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【摘 要】 城市步伐不断的加快，铁路建设在城市建设中所占据的位置越来越重要，其也成为了城市与城市之间连接的骨干。而铁路通信信号系统也被广泛应用于铁路各个工程中，对于铁路通信信号系统中的铁路信号设备，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。对此本文分析了铁路信号设备可靠性。
【关键词】 铁路信号；设备；可靠性
引言
就目前的情况，我国铁路信号设备在可靠性方面的研究过程中还存在很多的问题，标准规范较少并且提法比较简单、在建设可靠性模型时没有根据具体的情况来加以选择、所提出的可靠性指标不够全面等，从而使得我国铁路信号设备的可靠性受到很大的影响，因此需要采取相應的措施解决。
1、高速铁路通信信号技术设备研究
1.1、联锁闭塞设备
我国高速铁路使用的闭塞设备是ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统，使用的联锁设备是计算机联锁系统.
1.1.1闭塞设备
ZPW-2000A无绝缘移频自动闭寨系统由室内设备和室外设备组成，室内设备包括发送器、接收器、衰耗盘和电缆模拟网络盘；室外设备包括调谐区、机械绝缘节（或电气绝缘节）、匹配变压器、补偿电容、传输电缆和调谐区设备引接线。系统中发送器采用“N+l”冗余，接收器采用成对双机并联运行，提高了系统的可靠性。
针对客运专线轨道结构和列车运行速度高等特点，要求所提供的客专ZPW-2000A无绝缘轨道电路系统应具有高可靠性和高安全性，它是在既有线ZPW-2000A无绝缘轨道电路基础上，对其优化而提出的客运专线ZPW-2000A轨道电路系统与既有的ZPW-2000A无绝缘轨道电路系统相比主要在以下几个方面对设设备进行了升级和改进：
1）客专ZPW-2000A轨道电路系统取消了既有线ZPW-2000A无绝缘轨道电路系统大量的继电编码逻辑电路，采用无接点的计算机编码方式。
2）发送器由既有线的“N+l”冗余方式改为“1+1”的冗余方式，最大限度地降低了因设备故障而影响行车的概率。
（3）将既有ZPW-2000A无绝缘轨道电路的调谐单元和匹配单元整合为一个调谐匹配单元，减少了系统的设备数量，提高了系统的可靠性。
（4）客专ZPW-2000A轨道电路系统带有监测和故障诊断功能，使得轨道电路系统能够及时、准确地对轨道电路工作的临界和故障状态较为准确地给出预警或报警。
1.1.2、联锁设备
高速铁路的车站、线路所、动车段（所）都采用计算机联锁系统、为了保证计算机联锁系统可靠性，车站、线路所应采用2×2取2计算机联锁系统，动车段（所）可采用双机热备计算机联锁系统。高速铁路上的计算机联锁系统必须具备与调度集中列车调度指挥系统（CTC/TDCS）、无线闭塞中心（在采用CTCS-3级列控系统时）、车站列控中心、信号集中监测等系统的接口能力，计算机联锁完成车站联锁功能，并接收和执行CTC的命令，2×2取2计算机联锁系统的联锁机有两套，每套内有两个CPU，可满足“故障-安全”的要求，属于这类的计算机联锁系统有EI32-JD型计算机联锁，DS6-KSB型计算机联锁，ILOCK型计算机联锁和TYJL-ADX型计算机联锁。双机热备计算机联锁系统的联锁机也是两套，这两套都处于工作状态，一旦一个有了故障，另一套马上投入工作，属于这种类型的计算机联锁系统有JD-lA型计算机联锁。
1.2、列车运行控制系统
列车运行控制系统简称列控系统，它以有效的技术手段对列车运行速度、运行间隔进行实时监控和超速防护，是确保列车行车安全、提高列车运行效率的设备，是高速铁路重要的技术装备。
