关键词：铁路信号测试系统安全
引言
铁路信号系统，通常是由多种机电设备组成的复杂控制系统，对铁路运行的安全、高效、快捷起着重要作用。为了更好的发现和诊断故障，保障铁路安全、高效运行，因此研究开发一种新型铁路信号测试系统是十分必要的。信号设备是铁路运输的耳目，对行车安全关系很大。它分为信号、联锁设备和闭塞设备三类。为了保证设备质量，铁路信号设备所命名用的器材和配件，必须符合部颁标准。当变更设备结构时，须经铁道部批准。
一、对各类信号设备安全的共同要求
各种信号均须符合下列各项要求：①除与机车车辆发生直接相互作用的设备如车辆减速器、限界检查器等以外，信号设备的任何部门不得侵入现行国标GB146-59规定的建筑接近限界（包括曲线部分的加宽）。②所有信号设备的安装，均须符合批准的安装标准图和设计图的要求。③信号设备的联锁关系，必须与批准的联锁图表一致，并满足《铁路技术管理规程》的要求。④各种基础或支持物不应有影响强度的裂纹，安装稳固，其倾斜限度不得超过10mm。信号机柱应垂直安装，其倾斜限度不应超过36mm。⑤各种信号设备的机械部分和电气特性，都应符合规定的技术标准。⑥对设有加锁、加封的信号设备，均应加锁、加封或装设计数器。⑦铁路信号设备及其电路，应保护在发生故障时导向安全，以免出现危及行车安全的后果。⑧凡与交流电源引入、架空线（包括架空线电缆接入）及轨道电路等外线连接的信号设备，必须设置外部防护设施（雷电防护、安全地线等）。⑨在交流电力牵引区段的防护要求：a为了保证人身安全，信号设备外缘距接触网带电部分的距离不得少于2m；b距接触网带电部分5m范围内的金属结构如信号机构、梯子、安全栅网以及继电器箱箱体、转辙握柄等均须接地。c同一设备接地时，严禁既接向牵引轨条或扼流变压器中点，又接向专用地线。
二、对各类信号设备的具体安全要求
2.1对信号（装置或显示）的安全要求：①对信号的基本要求是显示明确，有足够的显示距离，当发生故障时能给出最大限制的显示，保证行车安全。②信号机（含表示器，下同）的显示方向，应使接近的列车或车列容易辩认信号显示，并不致被误认为邻线的信号机。信号机的显示，均应使其达到最远。曲线上的信号机，应使接近的列车能尽量不间断地看到它的显示。③各种信号机及表示器的显示距离，在正常情况下应符合下列规定：a.进站、通过、遮断、防护信号机，不得少于100m；b.出站、进路、预告、驼峰、驼峰辅助信号机，不得少于400m；c.调车、矮型出站、复示信号机，容许、引导信号机及各种表示器，不得少于200m；在地形、地物影响视线的地方，进站、通过、预告、遮断、防护信号机的显示距离，最少不得少于200m。④各种信号机开放后，均应按《铁路技术管理规程》规定的条件，在列车或车列运行的适当时期及时关闭，若恢复定位状态。⑤进站、出站、进路、通过和防护信号机的灯光熄灭、显示不明或显示不正确时，均应视为停车信号。⑥色灯信号机的机构及灯光配列形式，应符合规定的标准。以两个基本灯光组成一种信号显示时，应在一条垂直线上，并应有一定的间隔。由两个同色灯光组成的一种信号显示时，其颜色一致。⑦同一机柱上有几块臂板时，各臂板的显示方向应一致，动作角度互相偏差不得超过5°。在关闭状态时，主臂板和通过臂板应水平，上下误差均不得超过2°角。开放信号时，臂板开放角度为40~70°。2.2对联锁设备的安全要求：为保证站内的列车运行、调车作业安全，站内正线、到发线上的道岔，及联锁区范围内的道岔，均须与有关信号机联锁。区间内正线上的道岔，也必须与有关信号机或闭塞设备联锁。①各种联锁设备均须满足下列安全、要求：a.当进路上的道岔开通位置不正确、或敌对信号机未关闭时，防护该进路的信号机不能开放；信号机开放后，该进路上的有关道岔不能扳动，其敌对信号机不能开放。b.正线上的出站信号机未开放时，进站信号机不能开放为通过信号；主体信号机未开放时，其预告信号机不能开放；色灯复示信号机应保证不间断地检查主体信号机的开放条件。c.装有转换锁闭器、电动或电空转辙机的道岔，当第一连接杆处的尖轨与基本轨间有4mm及其以上间隙时，不能锁闭或开放信号机。②电气集中联锁设备还应保证下列要求：a.当机车车辆通过道岔时，该道岔不能转换。b.向有车占用的线路排列列车进路时，有关信号机不能开放。c.能监督道岔是否被挤，并能在挤岔的同时，使防护该进路的信号机自动关闭。d.在控制台上应能监督线路和道岔区段是否占用、进路的开通与锁闭状态，复示有关信号机的显示等。③电锁器联锁设备应保证：车站值班员能控制与监督接、发车进路的排列、信号机的开放与关闭等。
三、对闭塞设备的安全要求①区间内正线上的道岔必须与闭塞设备联锁
当区间道岔未开通正线时，两端站不得开放有关信号机。②当列车或后部补机需由区间返回原发车站时，自动闭塞或半自动闭塞应设钥匙路签。在钥匙路签未放入原设备以前，掺有钥匙路签的列车或后部补机占用的区间，不得解除闭塞，出站信号机不得开放。③自动闭塞设备应保证：当闭塞分区被占用或轨道电路失效时，防护该分区的信号机自动关闭；当进站及通过信号机红灯灭灯时，其前一个信号机应自动显示红灯；当闭塞设备中任何元件或部件发生故障时，不得出现信号的升级显示；在站内控制台上应有相应的区间情况的表示。④继电半自动闭塞设备应满足下列要求：①出站（或通过）信号机开放的条件是，单线区间在得到对方站的同意接车信号后，双线区间在得到对方站的列车到达信号后。②电锁器联锁的车站，操纵发车手柄（或按钮）后，电气集中联锁的车站，出站信号机开放后，均不能按正常办法取消闭塞。③列车从发车站进入区间后，出站信号机应自动关闭，并使双方站闭塞机处于闭塞状态，在列车到达接车站以前不能解除，有关出站信号机，不能开放。
