探讨城市轨道交通信号系统的运营维护及管理

探讨城市轨道交通信号系统的运营维护
及管理
摘要：随着我国城市轨道交通的快速发展，自动化、信息化、智能化技术的
不断应用，提高了系统设备运行的稳定性和安全性。

在轨道交通动态发展过程中
更加重视环境保护。

[1]信号系统作为城市轨道安全、自动运行的中枢系梳，是城市轨道交通最重要的设备之一，其稳定运行对于城市轨道的安全、准点和运输效
率起着性对于有效的交通发展和人们出行的人身安全至关重要的作用。

但目前，
在城市轨道交通信号系统的运营维护管理过程中仍存在问题，若不及时解决，可
能会影响轨道交通信号系统的正常运营。

因此，论文探讨了城市轨道交通信号系
统的运营维护管理。

关键词：城市轨道交通；信号；运营维护；管理
1引言
城市轨道交通建成后的运营管理和维护保养对于其安全有效运行很重要。

城
市轨道交通的维护保养是一项复杂的系统工程，需要分成很多子系统分别进行研究。

在城市轨道交通系统中，信号系统是行车指挥和列车运行的控制设备，是确
保行车安全，提高运输效率的关键，只有高水平的信号系统才能更充分发挥其它
技术设备的能力。

由此可见，城市轨道交通信号系统的运营维护工作是很重要的，做好城市轨道交通信号系统的运营维护工作才能保障城市轨道交通的安全有序运
营安全。

2城市轨道信号设备出现故障的影响因素
2.1人为因素
通常情况下，人为因素影响主要涵盖以下几点：一是维护或使用人员的习惯
性违章和操作失误，导致设备故障；二是城市轨道信号系统大多依靠计算机网络
运行，电脑黑客攻击、恶意木马病毒均会使系统运行不稳定或者瘫痪；二三是设
备失修或维修不良而出现的设备带病运行、性能参数不达标、设备接触不良而出
现的设备故障本身人员技能掌握程度不足。

；四是维修人员业务技能掌握不足，
故障后不能以最快的速度做好维修处理工作。

从地铁城市轨道信号维修的角度来看，在进行信号设备操作检修操作时，应严格按照相关要求作业流程进行。

相关
人员在实际排查开展设备巡视维护保养期间，第一件事情就是要对以下几点加大
检查力度：一是要确认好信号设备的正常工作状态；二是要严格按照科学的养护
周期对设备进行巡视和维护保养设备运行水平，倘若信号设备发生接触不良等相
关情况时，那么应当以最快的速度做好维修以及处理工作，旨在减少故障问题发
生的概。

率。

不仅如此，还应当全面、细致地检查信号轨道交通的电源系统。

从
客观的角度出发来讲，城市轨道信号系统的安全稳定运行应当将稳定的电源系统
当作根本条件，并在此基础上详细检查电源系统，其中涵盖对电源屏的检修以及UPS的检修。

当电源系统发生问题时，倘若人为维修操作不恰当则极易致使精密
板卡板电压出现过大的情况，严重的话还会造成电源系统的瘫痪。

所以，在进行
运营维护及管理工作中一定要严格按要求实施，以便可以令人为因素对城市轨道
信号系统的影响降到最低。

2.2系统自身故障
结合相关资料显示，系统自身故障主要包含以下几个方面：一是设备软件系
统的不完善或软件存在的BUG导致运行中软件或进程非正常结束或系统卡滞而发
生故障；。

二是因电源系统的摩擦静电干扰不稳定而诱发的系统设备工作异常或
停止工作的故障；。

三是环境因素造成的设备故障，如雷雨天气导致设备浸水而
出现的设备受损或失灵；如气候潮湿导致电子设备绝缘性能下降而出现的故障；
如环境温度过高而引起的设备保护性停机；如电引机牵引干扰而诱发电磁干扰或
无线干扰而导致设备错误动作或不工作的故障。

四是由于跟外部系统、设备的结
合部问题而导致的设备故障，主要有与轨道专业的结合部、与车辆专业的结合部、与机电专业的结合部及与供电专业的结合部；针对具体设备故障而言来说，其主
要涵盖以下有以下几点：一是工电结合部导致转辙机设备的电源干扰不能正常锁
闭或解锁；二是计轴设备的电源干扰车辆结合部导致信号车载子系统不能正常工作；三是与机电专业结合部导致的站台门/防淹门故障；四是与供电专业结合部
导致信号电源子系统的不稳定或计轴系统受扰等。

就转辙机设备而言，其因为螺
丝松动而产生了道岔失表的情况，该情况很容易增加相关自动开闭器损坏的几率，继而致使其发生卡阻，继而对该设备的顺利运作产生较大的阻碍。

摩擦静电的发
生通常和轨道运行时间存在着息息相关的联系，持续运作的轨道列车，会令其设
备温度呈现出日益上升的状态，如果不能在第一时间采取有效方式则会出现摩擦
静电的情况。