CTCS是中国列车运行控制系统（ChineseTrainControlSystem）的英文字头，CTCS一般由车载设备、地面设备和地车信息传输设备3部分组成，根据不同的系统配置按应用功能划分为5级，即CTCS-0级、CTCS-1级、CTCS-2级、CTCS-3级和CTCS-4级。其中：CTCS-0级由通用机车信号和运行监控记录装置构成，适用于既有线；CTCS-1级由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成，适用于既有线提速线路；CTCS-2级基于应答器和轨道电路信息传输信息，机车乘务员凭车载信号行车，适用于200km/h-250km/h的客运专线；CTCS-3级基于无线通信（GSM-R）传输信息，机车乘务员凭车载信号行车，用于300km/h-350km/h的高速铁路；CTCS-4级是完全基于无线通信传输信息的，取消了轨道电路，可实现虚拟闭塞或移动闭塞，是未来的发展方向。
1.3、调度集中系统
调度集中是高速铁路信号系统的主要组成部分，是实现行车调度指挥现代化的重要装备。新建高速铁路都采用分散自律调度集中（后简称调度集中），在既有线提速区段，有的采用调度集中，有的则采用列车调度指挥系统（TDCS）。
调度集中系统（CTC）由铁路局调度所CTC中心子系统、车站CTC子系统和网络子系统组成。调度集中系统除了涵盖TDCS的全部功能外，还应实现列车编组信息管理、调车作业管理、综合维修管理、列车调车进路人工和计划自动选排、分散自律控制等功能，最主要的是具有列车进路和调车进路的集中控制功能。
高速铁路的行车指挥采用分散自律调度集中（CTC）系统，并纳入综合调度系统中统一规划、统一设计、统一接口，可独立组网。新建高速铁路的CTC在既有线功能的基础上，完善与车站列控中心（TCC）、无线闭塞中心（RBC）的结合，并开发其他配套功能。
2、雷电对于铁路信号的影响
铁路在运行的时候，主要就是依靠着铁路信号设备的指挥，才能够安全可靠的完成运行。因为这种原因，铁路信号设备的种类就会有很多种，而且这些设备的数量也是非常多的，雷电对于这些设备的入侵方式也无形中增加了，当设备一旦受到雷电的袭击的时候，就十分容易使得铁路信号系统中断，引起铁路运输系统的瘫痪，严重的还可能会引起火灾、爆炸等事故的发生，给人们带来更大的损失。但是通过研究发现从某种方面来说铁路设备越先进，各种信号设备越发达，雷电对于铁路的危害就会越大。 3、对研究铁路信号设备可靠性分析
1）做好防雷措施
信号设备安装防雷装置的要求。铁路信号设备需要安装防雷设备应防止雷电袭击，一般而言，防雷装置不会影响铁路信号设备的正常运行，在发生雷电袭击的状态下，防雷装置会自动启动，进而实现保护铁路信号设备的目的。
同时建立健全相应的管理维护制度，安排专门的工作人员进行管理和维护，对防雷设备的性能、检查情况等信息做好详细的记录并完成最后的存档工作。除此之外，负责人还需要具备专业防雷知识和经验，一旦发生故障时能够在有效的时间范围内做出最好的处理。对于检测指标不符合标准的产品，需认真记录，发现问题及时解决，最终保证防雷装置的正常运行。
2）设备实时更新
为了全面的保证铁路信号系统的稳定安全运行，首先需要对相关工作提供技术上的支持，及时的检查设备和信号的更新，对原有的设备类型和基础的设施进行细致的分析，并且对设备安全指数进行研究，加强规定。对于铁路信号系统和相关设备，需要全面的保证其符合各项基本要求才能够投入使用。铁路信号系统和相关信号设备的发展是当前铁路交通运输事业当中的核心环节，同时也是现代化科技发展的成果，在实践的控制当中还需要按照实际的要求加以管理，采用智能化和自动化的管理技术，加强产品和系统的认证，并且以快速和准确的指挥为铁路事业的运营提供相关信息和资料，结合指令情况来对列车的运行进行指挥。
