铁路信号设备的维护与安全保障措施

我国铁路事业的飞速发展，对铁路的安全运营提出了更高的要求。铁路信号设备作为指挥列车运行的重要枢纽，对保证运行安全和运行效率，起着举足轻重的作用。在实际铁路运输相关活动中，存在铁路信号设备使用过程中的各种风险，进而对铁路事业的发展产生极大安全隐患。

1、铁路信号系统的特点分析

铁路信号系统是组织和指导列车运行、确保列车安全、提高交通效率、提供信息和改善操作者工作条件的重要工具。铁路信号设备的技术水平是铁路现代化的重要标志，是铁路信号系统的基础，其质量和可靠性在铁路信号现代化背景下直接受到铁路信号系统的影响。铁路信号设备的主要问题最终反映在信号设备，为提高铁路运输的效率，必须注意信号的定位设备。

我国的铁路信号系统可以根据特点分为：指挥铁路列车运行的行车信号系统以及指挥调车进行作业的调车信号系统；按照信号的设置位置，则可以分成车站信号系统、区间信号系统、行车指挥系统以及列车运行自动化系统等；按照信号显示制的方式进行分类，则可以分为选路制信号系统以及速差制信号系统；按照结构进行分类，则可以分为臂板信号系统、色灯信号系统、灯列信号系统以及信号机系统等。

我国的铁路信号设备可以主要分为三个种类：

（1）信号机，按照其原始形态分类，包括手灯、手旗、明火以及声笛等相关器械，现代信号机包括十一种器械：进、出站信号器械，通过信号器械，进路信号器械，驼峰信号器械，驼峰辅助信号器械，接近信号器械，遮断信号器械，调车信号器械，防护信号器械，减速信号器械以及停车信号器械等机械设备。

（2）按照标志进行分类，其中主要有预告、站界、警冲、鸣笛、作业、减速地点及机车停止位置等相关标志；

（3）表示器，其作用主要是用来补充说明铁路信号的意义，主要有五种形式，如发车表示器、发车线路表示器、进路表示器、调车表示器以及道岔表示器等相关铁路器械。

2、铁路信号设备常见故障

当前，铁路信号设备常见故障，主要有以下特点：

2.1铁路信号设备检修主要以计划内的定期检修为主

现在，对于铁路信号设备检修与维护，主要以计划内定期检修为主，主要包括年修和定期维修。一般很少出现超前对铁路信号设备进行维修，这需要大量人力成本。因此，需要实现对铁路信号设备动态监控和维修。

2.2大量检修工作都是依靠人工完成

当前，在铁路运行过程中，信号设备的诊断工作还是依靠工作人员的经验进行日常设备故障的诊断。这就对工作人员的整体素质和现场经验的要求很高,单纯地依靠人工来进行故障的排查和诊断，难免会因经验不足而产生相应的失误,从而造成重大的安全隐患。

2.3故障维修的指派具有随机性

当铁路信号设备在运行过程中出现故障时，需要进行维修任务的分配。当前,维修任务的分配具有很大的随机性，对参与检修人员的选择仅仅依赖于分配人对检修人的了解，缺乏一个选择标准。因此，容易造成故障的排查和维修，达不到预期效果。

3、铁路信号设备的维护与安全保障措施

3.1物理安全

物理安全主要指减少触电危机、火灾隐患、辐射危机、机械危害以及化学危机等危险内容而导致的物理安全事故。预警系统存在的物理危害主要包括自然灾害、系统问题以及人为事件。其中自然灾害主要包括地震灾害、洪水灾害、暴风雪灾害以及雷暴灾害等内容；系统问题主要包括火灾事件、漏水事件、温湿事件、通信中断问题、停电问题以及电磁泄漏问题等内容；人为事件主要包括爆炸事件、破坏事件、抢劫事件、恐怖袭击事件等内容。

