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[摘 要]二十一世纪以来，经济的发展日新月异，从而带动其他产业的高速发展。铁路作为一种常用的交通工具也取得举世瞩目的成就。一些高科技技术也逐渐应用到铁路建设中，尤其是在铁路信号控制系统中，高科技的应用使得铁路信号技术逐渐成熟，并向着智能化、数字化、一体化的方向发展前进，切实保障铁路运输的安全。但是，受多种因素的影响，系统出故障的几率较高，造成安全隐患。因此，加强对铁路信号控制系统故障导向安全的研究至关重要。本文首先概述了铁路信号控制系统故障导向安全问题，并系统分析了其故障导向安全的设计。
[关键词]铁路信号；控制系統；故障导向安全；研究
中图分类号：TE562 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0384-01
高科技技术的应用使得铁路信号控制系统越来越智能化、数字化，对铁路运输安全问题意义重大。因此，一定要重视铁路信号控制系统的安全问题，在铁路信号设备发生故障之前，要对设备进行安全检测；发生故障时能够及时的处理，降低故障风险，确保铁路运行的安全。
一、铁路信号控制系统故障导向安全概述
（一）铁路信号控制系统故障
铁路信号系统是指在整个铁路网络中所包含的一切信息，包括各种设备及设施为整个铁路的工作人员提供的关于铁路的运行条件、行车状态以及一些指令等。这个系统显示了铁路正常运行的基本条件，是保障铁路安全运输的前提，因此，对铁路信号控制系统进行维护是一项非常重要的基础性工作，通过用科技方法排除故障，减少外界环境的影响，恢复铁路正常运行状态是电务工作中最基本的部分，这对于铁路安全运输意义重大。
（二）铁路信号控制系统故障导向安全
故障导向安全是指当系统内部发生故障的情况下，机器设备继续运行所产生的后果应该在一个相对安全的范围内，这样可以保障铁路运输的安全性。在设备即使出现故障的情况下仍能够提供安全的指令，确保铁路上列车运行的安全性，完成铁路信号控制系统的任务。故障导向安全原则，在铁路信号控制系统的实际应用中，起着无可替代的作用，尤其是在发生故障的情况下，仍能正确指导列车的运行情况。
二、铁路信号控制系统故障导向安全的分析
经过研究发现，要想确保铁路信号控制系统故障导向安全发挥出自己的价值，保证铁路运输的安全性，主要采取的措施如下：
（一）合理设计铁路信号控制系统
要想铁路信号控制系统故障导向安全发挥出作用，必须要合理设计铁路信号控制系统。通过研究发现，采取动态闭环控制设计进行铁路信号的控制能够实现故障导向安全的设计初衷。在这种设计中，将输入和输出电路设计成闭环控制系统，然后在系统中设置危险侧和安全侧，分别对应动态信息和静态信息，最后再进行信号的检验，通过检验可以判断出整个电路中是否存在故障。如果检测结果显示电路中存在故障，则系统会发出静态信息，给安全侧下达指令来确保故障导向安全。但是，要想动态闭环控制设计能够正常工作，还要满足两个条件，第一，将输出动态脉冲作为控制信息；第二，对校验码进行验证时，为了确保闭环控制系统能够输出连续的动态信号，要采取代码计算机回读设计。在合理设计铁路信号控制系统的基础上还要进一步健全和不断完善，才能确保列车的运行安全性。
（二）结合安全性冗余方法
铁路信号控制系统主要有四大类：列车运行控制系统、调度集中控制系统、区间闭塞控制系统以及车站联锁控制系统等，除此之外还有一些其他小系统。这四大系统在运行的过程中既保持相对独立性，但同时，相互之间又有联系，共同保证铁路运输的安全性。由于各个系统的情况不同，因此，在对铁路信号控制系统故障导向安全进行设计的过程中，应综合考虑，对每个系统的安全性冗余环节多加分析，有针对性的进行设计，确保列车运行的安全性。在进行设计时，要每一子系统的指令都统一时，才能正确指令列车的运行情况。
（三）提高系统的稳定性
有专家研究表明，航空运输发生故障的概率要比铁路运输的概率大很多，但同时因为飞机靠多个发动机一起工作，因发动机故障造成事故的概率就相对较小了。而且，飞机与列车的运输系统不同，其可靠性远远高于列车，这都保障了航空运行的安全性。虽然，为了保障铁路运输的安全性，采取了多套冗余设备，但由于列车的运输系统的稳定性问题，发生故障的概率仍然较高，只得通过“多个发动机”一起进行控制，来达到安全运行的目的。因为这样，才能确保当某个部分发生故障时，其他部分仍能维持列车的运行，减少控制系统的错误指令，提高系统的稳定性。
（四）设计控制系统故障保障措施
为了实现列车的运行安全，在进行铁路信号控制系统故障导向安全设计时，还要采取了其他保障措施：