3）应用智能技术
智能分析系统使用业界成熟的专家系统设计模式进行设计，大范围收集铁路信号专家的经验，最终形成铁路信号专有的知识库，利用先进的推理计算法，最终实现趋势预警和故障诊断。
智能分析系统针对历史数据信息进行数据挖掘和逻辑关联分析，结合系统中各类实时信息和历史信息，对设备进行趋势预警和预防性维修警示，从而为维护人员提供科学的养护依据。
1）监测预警
实时监控信号设备的运行状态和运用质量，捕捉瞬间异常情况，实现对信号设备的预警分析。预警分析从设备电气特性的波动或趋势变化方面进行，自动判断异常程度，便于信号维护人员及时发现设备隐患并处理，为信号设备从计划修转变为状态修提供基础。
2）电气特性预警
针对各类信号设备模拟量的电气特性变化，对如下方面进行异常分析：（1）突变：电气特性突然脱离工作值后不回归正常工作值或短暂、脉冲式偏离正常工作值。（2）异常波动：电气特性短、中期持续抖动或周期性地偏离工作值。（3）趋势：电气特性中、长期劣化的趋势。以轨道电路继电器端电压为例，通过分析判断，将继电器端电压异常波动从正常曲线挑选出来单独显示，在用户界面上预警提示，提醒信号维护人员查找异常波动原因，发现设备隐患，防止设备故障发生。
结束语
铁路信号系统随着现代科技的发展，铁路信号设备的可靠性会进一步的提高，对于信号设备中存在的问题要及时的采取措施解决，同时在今后的工作当中还应当明确重点，明确工作的难点，提高其可靠性，为人们的行车安全和运输效率提供一定的保障。
参考文献：
[1]符萌，郭进，王小敏，左飞.铁路信号设备可靠性研究[J].中国铁路，2009，12：56-59.
[2]苏利明.铁路信号设备可靠性研究[J].东方企业文化，2014，05：369.
[3]张保银，梁朝辉，李永燕.铁路信号设备故障诊断专家系统研究[J].铁道通信信號，2010，09：26-28.
[4]庄珍花，王伟.计算机网络技术对铁路通信信号系统的影响分析[J].铁路通信信号工程技术，2012，28（3）：140-141.
【关键词】 铁路信号；设备；可靠性
引言
就目前的情况，我国铁路信号设备在可靠性方面的研究过程中还存在很多的问题，标准规范较少并且提法比较简单、在建设可靠性模型时没有根据具体的情况来加以选择、所提出的可靠性指标不够全面等，从而使得我国铁路信号设备的可靠性受到很大的影响，因此需要采取相應的措施解决。
1、高速铁路通信信号技术设备研究
1.1、联锁闭塞设备
我国高速铁路使用的闭塞设备是ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统，使用的联锁设备是计算机联锁系统.
1.1.1闭塞设备
ZPW-2000A无绝缘移频自动闭寨系统由室内设备和室外设备组成，室内设备包括发送器、接收器、衰耗盘和电缆模拟网络盘；室外设备包括调谐区、机械绝缘节（或电气绝缘节）、匹配变压器、补偿电容、传输电缆和调谐区设备引接线。系统中发送器采用“N+l”冗余，接收器采用成对双机并联运行，提高了系统的可靠性。
针对客运专线轨道结构和列车运行速度高等特点，要求所提供的客专ZPW-2000A无绝缘轨道电路系统应具有高可靠性和高安全性，它是在既有线ZPW-2000A无绝缘轨道电路基础上，对其优化而提出的客运专线ZPW-2000A轨道电路系统与既有的ZPW-2000A无绝缘轨道电路系统相比主要在以下几个方面对设设备进行了升级和改进：
1）客专ZPW-2000A轨道电路系统取消了既有线ZPW-2000A无绝缘轨道电路系统大量的继电编码逻辑电路，采用无接点的计算机编码方式。