关键词：铁路信号；存在的问题；对策建议
中图分类号：U284文献标识码： A 文章编号：
1铁路信号的定义
铁路信号由听觉信号和视觉信号组成。听觉信号也可以称为音响信号，是用声音表示的信号，声音的强度、次数和时间长短来反映信号的不同。视觉信号用不同的颜色、灯光开关的次数和信号的位置来显示的信号。
2 铁路信号的现状及问题
随着经济的快速发展，我国铁路建设的规模逐年增大，在铁路历程上、铁路难度上都有所提升，与铁路密切相关的铁路信号要求难度随之增加，铁路信号的建设也取得了一些进步。
但是铁路建设中，铁路信号的发展随着铁路建设的难度加大而出现许多问题，以铁路发达国家相比存在一定的差距，主要表现在：
2.1 铁路信号的现状
（1）铁路信号的安全性能不高。目前，我国铁路自动化程度的不断提高，铁路信号的安全性能不能够及时反映现在高铁发展的需要，铁路信号事故频繁出现，影响了铁路的正常运营。随着铁路技术的不断进步，铁路信号的自动化和智能化应用越来与广泛，从事铁路建设的人员的技术和铁路设备稳定性等多方面的制约。在铁路信号技术的研发和管理上依然存在着不足之处，对铁路系统的正常运营造成巨大的威胁。
（2）管理方面出现漏洞。铁路信号的管理一直由政府铁路管理部门掌控，这不利用铁路资源配置的最优化，不利用有效的市场竞争。虽然不同地域存在一些差异，但铁路系统作为一个整体，应该在全国建立统一的管理系统，这样铁路系统的整体管理才能实现，也有利于铁路系统的正常运营。但是，现阶段我国铁路的计算机管理系统在技术方面存在很大的缺陷，管理不完善，系统故障时常发生，影响着铁路运输的安全。
铁路信号系统的自动化水平不高。铁路信号的管理自动化水平随着机电技术不断的提升而提升。但是铁路信号系统的联网监测和智能控制还不成熟，达不到铁路运行的要求，特别是微电子技术不断发展和变革，以前比较先进的一些信号控制技术和设备已经不能满足现代的需求，需要进一步提高自动化技术水平和优化信号资源。因此，铁路信号系统必须提高自动化控制水平，加大科研投入，开发适合我国铁路的信号自动化系统。
2.2铁路信号系统中所存在的问题
（1）枢纽调度监督设备。枢纽调度监督设备是铁路运输设备中的重要设备，能够保证铁路的正常安全的运行。但是枢纽内的运行模式是采取分散作业，不利用总体的调度和管理，降低了铁路运输的效率。在现代快速的铁路物流中，确保铁路运输时间的准确性和铁路安全运行成为一个待解决的难题。
（2）车站联锁设备。车站联锁设备是铁路系统中最常用的设备。近几年的几次铁路大提速使这种设备出现许多问题，比如战线和列车基本等长，进出站口处没有过走保护区段，很难有效的控制列车。信号机间的安全距离达不到要求，安全距离的信息不能提供，对列车的安全运行带来了许多隐患。
3 增强铁路系统的对策研究
3.1通信和信号一体化发展
我国的铁路系统发展速度很快，铁路的正常运行必须要解决信息问题，只有将铁路信息系统中的问题得到解决，才能保证铁路系统运行的安全，铁路系统功能的正常发挥，也只有这样才能尽最大程度的促进铁路事业的发展。将铁路的通信技术和信号技术相互融，并引入调动指挥信号自动化技术，才能使我国的铁路信息系统进一步完善。
3.2 指定发展规划
规划是发展的前提和基础。只要结合我国铁路发展的实际，指定科学合理的规划，才能使我国铁路信号系统在以后的铁路信息化建设中能够更好的发展。铁路信息系统作为我国铁路安全运行中的重要组成部分，指定良好的铁路信息发展规划，指定一定的发展目标，促进铁路信息系统的良性运作。
3.3铁路无线数字通信技术的应用
传统的分立元器件与模拟信号处理技术已经不能满足铁路大提速下的安全要求。无线数字通信技术作为一种新型的技术在铁路系统中得到了应用，解决了铁路信息信号产生的问题。无线数字通信技术在处理信号时具有运算精度高和抗干扰性能好的优势，实用性和可靠性强。因此，应用线数字通信技术可以提高数据信息的准确率和减少铁路信号的故障。
3.4 采用计算机网络技术
随着计算机网络技术的快速发展和进步，网络化管理已成为铁路信号系统科学化、现代化的一个重要体现和必然趋势。通过铁路信号系统网络化发展，实现铁路运输系统各部门、各业务单元信息及时交换和共享，从而保证整个铁路运输系统安全高效运营。在网络化技术的基础上，实现信号管理的智能化和控制系统的准确性、安全性、就显得尤为迫切。有效的采用计算机技术是解决铁路信号系统现存若干问题的科学途径，也是在网络化的基础上实现全面、准确获得线路上的信息，保证列车的安全运行，从而实现系统的智能化与控制设备的智能化管理有效支撑。
4 结论
通过上述分析，可以看出，铁路运输作为我国运输事业中最重要的主体，其中铁路信号系统的发展，对铁路运输的安全高效有非常重要的作用。因此，我们不仅需要对铁路信号系统进行技术性提升，同样需要进行管理的提升，只有这样才能最大程度的确保我国铁路事业的顺利发展。
参考文献：
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关键词：铁路信号 施工工艺 运行质量 措施
中图分类号：U282 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-0-01