（1）采用机械控制手段保障故障导向安全。这种手段利用重力的作用原理，来达到用机械控制的目的。因为重力的方向始终向下，所以在进行实际操作中，依靠重锤的重力，垂直向下，来带动臂板发生转动，从而保证臂板保持水平，给列车发出停车的指令。
（2）应用继电器对整个铁路系统进行控制。用这种安全性的继电器能保证在控制系统发生故障时仍能够正常的吸起落下，发出正常指令。在对这种电路进行设计时，一定要安全对应，实现电路的故障导向安全。
（五）增加“丢车”检查功能
铁路信号控制系统发生故障会对不同车厢发出不同的指令，从而导致“丢车”现象的发生。2011年温州发生的列车追尾事故中就是因为信号控制系统发生紊乱，导致信号被覆盖，从而导致“丢车”的情况发生。一般正常情况下，这种现象是不会发生的，因为控制指令不会出现覆盖情况，要从一个区段进入另一个区段，但是，当控制系统发生故障时就会导致信号的重叠发出，而导致“丢车”现象的产生。因此，为了保证列车运行的安全，应当在铁路信号控制系统中增加对“丢车”情况的检查功能，检查信号是否出现覆盖情况时，如果，有此情况出现，系统会发出停车指令，避免列车因“丢车”现象而出现追尾事故。
（六）对列车的头尾进行防护
因为实际生活中，列车出现追尾的现象发生过多次，虽然已经对控制系统进行了完善，但是仍有必要对列车的头尾进行保护，减少损失。在铁路信号控制系统中增设一种控制信号，能够检测到前后两列车的车距。当前车的尾和后车的头之间的距离少于安全距离时，能够发出信号，警告前后两列车可能存在的相撞危险，让列车做好紧急制动的准备，减少相撞的概率。而且，还要加强系统的抗干扰能力，确保信号的准确性。除此之外，还要设定闪光灯，起到警告的作用，降低追尾的发生率。
三、结束语
为了提高列车的运行安全，减少事故的发生，一定要加强对铁路控制系统故障导向安全的研究，将高科技手段应用到控制系统中，做好相应的措施，保障在控制系统发生故障时，列车仍然能接收到正确指令，并对系统中的故障点进行快速排查和解决，实现故障导向安全，保证列车的正常运行。
参考文献
[1] 滕勇，王振勇.广州地铁四、五号线列车运行控制系统分析[J].中国西部科技， 2013， 09（36）：54-56.
[2] 陈婷婷.关于铁路信号控制系统故障导向安全的探讨[J].中国科技博览， 2013（28）：64-64.
[3] 张雷.高速列车基于故障安全的设计对策[C]//2014 中国·唐山城市轨道交通系统解决方案与工程应用研讨会. 2014，08（32）：23-35.
[4] 曹宏发，郑琼林，李和平.城轨列车制动系统故障导向安全设计[J].铁道机车车辆， 2015， 28（22）：221-223.
[关键词]铁路信号；控制系統；故障导向安全；研究
中图分类号：TE562 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0384-01
高科技技术的应用使得铁路信号控制系统越来越智能化、数字化，对铁路运输安全问题意义重大。因此，一定要重视铁路信号控制系统的安全问题，在铁路信号设备发生故障之前，要对设备进行安全检测；发生故障时能够及时的处理，降低故障风险，确保铁路运行的安全。
一、铁路信号控制系统故障导向安全概述
（一）铁路信号控制系统故障
铁路信号系统是指在整个铁路网络中所包含的一切信息，包括各种设备及设施为整个铁路的工作人员提供的关于铁路的运行条件、行车状态以及一些指令等。这个系统显示了铁路正常运行的基本条件，是保障铁路安全运输的前提，因此，对铁路信号控制系统进行维护是一项非常重要的基础性工作，通过用科技方法排除故障，减少外界环境的影响，恢复铁路正常运行状态是电务工作中最基本的部分，这对于铁路安全运输意义重大。
（二）铁路信号控制系统故障导向安全
故障导向安全是指当系统内部发生故障的情况下，机器设备继续运行所产生的后果应该在一个相对安全的范围内，这样可以保障铁路运输的安全性。在设备即使出现故障的情况下仍能够提供安全的指令，确保铁路上列车运行的安全性，完成铁路信号控制系统的任务。故障导向安全原则，在铁路信号控制系统的实际应用中，起着无可替代的作用，尤其是在发生故障的情况下，仍能正确指导列车的运行情况。
二、铁路信号控制系统故障导向安全的分析
经过研究发现，要想确保铁路信号控制系统故障导向安全发挥出自己的价值，保证铁路运输的安全性，主要采取的措施如下：
（一）合理设计铁路信号控制系统