2）发送器由既有线的“N+l”冗余方式改为“1+1”的冗余方式，最大限度地降低了因设备故障而影响行车的概率。
（3）将既有ZPW-2000A无绝缘轨道电路的调谐单元和匹配单元整合为一个调谐匹配单元，减少了系统的设备数量，提高了系统的可靠性。
（4）客专ZPW-2000A轨道电路系统带有监测和故障诊断功能，使得轨道电路系统能够及时、准确地对轨道电路工作的临界和故障状态较为准确地给出预警或报警。
1.1.2、联锁设备
高速铁路的车站、线路所、动车段（所）都采用计算机联锁系统、为了保证计算机联锁系统可靠性，车站、线路所应采用2×2取2计算机联锁系统，动车段（所）可采用双机热备计算机联锁系统。高速铁路上的计算机联锁系统必须具备与调度集中列车调度指挥系统（CTC/TDCS）、无线闭塞中心（在采用CTCS-3级列控系统时）、车站列控中心、信号集中监测等系统的接口能力，计算机联锁完成车站联锁功能，并接收和执行CTC的命令，2×2取2计算机联锁系统的联锁机有两套，每套内有两个CPU，可满足“故障-安全”的要求，属于这类的计算机联锁系统有EI32-JD型计算机联锁，DS6-KSB型计算机联锁，ILOCK型计算机联锁和TYJL-ADX型计算机联锁。双机热备计算机联锁系统的联锁机也是两套，这两套都处于工作状态，一旦一个有了故障，另一套马上投入工作，属于这种类型的计算机联锁系统有JD-lA型计算机联锁。
1.2、列车运行控制系统
列车运行控制系统简称列控系统，它以有效的技术手段对列车运行速度、运行间隔进行实时监控和超速防护，是确保列车行车安全、提高列车运行效率的设备，是高速铁路重要的技术装备。
CTCS是中国列车运行控制系统（ChineseTrainControlSystem）的英文字头，CTCS一般由车载设备、地面设备和地车信息传输设备3部分组成，根据不同的系统配置按应用功能划分为5级，即CTCS-0级、CTCS-1级、CTCS-2级、CTCS-3级和CTCS-4级。其中：CTCS-0级由通用机车信号和运行监控记录装置构成，适用于既有线；CTCS-1级由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成，适用于既有线提速线路；CTCS-2级基于应答器和轨道电路信息传输信息，机车乘务员凭车载信号行车，适用于200km/h-250km/h的客运专线；CTCS-3级基于无线通信（GSM-R）传输信息，机车乘务员凭车载信号行车，用于300km/h-350km/h的高速铁路；CTCS-4级是完全基于无线通信传输信息的，取消了轨道电路，可实现虚拟闭塞或移动闭塞，是未来的发展方向。
1.3、调度集中系统
调度集中是高速铁路信号系统的主要组成部分，是实现行车调度指挥现代化的重要装备。新建高速铁路都采用分散自律调度集中（后简称调度集中），在既有线提速区段，有的采用调度集中，有的则采用列车调度指挥系统（TDCS）。
调度集中系统（CTC）由铁路局调度所CTC中心子系统、车站CTC子系统和网络子系统组成。调度集中系统除了涵盖TDCS的全部功能外，还应实现列车编组信息管理、调车作业管理、综合维修管理、列车调车进路人工和计划自动选排、分散自律控制等功能，最主要的是具有列车进路和调车进路的集中控制功能。
高速铁路的行车指挥采用分散自律调度集中（CTC）系统，并纳入综合调度系统中统一规划、统一设计、统一接口，可独立组网。新建高速铁路的CTC在既有线功能的基础上，完善与车站列控中心（TCC）、无线闭塞中心（RBC）的结合，并开发其他配套功能。
2、雷电对于铁路信号的影响