随着社会经济迅速发展，如何提高铁路信号施工的技术水平，保证铁路信号系统的运行质量成为当前我国铁路建设部门和单位亟待解决的重要问题和难点。该文通过对铁路信号施工中出现的主要问题进行分析和讨论，就如何提高施工技术水平和质量提出相应的建议和措施，以期促进我国铁路高效、快速、安全的运行。
1 铁路信号施工中存在的主要问题
1.1 防雷接地、电磁兼容方面
（1）缺乏防雷接地措施。铁路运行的信号系统出现故障的一个很重要的因素就是信号系统没有良好、完备的防雷接地设施，导致信号系统在雷雨天时常发生故障，给铁路行车带来了极大的安全隐患。（2）电磁兼容不足。传统的室内信号设备不需要考虑电磁的兼容性问题，而随着科技的进步，目前我国铁路系统所使用的信号系统基本都采用的是微电子产品，由于设计施工的忽视，使得这些元器件之间的电磁不兼容，造成信号的相互干扰。
1.2 电缆施工方面
（1）电缆成端。目前，我国铁路信号所使用的电缆多为数字电缆，尤以内屏蔽式数字信号电缆为主。数字电缆提高了移频信号的传输质量，但同时，由于其成端施工的质量不合格，造成信号传输时常出现错误，严重影响到电缆的信号传输质量和电气指标。（2）电缆接续。传统的铁路信号电缆的接续方式是采用的地面电缆箱盒方式进行接续。随着科技水平的提高和经济发展的要求，这种接续方式已不能满足当前铁路运行发展的需求，反而对电缆的传输质量和整体结构造成了很大的不便和阻碍，影响到电缆的正常运转，给铁路运行带来了不小的安全隐患。
1.3 其他方面
铁路信号施工中除了存在以上提到的问题，还存在施工仪表和工器具简陋，施工人员的技术能力参差不齐，施工技术不规范等等，这些都直接或间接的影响到了整个铁路信号系统的施工质量和功能使用。
2 加强铁路信号施工技术质量的措施
在实际的施工作业中，施工单位和人员可以采取下面几个方面的措施，来提高铁路信号施工的技术水平和使用质量。
2.1 施工前期的准备工作
（1）实地调查施工地点。施工单位要安排专人到施工地点的实地进行调查，了解和掌握施工地点的地形特征、地质、水文、公路交通的分布、气候条件、风俗习惯和生活经济状况等方面的实际具体情况。并调查施工当地的其他施工单位部门的进度安排，确保在进行信号系统的施工时，能够及时、有效同房建、工务、运输、供电等相关部门做好沟通和协调配合。并掌握当地施工队伍的人员情况，通过对施工人员专长、工作能力、业务素质、思想动态和脾气秉性等方面的了解，做好施工前的人员组织分配工作，打造一支业务能力强、素质干练的综合施工人才队伍。此外，还要对施工所需要的材料购置进行调查，了解和掌握材料的种类、型号、数量、质量和性能等方面的情况，从而保证施工的顺利开展。（2）审核施工设计图纸。施工单位要组织专业人员对铁路信号系统施工设计图纸进行讨论和审核，根据调查得出的施工现场的实际情况，结合工程的使用性质和要求，以及其他的相关情况，对设计图纸中不合理、不科学的部分进行调整和修改。（3）制定工程计划。施工单位要根据信号工程的要求，结合成本、质量、进度、安全等方面的需要，科学、合理的对信号工程的财力、物力、人力和时间等进行规划和安排，制定施工工程的计划方案，协调和组织好工程进度、质量、成本和安全之间的相互配合，以确保工程施工的顺利开展和进行。
2.2 施工过程中的技术质量控制
具体措施表现为：
（1）成本控制。对信号工程的成本控制主要包括施工用料、人员组织、设备设施以及其他方面的资金投入的管理和控制。在施工过程中，施工单位要安排专人对施工材料的领取和使用进行管理，做好材料使用的购进、领取、退还等的信息登记。（2）施工质量。施工单位要提高施工工艺的技术水平，努力更新自身的施工工艺，不断引进和应用先进的施工技术进行建筑施工。在施工过程中，要树立技术品牌观念，不断在工程实践中创新工艺技术，改进工艺流程和操作规范，以推动科技进步，提高铁路信号系统工程施工的质量水平。（3）技术安全。施工单位要制定相应的技术安全施工规范和规章，树立安全施工的思想，充分考虑到影响施工技术安全的因素，如防火、防电、防盗、机械事故、交通事故、违规操作等等。并针对它们采取明确、详细的应对措施，以确保施工的安全、可靠。（4）人员素质。施工单位要聘请专业人员定期的对管理人员、技术人员和施工人员进行职业道德和专业技能等方面的教育培训，提高员工的思想道德水平和职业道德素质，加强员工自身的专业知识的储备和施工技术能力。熟悉和掌握铁路信号系统施工工程的工作环境和操作规范流程，不断适应新材料、新工艺、新设备和新技术的要求，以提高工程施工的质量
水平。
2.3 施工后期的技术质量控制
（1）竣工验收的质量监督。施工建设单位要配合政府监理部门，进行严格的工程竣工质量验收工作。提高和加大对信号工程项目的竣工质量的监督力度，对验收工作实行全程的监督和控制，验收部门要严格按照国家有关的法律法规的标准和要求进行质量验收，做到有依法行事、严格执法，以确保铁路信号工程的质量。（2）养护管理。在工程竣工试运行后，要及时的做好信号系统工程的养护和维修管理工作。规范养护和维修的操作技术和行为，严格养护流程，从而确保铁路信号系统的正常、平稳、安全运行，延长信号系统工程的使用
寿命。
3 结语
铁路信号的施工质量对铁路行车的可靠、安全、舒适、高速都有着十分重要的作用和影响。在施工过程中，施工单位要提高施工技术水平，规范施工行为，严把质量关，从而确保我国铁路运行的安全、
高效。
参考文献
[1] 邰建民.提高铁路信号施工工艺确保铁路信号系统运行质量[J].中国铁路，2009（6）.
