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摘要：城市轨道交通已经在我国得到较快的发展，促进了我国综合国力发展的同时。目前，国家对交通事业发展提出更严格的要求，应将列车运行的间隔缩短，并保证列车运行的绝对安全，可是列车运行中难免会产生信号系统的故障问题，影响正常运行，因此，应制定城市轨道交通信号故障的列车应急方案，保障列车运行可以符合国家对城市轨道交通发展的要求。
关键词：城市轨道；交通信号故障；列车应急运行；控制
引言
城市轨道交通客流量增长，在列车运行安全上已经得到更多人员的关注，信号系统对于保障运行安全起到极大的作用。若是产生信号系统的故障，可能会对列车调度员掌控列车运行造成不利，使驾驶安全更加难以得到有效保障，因此应重视对城市轨道交通信号故障的研究，提出应急运行控制措施，保障信号故障得到全面有效处理。
1城市交通轨道信号故障的分类
列车在长时间使用期间，会由于元件本身功能产生差异，进而影响正常的工作。故障可以分为潜伏性、非潜伏性、责任故障以及非责任故障、断线故障以及混线故障，如表1。潜伏故障就是指故障产生之后，无法及时显示出来。只有当故障与另外一个故障组合才能明确的看到故障，如电源接地性故障，这种信号故障产生后，列车可能在短时间中出现异常，之后设备又开始工作。潜伏性故障产生后比较难以判断，因此应引起相关人员的关注。非潜伏性故障主要是指故障产生后可以立即发现的故障，在列车运行中主要表示为灯泡主灯丝故障、道岔无表示等。非潜伏性的信号故障产生会使得列车无法正常工作，直等到修复之后才能恢复正常。非潜伏性故障一般属于独立出现，不会与其他故障配合才显示，主要由于故障是偶然措施的，产生就会立即得到维护，存在两个非潜伏性故障同时产生的可能性小。
责任故障是指对设备的维修或是违章作业导致的设备无法运作，例如列车超期使用产生的故障，或是设备维修中存在不当行为等。非责任信号故障主要是指由于突发因素、外界干扰、自然灾害等导致的故障，例如气候、冰雪、雷击、有害物质腐蚀、设备被盗，有可能是部分管理设备人员没有尽到自身的责任，使得信号设备运行异常。断线故障主要是指闭合电路的某处线路断开，电路变为开路，使得设备运行产生异常。混线故障是指闭合电路的某一处线路混入其他电源，产生电源短路，使得设备无法正常运行。
城市轨道发展信号系统产生故障后会造成很大影响，主要包括中心调度员没有办法在短时间内获得故障位置以及产生信号故障的列车周围环境，一般需经过多方面的合作以及管理手段确认，安全性以及效率相对不高，可能会对列车运行造成极大不利。另外，由于列车本身驱动会采取人工驾驶恢复正常运营，可是人工驾驶很容易受到外界因素的干扰，例如坡道、弯道、照明灯等，使其工作状态很难保持稳定，造成列车的运行效率难以提升，并无法保障列车运行安全。
表1 列车的信号故障类型
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2一般的故障应急处理程序
列车运行中，交通信号故障一旦产生，应依据应急故障处理的程序进行，故障处理时间，避免故障复杂化以及扩大化。首先应在接到交通信号故障后第一时间到达故障现场，应了解故障状态以及列车人员当时等操作状况。在对交通故障检查以及分析的前提下，对信号故障进行初步判断，明确故障的性质。在故障处理过程中，如果无法立即将故障解除，（故障位置要维护需要较长时间），就需要采取积极措施，在车站的《行车设备检查登记簿》等级停用。并在其上面注明列车故障的发生时间以及停用时间、已经停用的设备名称，并注明登记人员的姓名。经过车站人员的同意后签认。如果发生的是信号设备关联机车车辆脱轨、颠覆事故时，维护人员就需要与车站值班人员协调，对设备实际状况进行记录，并安排专门人员对列车故障现场进行监视以及保护，尽量避免擅自将设备触动。另外，出现交通信号故障应即可向电务段的调度以及车间进行汇报，汇报内容主要包括故障设备的名称、故障发生的现象以及故障的影响范围，并注明自己已经采取的处理措施，寻求指导以及帮助。最后在规定时间内处理交通信号故障，并将故障修复好后进行试验以及登记，确认故障已经消除。
3基于城市轨道交通信号故障下列车应急运行的控制分析
3.1交通信号故障的基本应急运行规划
轮轴计与轨旁射频识别应答器等多装置进行联合，可以判断存在信号系统的定位列车，这属于传统的列车运行信号判断方式，可是由于本系统没有办法将列车运行期间周围信息获取，加上系统本身相对比较复杂，已经难以满足现阶段列车运行的需求。要使得列车信号系统可靠性极大提升，应具备相对独立且成熟列车定位系统，将其当作信号定位方式冗余备用模式。如果列车运行中信号系统出现故障，就可以在短时间内进行快速切换，使得系统运行更加安全。
