摘要：铁路在我国的社会主市场经济建设中起着重要的作用，铁路运输即经济又安全，不但成本低而且效率高，因此各国在铁路系统的研究方面都有很大的投入，进一步促进铁路运输的发展。其中铁路信号设备是保证列车行车安全的重要基础设备，以标志物、仪表、灯具等向铁路行车人员传送相关信息的技术与设备，然而影响铁路信号系统的因素有很多，基于此，本文首先分析了铁路信号系统的构成，接下来详细阐述了雷击对于铁路信号的影响，最后对故障因素以及故障处理方法做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发，同时希望为我国铁路信号系统的构成和故障因素探讨献言献策。

关键词：铁路信号;组成;影响因素

引言

铁路信号系统是以标志物、灯具、仪表和音响等向铁路行车人员传送机车车辆运行条件、行车设备状态和行车有关指示的技术与设备。铁路信号设备是保证列车行车安全的重要基础设备，其可靠性的高低直接关系到行车安全和运输效率。随着我国铁路建设的高速发展，信号系统的技术和设备研究显得日益重要。铁路信号系统不仅要满足线路本身的设计标准要求，同时要满足区域间的接入条件，在其设置上不仅要要考虑近期运行条件，同时要为远期规划等技术更新预留空间。

1铁路信号系统的构成

铁路信号系统是由行车调度指挥系统、闭塞系统以及车站联锁系统构成的。目前我国现代信息技术快速的发展，通过计算机系统的广泛应用，使现代行车调度系统实现了列车远程实现自动化处理。行车调度指挥系统由TDCS和调度集中系统构成的，随着新一代分散自律调度集中系统的使用，促进行车调度指挥自动化系统技术取得了巨大的进步。我国铁路现行的常用的闭塞设备有自动站间闭塞、自动闭塞、半自动闭塞等，保证区间或闭塞分区在同一时间内只能运行一个列车，闭塞系统拥有相关的设备和技术。车站不但有正线，还有发线和牵出线等，各种车站称之为有配线的分界点，其中线路所和色灯信号机是无配线分界点，在自动闭塞区段上通过色灯信号机之间的段落叫做闭塞分区。另外，车站联锁系统包括信号机、站内联锁、轨道电路及站内电码化、转辙及电源设备、信号集中监测系统、信号集中监测系统、信号设备综合防雷系统等。其中信号机是铁路视觉信号的重要组成部分，去其它系统有密切的联系。车站联锁则利用机械和远程控制的技术，与车站范围内的信号机形成相互具有制约关系。

2雷击对于铁路信号的影响

2.1电磁脉冲

在地面较高的建筑物及带有信号装置的场所，它们附近的建筑物和带有信号装置的建筑物，一旦遭到雷击，那么在信号体系内就会产生过电压和过电流以及雷电电磁脉冲。

2.2冲击波

冲击波说的是进入了高压线，并且已经到了高压变压器的内部和信号设备所在的供电电源系统当中，而且没有避雷针，要不就是避雷针已经失效，此时的雷电波幅数值非常大，这样一来，变压器次级和初级绕组之间的绝缘，将会被击穿。因此，雷电压就会入侵到交流低压电源，将其损坏。

2.3轨道电路

向着信号设备的轨道电路入侵，一般情况下，轨道电路都会使用高出地面很多的轨钢当做传输线。因为有着地理环境的阻碍，一些例如树林、大山等铁路旁的较大物体，都是容易遭到雷击的对象。

3故障因素分析

3.1设备系统可靠性

近年来铁路信号产品的研制、生产、验收、使用、维护过程中的可靠性管理等引起广泛重视。影响设备系统可靠性的因素主要表现在，标准规范过少且提法简单、缺少可靠性模型的选择、可靠性指标不够全面等众多方面。基于上述原因，需要广泛开展可靠性工程。可靠性是一门系统工程，涉及产品全寿命周期的各个阶段，从方案论证、研制设计到生产制造、使用维护，一直到寿终报废，可靠性都贯穿始终；建立第三方可靠性评估机构，通过该制定标准，审核设计单位的可靠性设计方案，及可靠性验证以确保设备的可靠性。整体来说，我国铁路信号系统中可靠性应用还处于初期阶段，很多项目有待深入发展。