【关键词】形式；铁路；信号
铁路信号系统属于安全关键系统所谓安全关键系统是指系统的失效往往引起重大的生命、财产损失的系统。近年来由于计算机在铁路信号领域的广泛应用，并且随着硬件可靠性的提高，实现各种复杂功能的软件质量对系统的安全性影响随之增大提高软件可靠性和安全性成为开发安全关键系统的聚焦点软件开发过程就是把现实世界的需求反映成软件的模型化过程由于软件系统的大规模化、复杂化，需求变更频繁，使得模型化过程越来越困难，目前解决这种困难的方法之一是需求的形式化描述.
形式化方法已经研究和应用了大约30年，和其他人用来表示程序语义.形式化方法是基于离散数学和形式逻辑的一种方法它以一定的数学概念和理论为基础，具有明确的、无二义性的语法和语义形式化语言的外在特点是：代替日常语言的词汇，引进了构成这些语言字母的专门符号，以紧凑性和可观察性为特色；在这些语言中不仅提供了原始标志（语言字母），而且准确鲜明地定义了建立名称和含义表述的规则，定义了把一些表述（判断、公式等符号系列）变成另一种表述的规则由于形式化语言从类型上说基本上是描述性和断定性而非评论性的，在描述性语言中又以分析陈述为主，因此，它能够表达深刻复杂的内容并进行演算化推理形式化方法的优点之一是它对设计产生的错误有一定的避错作用，其离散性和形式逻辑性分别适合于软件的特性和系统的设计与证明首先，形式化方法能避免二义性，系统需求分析和各种文档说明的二义性是设计型故障的主要来源之一；其次，形式化方法比传统方法更加完整、周密形式逻辑在设计中的应用，使设计和证明按一条条逻辑线路进行，避免了逻辑上的混乱本文主要阐述在铁路信号域中形式化方法应用的研究内容，铁路信号领域知识的形式化表达的实现.
1.铁路信号系统及其知识形式化表示
1.1铁路信号域知识
铁路信号是一个有名论域按传统的方法，铁路信号可被划分为车站、区间、编组站调车和调度集中四大子系统在国内，目前主要应用于城市轨道交通的列车自动控制系统亦可作为铁路信号的一个子域随着铁路信号技术的发展，目前已有人提出铁路网络信号学的概念，因而铁路信号域知识随着科学技术的发展而不断更新、拓展世界各先进国家自上世纪 年代开始较早地将计算机应用于车站信号自动控制子系统，这些成果主要体现在铁路车站计算机联锁系统上而近年来其他三大子系统中，计算机的应用也日益增多对铁路信号域知识形式化表示的目标，是使人们能借助于人工智能的理论和方法，去解决因计算机在铁路信号领域中的广泛应用而引出的许多问题如：操作控制数据的自动生成，联锁表的自动生成，联锁软件的计算机辅助设计，列车和车列的运行仿真等等.
1.2铁路计算机信号系统
尽管铁路信号控制包括多个子系统，但在一个调度区段内与列车运行紧密相关的主要是车站联锁和区间闭塞两大部分车站联锁系统是以计算机、现代通信等技术手段实现以进路控制为主要内容的联锁系统，它以色灯信号机、动力转辙机和轨道电路作为室外三大基础设备基础设备的作用是执行行车指挥的命令，而保证行车安全和提高作业效率通过联锁软件来实现区间闭塞系统是为了保证区间内列车行车安全及提高区间通过能力的安全系统区间的通过信号随着列车的运行自动转换，同时相邻车站的进站信号变化也影响分区信号显示根据系统各主要部分的功能分工和设置地点的不同，两系统可表示成一个层次结构.
1.3铁路信号计算机系统的形式化表示方法
本文的形式化研究主要是指在控制层中对相关对象以及它们相互关系的表达知识的表示是对知识进行概括，形成概念并建立起各种关系，用适合于计算机表示和处理的方法描述出来过去铁路信号各对象之间的逻辑关系的处理主要是采用继电器接点电路来实现的由于继电器的体积、能耗以及维修等方面的开销，势必要从逻辑功能上退出，而仅承担功能开关的作用，因此需要研究一种适用于计算机处理的铁路信号知识表达方式知识表达主要包含知识的内涵和知识的关系两方面内容，此外还有与它们相联系的知识处理的规则.
我国铁路信号系统以往的开发方式大多是基于技术规范的，在保障系统安全性、可靠性方面起到了积极的作用.然而随着高速铁路的发展和微电子、计算机、通信等现代信息技术的广泛应用，以及我国铁路信号产品走向国际化需求的增大，传统的开发方式在保障电气/电子/可编程电子安全相关系统的安全性方面，与国际盛行的安全保障、评估理论和技术相比存在一定的差距.
1.3.1知识的内涵表示
铁路车站及区间信号布置平面图、基本规则库以及区域性数据等构成了铁路信号域的基本知识知识库由单元库和规则库两部分构成，如图所示其中单元库包括单元图形库和结构库，存放与铁路现场相对应的拓扑图形和结构；规则库存放的是由铁路信号域的基本原理、定理和规定等知识导出的规则处理模块根据知识库中的知识进行处理，实现功能.
在构建铁路信号域知识库时，采用了面向对象的方法，把描述求解问题的属性概念（知识）和智能行为（知识处理方法）模型化为对象，成为知识库中的一个独立知识单元，称为对象（类）在此知识库中，知识类型包括事实、规则和过程三种每个对象包含其中的 种知识类型事实知识有抽象和实例两种不同的类别，描述如下抽象知识：。
基本规则是铁路信号计算机系统必须遵循的准则首先将经验知识整理成断言形式，然后再从断言变成规则.在这里使用一阶谓词逻辑来形式化表达系统的基本准则.