要想铁路信号控制系统故障导向安全发挥出作用，必须要合理设计铁路信号控制系统。通过研究发现，采取动态闭环控制设计进行铁路信号的控制能够实现故障导向安全的设计初衷。在这种设计中，将输入和输出电路设计成闭环控制系统，然后在系统中设置危险侧和安全侧，分别对应动态信息和静态信息，最后再进行信号的检验，通过检验可以判断出整个电路中是否存在故障。如果检测结果显示电路中存在故障，则系统会发出静态信息，给安全侧下达指令来确保故障导向安全。但是，要想动态闭环控制设计能够正常工作，还要满足两个条件，第一，将输出动态脉冲作为控制信息；第二，对校验码进行验证时，为了确保闭环控制系统能够输出连续的动态信号，要采取代码计算机回读设计。在合理设计铁路信号控制系统的基础上还要进一步健全和不断完善，才能确保列车的运行安全性。
（二）结合安全性冗余方法
铁路信号控制系统主要有四大类：列车运行控制系统、调度集中控制系统、区间闭塞控制系统以及车站联锁控制系统等，除此之外还有一些其他小系统。这四大系统在运行的过程中既保持相对独立性，但同时，相互之间又有联系，共同保证铁路运输的安全性。由于各个系统的情况不同，因此，在对铁路信号控制系统故障导向安全进行设计的过程中，应综合考虑，对每个系统的安全性冗余环节多加分析，有针对性的进行设计，确保列车运行的安全性。在进行设计时，要每一子系统的指令都统一时，才能正确指令列车的运行情况。
（三）提高系统的稳定性
有专家研究表明，航空运输发生故障的概率要比铁路运输的概率大很多，但同时因为飞机靠多个发动机一起工作，因发动机故障造成事故的概率就相对较小了。而且，飞机与列车的运输系统不同，其可靠性远远高于列车，这都保障了航空运行的安全性。虽然，为了保障铁路运输的安全性，采取了多套冗余设备，但由于列车的运输系统的稳定性问题，发生故障的概率仍然较高，只得通过“多个发动机”一起进行控制，来达到安全运行的目的。因为这样，才能确保当某个部分发生故障时，其他部分仍能维持列车的运行，减少控制系统的错误指令，提高系统的稳定性。
（四）设计控制系统故障保障措施
为了实现列车的运行安全，在进行铁路信号控制系统故障导向安全设计时，还要采取了其他保障措施：
（1）采用机械控制手段保障故障导向安全。这种手段利用重力的作用原理，来达到用机械控制的目的。因为重力的方向始终向下，所以在进行实际操作中，依靠重锤的重力，垂直向下，来带动臂板发生转动，从而保证臂板保持水平，给列车发出停车的指令。
（2）应用继电器对整个铁路系统进行控制。用这种安全性的继电器能保证在控制系统发生故障时仍能够正常的吸起落下，发出正常指令。在对这种电路进行设计时，一定要安全对应，实现电路的故障导向安全。
（五）增加“丢车”检查功能
铁路信号控制系统发生故障会对不同车厢发出不同的指令，从而导致“丢车”现象的发生。2011年温州发生的列车追尾事故中就是因为信号控制系统发生紊乱，导致信号被覆盖，从而导致“丢车”的情况发生。一般正常情况下，这种现象是不会发生的，因为控制指令不会出现覆盖情况，要从一个区段进入另一个区段，但是，当控制系统发生故障时就会导致信号的重叠发出，而导致“丢车”现象的产生。因此，为了保证列车运行的安全，应当在铁路信号控制系统中增加对“丢车”情况的检查功能，检查信号是否出现覆盖情况时，如果，有此情况出现，系统会发出停车指令，避免列车因“丢车”现象而出现追尾事故。
（六）对列车的头尾进行防护
因为实际生活中，列车出现追尾的现象发生过多次，虽然已经对控制系统进行了完善，但是仍有必要对列车的头尾进行保护，减少损失。在铁路信号控制系统中增设一种控制信号，能够检测到前后两列车的车距。当前车的尾和后车的头之间的距离少于安全距离时，能够发出信号，警告前后两列车可能存在的相撞危险，让列车做好紧急制动的准备，减少相撞的概率。而且，还要加强系统的抗干扰能力，确保信号的准确性。除此之外，还要设定闪光灯，起到警告的作用，降低追尾的发生率。
三、结束语
为了提高列车的运行安全，减少事故的发生，一定要加强对铁路控制系统故障导向安全的研究，将高科技手段应用到控制系统中，做好相应的措施，保障在控制系统发生故障时，列车仍然能接收到正确指令，并对系统中的故障点进行快速排查和解决，实现故障导向安全，保证列车的正常运行。
参考文献
[1] 滕勇，王振勇.广州地铁四、五号线列车运行控制系统分析[J].中国西部科技， 2013， 09（36）：54-56.
[2] 陈婷婷.关于铁路信号控制系统故障导向安全的探讨[J].中国科技博览， 2013（28）：64-64.
[3] 张雷.高速列车基于故障安全的设计对策[C]//2014 中国·唐山城市轨道交通系统解决方案与工程应用研讨会. 2014，08（32）：23-35.
[4] 曹宏发，郑琼林，李和平.城轨列车制动系统故障导向安全设计[J].铁道机车车辆， 2015， 28（22）：221-223.