铁路在运行的时候，主要就是依靠着铁路信号设备的指挥，才能够安全可靠的完成运行。因为这种原因，铁路信号设备的种类就会有很多种，而且这些设备的数量也是非常多的，雷电对于这些设备的入侵方式也无形中增加了，当设备一旦受到雷电的袭击的时候，就十分容易使得铁路信号系统中断，引起铁路运输系统的瘫痪，严重的还可能会引起火灾、爆炸等事故的发生，给人们带来更大的损失。但是通过研究发现从某种方面来说铁路设备越先进，各种信号设备越发达，雷电对于铁路的危害就会越大。 3、对研究铁路信号设备可靠性分析
1）做好防雷措施
信号设备安装防雷装置的要求。铁路信号设备需要安装防雷设备应防止雷电袭击，一般而言，防雷装置不会影响铁路信号设备的正常运行，在发生雷电袭击的状态下，防雷装置会自动启动，进而实现保护铁路信号设备的目的。
同时建立健全相应的管理维护制度，安排专门的工作人员进行管理和维护，对防雷设备的性能、检查情况等信息做好详细的记录并完成最后的存档工作。除此之外，负责人还需要具备专业防雷知识和经验，一旦发生故障时能够在有效的时间范围内做出最好的处理。对于检测指标不符合标准的产品，需认真记录，发现问题及时解决，最终保证防雷装置的正常运行。
2）设备实时更新
为了全面的保证铁路信号系统的稳定安全运行，首先需要对相关工作提供技术上的支持，及时的检查设备和信号的更新，对原有的设备类型和基础的设施进行细致的分析，并且对设备安全指数进行研究，加强规定。对于铁路信号系统和相关设备，需要全面的保证其符合各项基本要求才能够投入使用。铁路信号系统和相关信号设备的发展是当前铁路交通运输事业当中的核心环节，同时也是现代化科技发展的成果，在实践的控制当中还需要按照实际的要求加以管理，采用智能化和自动化的管理技术，加强产品和系统的认证，并且以快速和准确的指挥为铁路事业的运营提供相关信息和资料，结合指令情况来对列车的运行进行指挥。
3）应用智能技术
智能分析系统使用业界成熟的专家系统设计模式进行设计，大范围收集铁路信号专家的经验，最终形成铁路信号专有的知识库，利用先进的推理计算法，最终实现趋势预警和故障诊断。
智能分析系统针对历史数据信息进行数据挖掘和逻辑关联分析，结合系统中各类实时信息和历史信息，对设备进行趋势预警和预防性维修警示，从而为维护人员提供科学的养护依据。
1）监测预警
实时监控信号设备的运行状态和运用质量，捕捉瞬间异常情况，实现对信号设备的预警分析。预警分析从设备电气特性的波动或趋势变化方面进行，自动判断异常程度，便于信号维护人员及时发现设备隐患并处理，为信号设备从计划修转变为状态修提供基础。
2）电气特性预警
针对各类信号设备模拟量的电气特性变化，对如下方面进行异常分析：（1）突变：电气特性突然脱离工作值后不回归正常工作值或短暂、脉冲式偏离正常工作值。（2）异常波动：电气特性短、中期持续抖动或周期性地偏离工作值。（3）趋势：电气特性中、长期劣化的趋势。以轨道电路继电器端电压为例，通过分析判断，将继电器端电压异常波动从正常曲线挑选出来单独显示，在用户界面上预警提示，提醒信号维护人员查找异常波动原因，发现设备隐患，防止设备故障发生。
结束语
铁路信号系统随着现代科技的发展，铁路信号设备的可靠性会进一步的提高，对于信号设备中存在的问题要及时的采取措施解决，同时在今后的工作当中还应当明确重点，明确工作的难点，提高其可靠性，为人们的行车安全和运输效率提供一定的保障。
参考文献：
[1]符萌，郭进，王小敏，左飞.铁路信号设备可靠性研究[J].中国铁路，2009，12：56-59.
[2]苏利明.铁路信号设备可靠性研究[J].东方企业文化，2014，05：369.
[3]张保银，梁朝辉，李永燕.铁路信号设备故障诊断专家系统研究[J].铁道通信信號，2010，09：26-28.
[4]庄珍花，王伟.计算机网络技术对铁路通信信号系统的影响分析[J].铁路通信信号工程技术，2012，28（3）：140-141.