信号系统产生故障，调度员一般可以通过系统中的列车行驶数据，获得列车在目前轨道上所在的位置，之后发出指令。通常来说，很多城市轨道交通信号故障选择的是UWB无线技术，主要功能在于列车定位。而在列车运行系统中，智能检测设备属于TIDS这一子系统应用的基础设备之一，主要功能是感知列车行驶附近环境。若是城市轨道交通中，产生列车故障，通过本系统就可以获得故障的信息以及数据。之后通过计算机平台以及专业的科技技术，明确列车行驶的前车、道岔、信号机等障碍物，并在短时间内及时处理城市轨道交通信号故障。通常处理城市轨道信号故障的基础措施是追踪，其会在信号系统的作用下发出自动的报警信号，这会使得城市轨道列车运行更加通畅。
APN公网通信技术与列车信号系统结合，了解列车前存在障碍区以及实际情况。调度人员可以通过APN公网通信技术，获得列车运行现场的数据信息。通过UWB通信定位子系统、TIDS子系统、中心显示子系统等，使得不同系统之间进行数据传输，并将信息传输到中心显示子系统，使得城市轨道交通信号故障得到有效处理的同时，保障列车应急运行的安全性以及可靠性。
3.2重视UWB通信技术的应用
UWB通信定位子系统的视距定位精度通常可以达到20cm到30cm，轨道设备、车载设备、服务器软件是UWB通信定位子系统的基本组成部分。要保证列车定位给数据的获取，一般中心调度人员会在每列车上进行UWB卡的安装。在UWB卡基础上，发送通信定位控制的系统指令，并保证通信定位控制得到有效且严格的检测。然后将设备所处状态基础数据信息、列车信号故障、列车在城市轨道上所处的位置等数据信息直接发到TIDS子系统。
TIDS主机通常在接入公网后，因为多轨运行应将列车所在轨道进行区别，技术人员通常是以2台轨道设备以及车载设备结合进行定位以及距离检测的。可是如果地铁的隧道相对比较窄，没有办法满足所有场景测距需求，因此，可以运用飞行时间方式定位列车位置。而UWB定位子系统主要是以UWB锚点定位以及TIDS 子系统速度的积分定位控制，可以现场对列车方向进行判断，明确列车的初始定位、区间位置校准、列车初始定位等、通过UWB定位子系统列车定位，现场定位误差可以控制在5m之内。
3.3加强TIDS子系统的实践
TIDS子系统运行基本原理是以坡道、线路弯度等，对信号系统识别距离进行适当的调整，提升识别结果的可靠性以及准确程度。外围传感器、TIDS主机、人机界面显示单元是信号系统TIDS子系统的基本单元。TIDS主机功能可以保障多种传感器的数据集合，并以其为基础，对列车安全运行距离以及限制速度进行科学的计算。广角相机、激光雷达以及长焦相机是外围传感器组成元素，这几种传感器之间相互配合，就可以将列车信号机、列车前的列车等数据信息科学的识别。人机界面显示单元主要负责输出显示与声光报警，主要显示的数据信息是列车的最高限制速度、列车运行具体位置以及前方运行的安全距离等。TIDS子系统可以为列车在轨道上运行提供基础防护，本系统提供的防护距离是300m，这种检测技术可以排除对向运行列车对列车本身造成的不利干扰，并将最新的检测状态在人机界面上显示。
3.4明确中心显示系统的作用
当列车的信号系统中TIDS子系统将定位信息传输到中心子系统后，中心显示子系统就会将控制命令发送，并使得TIDS系统检测到的障碍物以及现场图片发回控制中心，获得现场故障信息的基础上，中心调度员就可以明确列车位置。在得到列车运行信息的前提下，中心显示子系统就会对线路上所有的列车位置数据进行有效汇总以及整理，并以实际正线线路图为基础，在线路图上显示列车实际位置数据。
4结语
城市轨道交通信号系统故障产生之后，要迅速判断故障位置，处理故障信息，保障列车正常运行，可以运用TIDS子系统、APN公网通信技术、UWB通信技术等，使得故障得到应急处理。TIDS子系统进行故障的检测，调度人员可以在第一时间了解前方列车与自身运行距离、前方存在的障碍物，并及时采取对应的措施，对列车进行安全防护，并配合使用UWB通信技术，可以在地面中心显示子系统，明确每辆列车附近环境以及位置信息定位，并将数据信息传输到中心系统。驾驶人员通过传输回来的数据对故障及时应急控制，可以使得列车正常运行，减少故障造成的安全事故。
参考文献：
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[2]赵跟党 张玮. 城市轨道交通信号常见故障及应急处理（高等职业教育城市轨道交通[M]. 重庆大学出版社，2014.9（17）.85-85.