1.3.2知识的关系表达
对铁路信号系统进行形式化表达的关键在于是否有一系列的抽象化模型，很重要的一条是摆脱继电器网络形式信号电路的约束，要求以数据库为基础的更一般的表达数据库的构建实质是用高度的抽象来模型化系统，将信号系统中的变量转化为若干基本的变量———信号机、道岔和区段作为低层层次进路作为一种高层次的变量，它是指以限界为横截面，以所有区段总长为其长度，包含一定数量的信号机、道岔和区段的一段空间信号机、道岔、区段和进路之间存在着各种关系。
在确定了各变量之间的关系后，再来探索关系之间可能的运算和这些运算应遵循的规则，主要有自反、传递、交换、结合例如：进路的包容关系运算是自反的，传递的，不可交换的，可结合的；进路的接续关系运算是非自反的，非传递的，可交换的，可结合的。
2.结论
铁路信号作为一种安全关键系统，是形式化方法的重要应用领域.本文将形式化方法应用于铁路信号域，开发了铁路站场数据录入系统.它是铁路计算机联锁安全软件测试评估平台的一个子系统，成为软件测试中数据自动生成、操作命令及设备和运行仿真命令、测试案例等自动或半自动生成的基础.此系统已经成功地完成了数个车站的测试工作，验证了方法的正确性和有效性.而且这种形式化表示方法同样适用于铁路区间知识域，目前正应用于开发铁路区间计算机控制信号系统测试评估平台.显然，随着铁路信号域知识的扩充，知识库也需要不断地更新，铁路信号域的形式化表示仍是一个需要继续和深入研究的课题。
关键词 计量；铁路信号；维护
中图分类号 U2 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0151-01
1 仪器仪表对铁路信号维护工作的重要作用
随着我改革开发的进展，铁路作为国家发展的基础设施行业，得到了充分的发展，铁路成为了我国主要的运输渠道。如何做好铁路相关工作已经成为了关系我国国计民生的重要事业。在铁路发展中的信号维护工作是确保铁路运行安全的重要环节，铁路信号维护中的仪器仪表的正确使用和测量是确保维护工作能够正常开展的关键。只有测试数据更加的准确可靠，才能够进一步保证信号系统的维护的质量。仪器仪表的正确测量是安全监测、安全控制的关键。例如信号检修所的器材测试，这就要求测试的仪器仪表合格，只有合格的仪器仪表才能够获得准确的数据信息，才能准确的发现铁路信号设备中存在的问题，即时做好故障处理准备工作，确保铁路运行的安全。
2 仪器仪表的误差及准确度
任何一个电测量指示仪表在测量时都有误差，它说明仪器仪表的指示值和被测量的实际值（通常以标准仪表的指示值作为被测量的实际值）之间的差异。而准确度则说明仪器仪表指示值与被测量的实际值相符合的程度。误差越小，准确度就越高。根据引起误差的原因，可将误差分为基本误差和附加误差。
1）基本误差指仪器仪表在规定的正常工作条件下进行测量时所具有的误差，它是仪器仪表本身所固有的，是由于结构和制作上的不完善而产生的。所谓正常工作条件指：仪器仪表指针调整到零点；仪器仪表按规定的工作位置安放；周围的温度是（20±5）℃或是仪器仪表上所注明的温度；除地磁场外，没有外磁场；对于交流仪器仪表来说，电流的波形是正弦波，频率是所规定的数值。
产生基本误差的原因有很多，其中主要是活动部分不平衡、轴承摩擦、标度尺分度和装置不精密、游丝的永久变形、内部电磁场影响等。
2）附加误差。当仪器仪表不是在正常条件下工作时，仪器仪表的读数与被测量实际值之间就产生了某些差异，此种差异是由于外界因素的影响破坏了仪器仪表的正常工作条件而引起的，故称为附加误差。附加误差有温度误差、外磁场误差、频率误差和工作位置不正确误差等。①温度误差是由于温度变化所引起的线圈电阻和仪器仪表其他载流部分的电阻、游丝反作用力矩系统和永久磁铁磁场的变化等原因产生的；②外磁场误差是由于外部永久磁铁、电流所产生的磁场加在仪器仪表的固有磁场上而产生的。交变外磁场还可使仪器仪表的某些部分产生感应电流而产生误差。仪器仪表固有磁场越弱，外磁场影响越大。可采用磁屏蔽或无定位机构的仪器仪表来减小外磁场附加误差；③频率误差是由于频率变动引起电抗、电流、磁通、感应电势的变化而产生的误差。为消除频率对仪器仪表的影响，可采用补偿线路的方法
3 仪器仪表在信号维护工作中使用注意事项
1）选用仪器仪表的方法。在铁路信号检测工作中，仪器仪表的准确度虽然是选用的重要标准。我们需要结合实际的工作环境和使用情况选择合适的仪器仪表。虽然高准确度的仪器仪表对于测量数据的准确性是非常有帮助的，但是高精度的仪器仪表价格相对较为昂贵，而且使用和维修都相对的繁琐，因此，从实际的角度出发，我们不仅要尽量确保测量数据的准确性，但是同样需要考虑实际的工作情况。
2）要合理选择仪器仪表的量限。在测量过程中，仪器仪表的量限选择同样重要，在确保精确度的情况下同样要选择合适的量限，这样才能确保测量数据的准确度。仪器仪表的准确度也只有在合理的量限下才能发挥最大的作用。在铁路信号维护工作中，仪器仪表的选择对于测量的准确度是相当重要的，因此，在实际工作中，我们需要根据实际的工作需要选择适合的仪器仪表，这样可以最大程度的提高测量值的准确度。确保检修的准确度，提高维修速度。确保铁路的运行安全，确保国家和人民生命财产的安全。
3）仪器仪表的内阻对测量的影响。影响测量数据的并不只是单单的选择仪器仪表的等级和仪器仪表的量限，对于测量数据的准确度，仪器仪表的内阻同样是非常重要的。要确保测量结果的准确性，那么首先需要做到的就是仪器仪表接入电路后不能影响电路的工作状态，这样才能尽量的提升仪器仪表的测量精度。