2.3硬件设备故障
倘若硬件设备出现问题，那么极易影响到信号系统运作行的可靠性。

硬件自
身的抗干扰性能不足会导致设备不能处于正常工作状态，如计轴系统抗干扰能力
不足极易受电磁干扰而出现红光带故障，如车地无线系统抗干扰能力不足极易受
外部电磁或无线干扰而出现车地通信中断导致列车非正常停车。

硬件本身因元器
件性能不良或本身材质不达标、生产工艺低下或设计缺陷原因，以及受元器件和
线路老化、使用寿命限制等因素影响，会导致硬件本身故障率居高不下。

如果设
备硬件性能不良，轻则影响其工作性能、效率，重则直接造成设备故障，则将会
严重影响信号系统的稳定运行。

相关站点联系受到干扰，不同站点之间的信号无
连接会严重影响到地铁轨道运作水平，不能实现对列车出行时间的科学安排。

结
合相关实践调查可知，硬件本身抗干扰性能和硬件自身能力以及质量密不可分。

如果硬件设备发生故障，那么就会对其抗干扰能力带来严重的影响。

对于这一情况，需对硬件设备做好维护管理以及日常检查工作，并、将目光放在硬件设备的
维修以及保养的环节上，可以从源头上减少设备故障情况发生的次数，继而起到
增加设备使用周期寿命的作用。

除此之外，对每一个部分之间的通信质量引起必
要的重视，充分确保其线路布置能够和车载信号系统保持一致，继而令信号输送
的稳定性得到进一步的强化。

3城市轨道交通供电信号系统的运营维护及管理路径
3.1科学配置维修设备
城市轨道交通信号系统的运行维护管理工作必须要以科学合理的维修设备设
备为基础。

专业维护仪器和专业工具能够保证信号系统设备的测量的精确度和准
确性，根据测量数据制定最终的维修方案策略。

专业仪器和专业工具都由信号系
统供货商进行提供，从而保证测试工具的专业性。

不同信号系统供货商提供的专
业仪器与工具存在差别，在进行信号系统设备维修的过程中必须尽可能的选择原
装工具进行测量，最大化的降低仪器差别带来的测量偏差。

除此之外，针对专用
仪器与工具的维修需要与维修中心相结合，针对信号机，电源设备以及转辙机等
选择不同的维修与安装装置或进行返厂维修、检测。

3.2故障预测与健康管理
城市轨道交通供电信号系统在实际运行的过程中，会受多种因素影响，一旦
不够注重管理，则可能会出现多种故障，影响城市轨道交通的正常供电信号系统
的正常运行。

因此，为了能够有效解决当前城市轨道交通供电信号系统中存在的
问题，应该落实好故障预测与健康管理工作，确保能够优化每一环节工作，并做
好全面分析，制定长期的监测方案，形成对电压、电流、温度、湿度、道岔曲线、道岔缺口等关键部位关键数据的监测，还可以根据实际情况构建寿命模型，掌握
其使用寿命，针对老化现象严重的，应该及时进行更换与维护，避免受其影响而
无法保障城市轨道交通供电信号系统安全稳定运行。

基于大数据的寿命预测主要
包含累积损伤技术和特征量辨识技术，其中累积损伤技术根据自身的特性对相关
部件进行检测，掌握该部件所能承受的电压、电流及温度变化情况，并结合部件
的自身建立失效模型，完成对关键部位的检测与分析，这样有利于对各个部件的
健康状态进行评估。

落实好信号系统设备的周期修工作，特别是对于受过车影响较大的道岔转辙
设备，要定期进行维护确保道岔解锁、转换、锁闭良好；对于计轴设备要确保安
装尺寸达标和及时清理铁屑等干扰物；对于易受机械磨损的转辙机开闭器接点、
继电器等要依据动作次数进行定期轮换、检测；对于系统设备要开展周期性的软
件重启和关机重启，防止系统长时间运行产生的垃圾堆积导致内存不够等影响软
件正常运行。

而针对特征量辨识技术来讲，其在实际应用的过程中，主要是利用供电系统
关键部位的特征量数据进行分析，并根据实际情况构建关键部件寿命模型，建立
总体老化情况、损伤情况及安全状态，并与实际设备确立对应关系。

3.3一朵运维数据
云来自立体感知网的采集数据和业务系统的分析数据实时上传至云平台，基
于HDFS、Spark、HIVE、Kafka等数据处理技术，利用大数据分析和机器学习对
实时上传至云平台的数据进行分析，横向对比同型号设备实时状态数据，纵向对
比历史数据，精准定位不同环境和工况下的设备状态。