3.2外部因素对信号系统的影响

每一个系统都有其固有的结构和组织形式，各组成部分不仅受设备本身技术水平和实现方式的影响，同时也受外部环境的影响。铁路信号设备的信号采集除来自列车和轨道系统外，车站和区段调度所还通过强风、雨、雪检测器及立交处防落物检测器采集的信号发出限速或停车指令；人的因素是铁路信号系统的主导因素，不论在列车正常运营的管理、信号的采集分析和判断以及指导铁路运输作业方面，还是在非正常运营条件下对设备的维护保养，特别是局部区段发生故障后的信号处理和指挥，这些都直接影响着列车的运输等。

3.3电缆电源对信号系统的影响

信号电源（俗称双电源）是铁路行车信号指示灯的供电电源，属于一级负荷。信号电源一般由自动闭塞电力线路（简称自闭线）和贯通电力线路（简称贯通线）两路电源供电。两路电源互为冗余，故障时相互切换，以提高供电可靠性。信号电源、电缆等受到自然环境、运行管理方式等因素的极大影响。

4路信号系统故障的处理方法

当铁路信号系统发生故障时，要及时采取有效的手段判断出故障点，从室内控制台上了解故障出现的表象，分线盘上进行测量，逐步将故障压缩在最小范围内，判断故障的大概区域，切忌盲目查找做到有的放矢。重点掌握故障处理的步骤，根据压缩后的故障范围进行仔细查找，逐步压缩故障范围。正在进行轨道转换的时候，在道岔中存在阻碍道岔扳动的物体，导致轨道转换不能继续进行这就是道岔障碍，一般情况这种情况是发生在尖轨与基本轨之间出现障碍物，容易造成列车脱轨等问题。因此要采取有效的预防工作，避免严重的事故出现。钢轨、道岔之间存在很多相关的联系，避免轨道电路中钢轨出现断裂的情况，顺利地排除故障。当信号机出现故障时，就断开电缆测量电压，准确判断出是信号机内故障，分清是故障在室内还是电缆短路。如果故障在室外，相关的工作人员需到现场进行具体的查找。

4.1转辙机的维护

在进行转辙机的检查中，其检查的内容应该包括：查看转辙机在运行中是不是受到了外界的影响，尖轨和基本轨之间是不是存在着异物；道岔的密贴是不是正常；基本轨和新轨的竖切部分有没有肥边；以及尖轨是不是在使用中发出了异常的声音等。季度的检查内容则应该包括：之前的检查内容在季度的检查时要再次进行检查，同时还要检查每一个连接头与销轴的旷量是否都在范围内；在转辙机运行时，尖轨第一牵引点和新轨的第一牵引点插入的铁板，是不是厚度在2-4毫米之间；锁闭齿轮和齿条块不应该是锁闭状态。

4.2轨道电路的检查

对轨道电路外部的检查中应该包括这些内容：塞钉连续线与道岔跳线之间的连接情况；查看钢轨绝缘外观以及轨道外部的螺丝是否已经拧紧，这些都是检查的内容。对轨道电路内部的检查中应该包括这些内容：查看箱盒里的配线端子和螺丝是否拧紧；配件中有没有破皮现象以及箱盒内部是否干净等。

结语

随着铁路建设，特别是高速铁路建设投资的不断加大，我国铁路各项技术研究取得巨大的成绩，部分技术和设备研究成果已经跻身于世界铁路强国之列。由于铁路信号系统是一个庞大的有机体，不仅受内部设备和技术水平的限制，同时受外部条件的约束，因此，寻求最优的组合方案，才能在经济技术可行的条件下，实现跨越式发展。

参考文献

[1]蔡华林.铁路信号设备集中诊断及智能分析系统技术研究[D].中国铁道科学研究院，2017.

[2]单铎年.风险评估技术在铁路信号系统中的研究与应用[J].中小企业管理与科技，2017(7).