4）频率的影响。磁电系仪器仪表在测交流时，必须采用一个交直流变换装置，这就是整流器。对整流元件的要求是反向电阻愈大，正向电阻愈小，元件质量相对就越好。为了克服采用磁电系仪器仪表测试二元二位继电器采用的磁电系仪器仪表测试25 Hz的频率的影响，采用数字式仪器仪表的二元二位测试台使测试结果更准确。
4 仪器仪表的正确应用是做好铁路信号的维护工作的前提
1）加强仪器仪表科学管理。仪器仪表的正确使用对于信号的维护无疑是非常重要的，对于测量数据的准确性也无疑是非常关键的。以此，在平时的工作当中，我们需要对信号的测量工作加大力度，以此，来充分的掌握铁路信号的准确度等信息，从而及时的发现线路中存在的问题，及早的解决问题，确保线路的安全。
2）合理选择仪器仪表。仪器仪表的选择对于铁路信号维护工作的正常开展起到至关重要的作用。针对不同的测量值，不同的误差标定方法对结果的实际测量精度是不同的。选择的时候，要针对测量情况和使用仪器仪表在测量点的允许误差具体分析，并不一定低等级仪器仪表就有最好的测量效果。要根据具体情况选择合适的量具和量程，才能最大限度的减少测量的误差，提高测量的准确度，确保检修工作的有效，确保铁路信号的正常运行。
3）注意信号设备对仪器仪表的影响。我们使用仪器仪表测试目的是了解信号设备的状况，发现问题及时解决，从而保障行车安全。如果用仪器仪表测量不准确，就会给设备安全带来安全隐患，因此，在使用测量时，需要综合考虑信号设备对仪器仪表使用的影响。如用绝缘电阻表进行电缆绝缘测试时，应将信号机的防雷组合拔掉，否者的话会造成正常开放的信号机关闭，影响行车。
5 总结
通过上述的论述，我们可以充分的了解到，仪器仪表的正确应用对铁路信号维修工作十分重要，因此，我们不仅需要正确的选择仪器仪表，同样我们也需要根据实际工作选择仪器仪表的测量范围等，只有这样才能确保测量的准确性，进而提高信号维护工作质量，确保铁路信号的正常工作。
参考文献
【关键词】地铁信号 运营维护 维护管理信号系统 地铁信号系统 管理
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：
一.前言
近几年来，地铁系统因信号故障而引发的事故时常都有发生。2009年6月22日，美国首都华盛顿发生地铁列车相撞事故，造成9死亡75人受伤。2009年12月，我国上海地铁1号线发生两车侧撞事故，引起地铁全线瘫痪。事故中所有的地铁都由随车装载的电脑控制运行，来实现列车的行驶速度控制和刹车，同时另一个电子装置检测列车间的安全距离，一旦距离太近就自动刹车，让列车及时止步。即便如此，还是发生了严重的列车相撞事故。较多的事故调查结果均出现信号故障，或者是因为信号系统出现延误导致系统故障。前车之覆后车之鉴，历经类似事故之后，地铁运输企业开始着手改善，开始研究提高地铁信号稳定的方法，地铁信号系统的稳定成为地铁系统安全的保证，信号运营的维护管理成为地铁运输企业日常工作的重中之重。
二.地铁信号系统危险因素。
1.设备受到干扰、系统失灵影响行车安全。
通常在以下情况下，容易造成信号系统失灵：（1）系统设备受电机牵引所产生的谐波电流、静电、外界电磁波、杂散电流腐蚀等破坏和干扰，造成系统损坏或故障，导致信息丢失或破坏。（2）列车在运行中，形成的震动容易造成弱点设备的元件接点脱落、出现接触不良、接插件松动、部件损坏等问题，造成系统无法正常通信，影响行车安全。（3）在我国南方地区，特别是在沿海城市的梅雨季节、台风暴雨季节，地铁内湿度较高，容易引起电子设备受潮、浸水，造成设备失灵。同时，温度和湿度的剧烈变化导致电气元件电气参数变化，在某些电子元件上还容易形成水汽凝结，造成电气设备无法正常工作。
2.硬件设施缺乏稳定性，导致影响系统安全运行。
地铁信号系统设备质量低下、元器件的使用寿命短、性能不稳定、设备抗干扰能力差等问题，都容易造成设备发生故障。设备故障轻则造成站点和控制中心失去联系，严重情况下会造成整个地铁线路瘫痪。在地铁信号系统中，是由电子计算机系统和电子设备组成的综合系统，而电子设备和元件极易因为设备散热不良、电气线路老化、短路、设备故障或认为损坏等，造成设备破坏，甚至有可能引发火灾；在计算机系统中，系统设备可能由于接地不当，受到外界原因或自身设备、元件的损坏，造成信号故障，影响行车安全。
3.人为因素造成系统故障，影响行车安全。
在地铁信号系统中，由于系统电源故障造成断电、运营操作人员操作失误或违章操作，导致系统设备故障；信号系统中敷设在控制中心、正线地下区段的电缆受到老鼠啃咬、明火、拉扯等造成短路，引发火灾危险；系统未经安全检测或者是检测不合格就开始投入使用，导致运行无法保证稳定性，容易发生事故；信号系统中计算机网络系统存在安全漏洞，遭受木马、恶意软件、病毒的破坏或者是受到黑客的共计，造成数据丢失、运行错乱、系统故障，进而造成整个系统瘫痪。
三.地铁信号维护支持系统和信号运营维护管理。
轨道交通信号系统中，将地体信号的维护支持系统即MSS（Maintenance Support System）引入，并作为整个信号系统在进行状态监测、日常维护的辅工具，在列车自动保护系统（ATP）、列车自动运行系统（ATO）、列车自动监控系统（ATS）和计算机联锁（CBI）、信号通信等系统故障的情况下，能帮助信号维护人员将故障设备进行定位，对维修作业进行管理，并能提供维护项目相对应的指导文档，制定维护计划，完成维护管理。
1.目前我国国内地铁信号维护系统现状。
在目前，我国国内地铁信号维护系统及其配套设备，一般都是采用以下几种方式：
（1）子系统分立模式。在列车运行系统和信号系统中，每个子系统都设置了能独立进行故障诊断的系统。采用分立模式优点是能提供子系统内进行专业故障诊断，并具有分析功能，缺点是容易在各个子系统中形成信息孤岛，在维护中缺乏统一故障检测和运营维护管理，没有建立一致的信息化管理平台，不大利于设备维护的统一管理工作。
