城市轨道交通信号系统存在的安全隐患及应对策略

发表时间:2021/3/2   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:杨雄渡
[导读] 摘要:信号系统作为城市轨道交通的重要组成部分,不仅实现将城市轨道交通系统分散各处的设备互联互通,还可实现对列车的有效管理控制,保障城市轨道交通系统的正常运行。
        南宁轨道交通集团有限责任公司  530000
        摘要:信号系统作为城市轨道交通的重要组成部分,不仅实现将城市轨道交通系统分散各处的设备互联互通,还可实现对列车的有效管理控制,保障城市轨道交通系统的正常运行。随着我国城市地区对城市轨道交通依赖水平的不断提升,信号系统应发挥计算机网络技术的优势,将各式各样新型技术引入城市轨道交通系统中,并推进不断创新。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对城市轨道交通信号系统存在的安全隐患及应对策略提出了一些建议,以供参考。
        关键词:城市轨道;交通信号系统;存在的安全隐患;应对策略
        引言
        随着城市现代化发展脚步的不断加快,城市轨道交通作为解决城市公共交通的一项有力手段,不仅具有运量大、节能环保、安全便捷等特点,同时还可促进城市土地资源充分利用,促进城市科学规划布局,推动区域经济发展。现阶段我国城市轨道交通信号系统仍面临网络化运营及自动化水平不足、资源共享率偏低及能耗过高等问题,影响了城市轨道交通的发展,相关人员应不断推进对城市轨道交通信号系统的改革创新,积极促进我国城市轨道交通的有序健康发展。
        1、城市轨道交通信号系统的组成
        城市轨道交通信号系统的发展经历了3段历程:以模拟轨道电路为基础的自动控制系统、以数字轨道电路为基础的自动控制系统、以通信技术为基础的运控系统。当前城市轨道交通信号系统由ATS、ATO、ATP组成,分别代表列车自动监控系统、列车自动运行系统及列车自动防护系统,其通过信息交换的方式形成一个闭环系统,从而实现中央控制与现地控制、列车控制与地面控制相结合。
        2、城市轨道交通信号系统存在的安全隐患
        2.1城市轨道交通信号系统AP现状
        (1)AP检修方式。从现有的AP检修方式看,主要是以预防修为主,并结合故障修形式对线路AP进行维护。纵观我国各城市轨道交通运营企业,目前对AP设备的检修方式,主要分为三种:①预防修,即定时检修方式;②故障修,即视情检修方式;③状态修,即状态监控检修方式。随着检修手段的升级,以上三种方式的占比也在往状态修倾斜。(2)AP预防修的成本与收益。评判检修制度是否合理、必要,最重要的是成本与收益的关系。AP体量的大小对采取预防修还是状态修也起着重要的影响,在资源有限的前提下,体量越大采用预防修难度也越大,取得的成效反而越少。
        2.2资源共享率偏低及能耗过高
        对于城市轨道交通而言,资源共享率是城市轨道交通运行时,列车与列车相互间的位置资源共享水平、列车与控制中心相互间的资源共享水平等。现阶段我国大多数城市的列车运行模式仍然是列车与控制中心相互间的资源共享,共享效率十分有限,难以满足如今提高城市轨道交通运行效率的发展需求。另外,在上述一系列因素的共同制约下,使得城市轨道交通运行无法达到理想的效率,导致城市轨交通运行出现较大的能源消耗。根据相关统计数据显示,受城市轨道交通信号设备资源分配不协调影响,所产生的资源损耗在整个城市轨道交通系统资源损耗中占比可达到40%以上,为了尽量减低能耗,推广新技术促进城市轨道交通信号系统的高效运行至关重要。
        2.3安全防护技术还存在一定的弊端
        如果不能合理利用安全防护技术,那么安全防护技术本身也会出现不同程度的问题,可能导致信号系统网络计算机运行速度、效率受到影响,降低用户体验,同时带来并发问题。例如:设置安全卫士、漏洞管理、工控集中管理等等,为确保城市轨道交通信息系统运营的安全,需要制定安全防护措施。
        3、应对策略
        3.1建立完善的AP大数据管理平台
        完善的AP大数据管理平台不仅是对AP状态的大数据分析,也是对设备台账的大数据管理、设备状态的大数据分析、设备检修的全寿命跟踪。