同时，基于对实时数据和
历史故障案例数据的动态训练和学习，优化智能维修决策模型和智能预警模型，
并下发至应用层和感知层智能网关，为轨道交通设备诊断和维修提供决策支持。

通过采用云计算和云存储技术，整合既有资源，将多级服务器的模式简化为云、
端二级模式，建成技术先进、结构合理的业务云平台和数据存储平台，实现计算
与存储等资源的统一管理、弹性扩展、按需调配，确保核心业务应用系统的安全性、可靠性和连续性，提高系统数据处理能力和前沿技术水平。

3.43实施运行维护管理
城市轨道信号系统运行维护管理策略的制定和落实必须具有针对性与方向性，才能保证各项设备运行的安全性与稳定性。

由于信号系统设备的安全运行直接关
系着城市轨道交道的运营安全和运营效率，信号系统设备的维修策略应科学、合理、经济，即要避免过渡维修也要防止设备失修。

信号系统设备的维护应以周期性的预防性维护保养为主，以设备故障修为辅，适时开展状态性。

应根据设备类型、重要程度及使用频率针对性的制定差异化的
维修策略，即制定分级分类的设备维修策略。

针对重要性不高或故障后影响不大
的正线信号机、信标及在线监测系统等设备可考虑采取“故障修”方式，以降低
设备维护成本。

对于重要的系统设备应结合使用频率、动作次数等情况合理制定
差异化的维修周期；如道岔转辙机应根据是否为折返道岔、过车道岔等情况进行
分类，如继电器等设备应根据厂家提供的动作次数和使用寿命，结合周期性动作
次数进行分类，分别制定不同的维修周期。

信号系统设备的维护管理制度需科学、严谨，要从制度上、流程上避免人为
因素造成的影响。

要大力推行标准化检修和标准化作业流程，避免习惯性违章和
操作失误导致的设备故障，避免因维修不良或维修不到位而导致的设备故障。

同
时要注重网络安全的防范，落实好网络安全防范措施，防止网络安全风险带来的系统运行崩溃或瘫痪。

设备日常养护中需加强对环境因素的检查、测试和处置，如电磁干扰、无线干扰、温度监测、湿度监测，防止因环境因素影响信号系统设备的正常工作。

日常维护工作还应加强对各种运行场景的测试、验证，提前发现系统软件不完善或软件BUG带来的运行安全风险。

运行维护中还因加强结合部的检查，防止因与其他专业、系统的结合部问题而导致设备故障或运行不稳定。

主要通过预防性维护和故障排查以及定期保养的方式保证各项设备运行的安全性与稳定性。

加强对地铁轨道信号系统中设备的检查与维修工作能够使得工作人员实时掌握设备运行的状态，并通过科学测试方法，依据运行参数制定科学合理的维修时间。

信号设备的维修工作必须在一定时间内完成故障排查，然后进行一级维修方式，更换信号设备中已经发生故障的元件。

二级维修的工作内容主要包括对故障元件测试工作，找出出现故障的原因，并选择购买功能性的元件代替故障元件。

二级维修工作与轨道运行无关，可放置最后进行。

三级维修主要是针对电路板进行替换，通过轨道信号系统测试对机械设备进行全面检查，从而保证电路板的替换与维修工作更加科学与高效，从而有效提升信号系统运行的安全性。

3.54结合现代信息技术进行数据分析
城市轨道信号系统运行维护与管理必须与现代先进科学技术相结合，要用好信号在线监测系统和信号智能运维平台，将物联网系统于计算机系统大数据分析应用到其信号系统的维护管理工作过程中。

依靠在线监测系统的在线实时监测功能，监测系统各设备的工作状态和性能参数。

依托智能运维平台的大数据分析功能，及时诊断、发现设备隐患并给出性能状态预警和维护建议，避免系统设备长期处于亚健康状态或最终导致设备故障；依托其故障智能诊断功能，自动快速定位故障设备和故障原因，指导维护人员进行故障快速维修，有效缩短故障延时；依托其质量评分功能，合理确定设备维护的维护周期和维护模式，通过质量评分功能辅助维修模式从故障修、计划修往状态修、预防修转变，以实现减员增效。

信号系统维护终端与控制中心相结合，ATP系统与ATS系统和ATO系统三者相互依存，ATP系统的作用主要是将ATS系统传来的信息内容进行处理，，并分析将数据传送至ATO
系统，同时对轨道信号系统中的数据进行实施检测，保证运行数据的精确性和科学性。

结束语
城市轨道交通信号系统在国内的城市化进程中有很重要的地位，轨道交通建设速度的不断加快，让城市轨道交通信号系统也有了全新的要求和目标。

本文简单探讨了城市轨道交通信号系统的运营维护管理，希望能对未来的城市轨道交通信号系统发展建设起到一定的帮助。

参考文献
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[1]与主题和全文无关。