（2）ATS集中管理所有报警信息。
列车的自动监控系统（ATS）主要功能就是进行运营调度，系统只能提供有限的设备报警信息，而无法给信号维护人员提高较为完善的维护支持，导致无法系统的安排、计划维护管理工作。
（3）采用单独设置的信号维护检测子系统，管理维护工作。
目前，我国采用的CBTC系统核心设备部件都是从国外进口而来，由信号供货商提供ATP、ATS、ATO、和计算机联锁等核心设备的维护支持系统；一般在国内采购轨旁基础信号设备，并根据国家铁道部制定的标准微机监测系统进行监测，此种方式在没有实现国产化的信号系统中被广泛采用。该系统缺点是，在维护时，维护人员需要通过两套独立的系统，才能够实现对维护工作的完整支持，同时这两套独立系统之间无法进行通信，更不利于信号系统的统一管理。
2.地铁信号维护支持系统应用。
随着城市轨道交通的快速发展，地铁发展规模越来越大。在线路维修中心或是车辆段设置独立的地铁信号维护支持系统，对列车的运行进行监视，对整个信号系统的所有设备进行集中报警、集中控制，并能够对在线的信号设备进行远程维护和管理。在信号维护支持系统中，维护中心设置系统配置工作站、维护工作站、维护支持服务器；控制中心设置维护工作站和信息打印机；在主干网上设置信号工区维护终端、车站维护终端、车辆段维护终端、停车场维护终端、便携维护终端；由网络设备、轨旁设备、车载设备、计算机设备和基础信号设备、微机监测系统组成信号设备。
维护支持系统的中心级子系统中，包括位于维修中心的数据库服务器和中央应用，其主要功能是用于采集ATO、ATO、ATS、CBI等系统设备的工作状态，并记录运行时间和设备报警情况，将报警的历史记录保存在数据库中，并由系统管理全线路维护支持系统的相关参数、维护计划和维护工单。在维修中心和控制中心的维护调度工作站上，主要是用来提供全线设备的运行状态和实时显示报警内容，可进行报警确认，完成维护工单的下达，跟踪维护工单的执行情况，制定维护计划。
在车站级子系统中，信号工区维护终端用来接收中心维护调度所下达的维护指令，在查阅维护相关文档后，将设备维护结果上报给中心维护调度。设置在设备集中站的车站维护终端，既有信号工区维护终端的基本功能，同时也可以作为信号微机监测站机，对基础信号设备的状态信息进行收集；在停车场或车辆断的维护终端，主要功能要和信号工区维护终端功能一样，是对工区信号的补充。
3.维护管理。
根据不同类型的报警信息，地铁信号维护支持系统提供了不同类型的维护管理，其中包括预防修、计划修和状态修三种。预防修是指在故障发生之前进行报警，在车辆运行一定公里数、设备运行了一段时间周期时，根据维护程序提示进行设备的预防性检查。在设备的运行过程中，技术参数出现频繁超出预设限值时，维护支持系统则发出“设备可能发生故障，需要检修”的警告，提升维护人员进行检修。计划修是维护支持系统提供较为完整的设备基础信息，将报警记录、维护历史记录等相关资料进行统计分析，辅助维护人员定期对设备进行检查维护。在设备的监测过程中，发现设备出于异常状态，根据设备维护程序，对故障设备或是故障的部件进行更换，替换完成后进行调试，完成状态修。当前的地铁信号技术较为成熟，系统设备较大部分都使用了模块化设计，状态修可在不影响设备正常运行的情况下，完成故障设备的更换，优化了维护管理。
四.结束语
我国的城市交通轨道发展正迎来一个新的建设高峰，信号系统的安全成为推动城市轨道交通健康发展的基本保证。在进行信号系统运营维护管理时，通过维护支持系统的应用，实现信号报警和信息的集中管理，有利于提高信号安全性能，保障行车安全。
参考文献：
[1] 王红光 浅谈地铁信号运营维护管理 [期刊论文] 《科技风》2010年15期
[2] 吴国兴 Wu Guoxing 以可靠性为中心的维修技术在地铁信号系统中的应用
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[3] 周庭梁 张兵建 Zhou TingliangZhang Bingjian 地铁的信号维护支持系统
[期刊论文] 《城市轨道交通研究》 ISTIC PKU2010年8期
[4] 王昆 地铁信号计算机维护管理系统研究 [会议论文] 2006首届城市轨道交通关键技术论坛(第十七届地铁学术交流会)
[5] 朱杰 浅谈地铁信号的维护管理 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 2012年35期
[6] 孙思南 刘金叶 Sun SinanLiu Jinye 轨道交通信号系统的可靠性、可用性、可维护性和安全性分析[期刊论文] 《城市轨道交通研究》 ISTIC PKU2007年11期
【关键词】雷电；铁道信号设备；雷电防治
前言：2013年铁路安全事故造成1336人的死亡，其中由于雷击造成的事故就有三起，造成39死192伤，2005年-2010年由于雷击造成的事故有5起，给国家财产和乘客安全造成了严重损失。铁路运输安全再一次吸引了人们的目光。当今，微电子设备广泛运用于铁道信号设备中，由于在弱电环境中工作的特性，使得微电子设备对外界干扰十分敏感，具有相对脆弱性。雷电对于铁道信号微电子设备的损害非常之大，每年因雷电导致的设备事故已经占到了总事故数量的50%以上，成为我国铁路事故的主因。
1.雷电对于铁道信号设备的危害
1.1雷电类型