通过设备台账的大数据管理,掌握各线路AP的具体里程位置、各项参数、运行数据,为后续分析、维护提供基础数据;通过设备状态的大数据分析为状态修提供更全面、更准确、更高效的诊断数据,同时凭借不断优化的人机交互界面、不断完善的主动识别系统,让AP设备维护更加智能化、科技化;通过设备检修的全寿命跟踪对AP设备所有的状态修、预防修、故障修数据进行平台录入,以便于实现未来AP维护和全寿命网络化管理。
        3.2实时捕获网络攻击行为
        目前存在的网络安全攻击有:黑客攻击、网络病毒等。入侵防御系统首先会对网络流量信息进行监测,以监测结果为基础对信息进行集中控制和响应,可以帮助安全管理人员更好地对潜在风险进行分析,提高网络信息的安全性和可靠性。通常来说,在城市轨道交通信号系统网络中,入侵防御系统最佳的部署位置为信号系统网络核心交换机上,其通过控制网络内的通信流量,对攻击进行实时检测,然后发出攻击报警。如果将入侵防御系统部署在信号系统网络核心交换机上存在困难,也可将其部署在信号系统关键业务服务器区域前,通过其对关键业务通信流量的检测,实时阻断和警示入侵性攻击。
        3.3推动一体发展
        众所周知,信息技术的进步是城市轨道交通信号系统发展的必要助力。所以,我们应当正视信息化的时代形势,依托信息技术之便,为信号系统的发展注入智能化与数字化的活力。同时,为了消减信息资源浪费等现象,应当控制建设成本,秉承交互发展理念,推动通讯设备与信号系统的一体化建设,冲破单一化的信号系统桎梏,进而保证信号系统得以持续化及健康化发展的同时,为我国城市发展创造更多的社会与经济效益。
        3.4城市轨道交通信号系统设备精简化管理
        随着信息化、云计算、集成电路技术的高速发展,专业化程度相对较高的城市轨道交通信号系统势必将向着轻量化、精简化和云化方向发展。提出了云化、精简化、一体化等方案,期望达到更高的运行效率、可维护性和可拓展性,并以此抛砖引玉,探究下一代信号系统发展方向。当然,安全是信号系统的“魂”,新技术的应用必须以不降低系统安全隐患问题,提高设备的可靠性、稳定性为根本,任何的精简化措施,特别是信号系统设备模块的变化,都必须满足相关专业安全技术认证要求。
        4、城市轨道交通信号系统的发展方向
        第一,数字轨道电路系统。近些年,以信息技术为支撑的数字轨道电路信号系统倍受热捧。轨道交通所提供的列车断轨、完整性以及占用检查等功能仍未找到先进的替代手段,故此,作为一种传输和检查功能兼备的轨道电路,在城市轨道交通信号系统中依然有着巨大的应用优势。数字轨道电路能够提供容量极大的信息传输,能够优化列车自动控制性能,让列车间隔得到进一步的降低。第二,基于通信的列车自动控制系统。基于通信的列车自动控制系统也称为CBTC,其作为近些年各国在信号系统方面的研究重点,有着许多独有特性,具体来说体现在以下几方面:第一,其是以无线通信系统为依托,不需要电缆的辅助,能够降低电缆维护以及铺设等方面的资源成本。第二,其能够保证控制中心与列车之间的有效通信,促使列车区间通过能力得到有力提升。第三,其信息传输速度快、效率高而且流量大,能够实现列车移动闭塞功能。第四,其适用于多种牵引方式、运量、车速以及车型的列车,兼容性较好。
        结束语
        综上,信号系统对整个城市轨道交通系统的运行非常重要,只有深刻了解信号系统运行过程中所存在的安全问题,才能有针对性地采取解决措施,确保信号系统的可靠性、稳定性和安全性,提升整个城市轨道交通系统的运营水平。
        参考文献:
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        [2]蔡晓蕾.城市轨道交通系统联调及安全监理研究[C].中国智能交通协会.第十四届中国智能交通年会论文集(2).中国智能交通协会:中国智能交通协会,2019:367-374.
        [3]李国杰.列控系统信息安全态势感知关键技术研究[D].北京交通大学,2019.
        [4]田茂.城市轨道交通设备系统建设一体化关键技术研究[D].中国铁道科学研究院,2019.
        [5]周璟琰.综合交通枢纽安全风险传递路径研究[D].重庆大学,2019.
 
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