当前，我国铁路信号室主要采用电源面板、接地系统、防雷体系、消防体系、空调功能、防水体系、防静电系统、防雷系统、灭鼠系统以及电磁波防护体系等措施。但是，对信号系统的人身安全注意不足，特别是缺乏具有必要监测工具的轨道设备。例如无源应答器被盗就会影响相关检查信息的准确性，导致列车员无法获得有关列车运行的相关信息；另外，如果信号系统对整条线路进行安全检查，还必须实时监测安装在轨道旁边断轨检查设备的完整性。因此提出利用互联网技术在物理空间引进不同类型设备，如机舱、轨道、车辆部件监控系统等。

信号设备的远程备份。假如列车在运行过程中遇到各种自然灾害（主要包括地震、洪水和电力中断等内容）的安全威胁时，信号系统就会因此出现故障，使得铁路信号系统在安全运行过程中出现重大安全隐患，进而导致相关铁路安全事故的发生。一个或多个安全云应作为一个整体铁路或铁路代理单位建立起来，所有有关应用程序的逻辑和应用程序的相关信息都应被支持并放置在安全云中。移动到其安全云的平台，确保铁路信号系统能够更加安稳地运行，实现各种缺陷的快速恢复。

3.2信息安全

在iec62443中，工业控制系统的安全性定义为保护它而采取的措施；为建立和维持保护制度而采取的措施所产生的制度状况；可避免未经授权访问系统资源及未经授权或意外转换、损坏或损失；根据计算机系统的运作能力，当局可确保未获授权的人员及系统无法修改软件及其数据或存取系统的功能，但当局可确保获授权的人员及系统不受阻；它应防止非法、有害侵入或干扰工业控制系统的计划运行。例如，系统的实时性要求高，不能容忍延迟或意外中断；系统安全事故会导致严重的道路安全事故，不仅危及个人生活、设备和环境，而且对社会产生重大影响。

铁路信号系统主要包括铁路网络信号安全，包括铁路网络接口、通信协议、现场测试体系以及铁路系统安全。特别是在铁路操作系统、铁路通信协议、铁路日志检查、铁路终端设备、铁路防火墙、铁路入侵检测、铁路系统更新等方面存在一定的风险。攻击者利用这些风险来破坏整个铁路系统。总的来说，国内外对铁路信号安全体系的研究仍处在初步研究阶段。本文对信息安全技术进行了研究，建立了统一的系统，并将其应用于铁路信息安全系统体系中。

3.3功能安全

从信号系统的角度出发，为保证列车的安全运行，可以看到信号系统的设计目的是在接口点控制列车的速度，获取系统中设备的状态，进而给出正确的指令。为保证系统的技术安全，EN50129有三种不同的故障结构：铁路外部故障的结构、铁路内部故障的结构以及铁路集成故障的结构。为保证列车的安全运行，或者如果系统有错误处理装置，可能会导致公共安全损失。车载操作系统是信号系统的一部分，CTC、CBI、RBC和ATP是铁路信号系统组成的完成逻辑流程，输出到列车/司机和道岔。

与我国现有铁路信号安全系统不同，新的铁路安全信号系统不仅增加了逻辑处理单元，还新增了铁路信号故障的检测单元。将ATP列车授权和轨道电路数据纳入CTCS-3列车保护系统中，不正确的本地逻辑处理检测可以在一定程度上提高系统的安全性。该故障指示器可能是信号系统本身的一部分，也可能单独存在；故障检测单元可以设置为任意两个设备或可置于一个逻辑过程中的独立MI之间的一个逻辑过程。

结束语

总之，将信息融合技术应用到铁路信号设备的故障诊断中。综合利用多传感器获取的同一对象的多个维度的故障信号进行全方位的准确诊断，进而得到被测参数的更为全面、更为准确的评估，成功解决了传统的铁路信号设备故障诊断方法单一的问题。可以考虑将风险评估技术应用到铁路信号设备系统中。通过对信号设备大量数据的分析，构建安全风险和隐患排查库,有效降低设备的安全信息和故障率，提高设备应用质量，实现铁路信号设备安全风险的有效把控。

参考文献