雷电的特点是瞬间释放强大的电磁能量，电场强度一般在十几万到几十万之间，电流一般在在2万安-20万安之间。损害铁道信号设备的雷电，根据电压侵入电力、信号、通信等设备方式的不同，可分为直击雷和感应雷两种。感应雷是雷云在与大地之间的静电场放电时，对附近的传输信号线路、设备间连接等所产生的电磁、感应及入侵，造成串联在线路中的电子设备损坏和线路中断的损害；直击雷顾名思义，就是雷电直接对铁道信号系统的建筑结构、外部设施、信号传输设备及其他电子元件的损害[1]。
此外，雷电对于铁道信号设备的侵入损害还有多种方式，如：1.通过轨道电路侵入、2.电磁脉冲破坏、3.雷电浪涌破坏、4.冲击波破坏等。
1.2雷电对于铁道信号设备的危害
雷电对于铁道信号设备的危害主要体现在以下几点：首先，最严重的是巨大的电流随线路进入到设备当中，造成内部设备的损害，由于铁路信号设备分布广且相对密集，加之铁轨的导电性能良好，一旦遭到雷击，极易造成人员方面的伤亡，或引起火灾。
2.当前我国铁道信号设备对于雷电防治的现状
铁道信号设备的更新换代必然造成雷电防护手段的升级。我国铁道信号设备传统的防雷手段主要有避雷针、接闪器、引下线等，能够有效防止直击雷的侵害。随着科技进步发展，铁道信号电子元件越来越多，越来越复杂，传统的防雷措施已不能满足现仅需要。当前我国防雷措施主要是根据德国防雷专家希曼斯的《过电压保护理论与实践》一书提出的理论进行防治[2]。其现代计算机网络的防雷框架图如下：
这一体系主要将雷电防护分为两部分，即：外部防雷和内部防雷。外部防雷主要是指外部设施和安装信号设备的建筑体的雷电防治，主要措施及工具有避雷针、避雷线、均衡电位、屏蔽网、法拉第笼、接闪器、接地体等。对于信号楼的雷电防治措施是法拉第笼，埋设接地网，在四周和屋顶设置避雷带，将主要电流音引向地，形成对雷电分流的效果，避免了局部过电流；对户外缆线的防治是在信号线路入口串接电流保护装置，并且在高柱信号机的点灯缆线采用屏蔽线缆；金属箱、盒壳体设备的雷电防治。金属箱、盒壳体的电源线和信号线应采用屏蔽电缆或非屏蔽电缆穿钢管埋地敷设，屏蔽电缆的金属屏蔽层或钢管都应该接地。此外，金属箱、盒壳体本身也应该具备一定的电气贯通和电磁屏蔽性；在电子设备区域，还应该安装独立的避雷针，但要注意采取避免雷电反击的措施[3]。
铁道信号设备的内部防雷主要是室内容易遭受过电压侵害的电子设备或室外独立电子设备的雷电防治，可分为信号线防雷和电源线防雷两种。信号线防雷首先要求网络通信设备本身具有一定的高能量冲击抗性，其次是在网络通信口处设置一定的防雷保护装置；电源线的雷电防治有两种，一是在总电源进线处安装放电电流较大的首级电源避雷器，二是在电源线可入口、重要机柜的单元电源入口加装次级电源避雷器。具体方法应按照分级保护、逐级泄流的原则。此外，通过过压保护线、信号线、电源线、接地线、各个局部电位和主等电位的连接可有效实现点位均衡连接，有效避免雷电引起的电位差。
3.铁道信号设备雷电防治分析
铁道信号设备具有占地面积大、导体分布广且复杂、冲击电阻不平衡等特点，单纯的、某一方面的防雷措施已经不能满足当代雷电防护的需要，我们需要建立一个多层次、综合性强的铁道信号防雷体系。基于对铁道信号设备特点的分析，要有效对雷电进行防治，必须有一套良好的避雷网络，包括避雷设施、接地网、下引线等，同时针对接地系统、计算机网络系统、信号采集传输系统等进行有效防护，运用拦截、分流、接地、布局、布线等多种手段。应该依据国家和铁路的技术标准与铁道信号设备的具体情况制定并确定工程方案，应从外部到内部、雷电侵入通道、接地地线等全面、综合的进行考虑。制定全面、多样式、互相配合、连接均衡、屏蔽、接地合理的系统措施[4]。
具体建设过程中，信号楼的雷击防护一般采用避雷针和避雷网相结合的方式，在信号楼屋顶一周用热镀锌圆钢材料敷设一圈避雷带，相隔一米处安装支撑柱，并在连接处加150mm的圆钢柱焊片。再在建筑物外墙处敷设接引线连接避雷带和地网；接地网要埋在离墙1m的地沟内，组建一个由垂直接地和水平接地相结合的立体环形地网或“C”形地网。地网与引下线必须焊接牢固，并确保连接点与信号设备相距5m左右；等电位连接的施工需要接地汇集线采用30mm*3mm的紫铜排，并设计成“C形”，铜排距地20cm-30cm之间，相互连接距离要大于60mm。室内电源屏、机柜、接地端子等设备没有太多要求，可直接就近于铜排相连。
总体就是利用人工引雷装置把雷电引入底下、多方面进行分流、阻截、限制设备上的浪涌过压幅值。
结语：铁道信号设备的防护是一个整体、系统工程，别切是一项技术复杂的工作，涉及物理、气象、电子、电工等多各学科，需要良好地避雷设施、下引线和接地网构成的完整系统，并需要用到搭接、屏蔽、传导、分流、拦截等多种手段。随着科技的发展和铁路工程的进步，铁道信号设备的电子化程度也在不断增大，未来铁道信号设备的防护工作必将越来越复杂、精细，我们要无惧困难，仔细研究，为确保铁路安全不懈努力。
参考文献：
[1]俞少岭.铁路信号设备的雷电危害分析及保护探讨[J].海峡科学，2007，11：82-83.
[2]邵海潮.高山电视转播台防雷的关键技术[J].科技传播，2013，01：123-124.
英文名称：Railway Operation Technology
主管单位：南宁铁路局
主办单位：广西铁道学会
出版周期：季刊
出版地址：广西壮族自治区柳州市
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本：16开
国际刊号：1006-8686
国内刊号：45-1204/U
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创刊时间：1995
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