铁路运输安全论文开题报告

轨道交通信号安全论文

轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。下面我们来看一下关于轨道交通信号的论文吧。

摘 要： 城市轨道交通是缓解现代城市交通压力的重要方式。近年来，我国各大城市纷纷加快了轨道交通的投资与建设，以此提高城市公共交通运输能力缓解地面交通压力。在地铁工程建设与发展中,轨道交通系统作为大容量公共交通工具,其安全性直接关系到广大乘客的生命安全,信号系统是城市轨道交通的重要基础设施之一，作为保证列车安全、正点、快捷、舒适、高密度不间断运行的重要技术装备在轨道交通系统中有着举足轻重的地位，同时也是关系到列车行驶安全的关键。现就城市轨道交通信号系统进行简要论述，主要介绍信号系统的构成、功能、控制模式、在我国的应用情况以及存在的不足和发展对策。

关键词：轨道交通；信号系统；现状；发展趋势

一、城市轨道交通信号的发展

轨道交通信号的发展背景

轨道交通通起源于英国，最早的列车指挥是由一位带绅士礼帽、穿黑大衣和白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以各种手势发出信号指挥列车的前进和停止。

为确保安全，人们开始研究使用固定的信号设备：用一块长方形的板子，横向线路是停车信号，顺向线路是行车信号。可是顺向线路的板子实际上很难观察，故又在顶端加块圆板。当必须在晚间开车时，就以红色灯光表示停车信号，白色灯光表示行车信号。

1841年，英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示，装设在伦敦车站，这是铁路上首次使用臂板式信号机。而慢慢随着科技的发展出现了色灯信号机渐渐代替了臂板信号机，直到现在的列车自动控制系统。

轨道交通信号的发展现状

众所周知，城市轨道交通系统因基建成本高，往往采用高速度、高密度方式运营，这样就必须依靠先进的通信信号设备来进行控制和管理。城市轨道交通的信号系统，已从早期的固定闭塞发展到了准移动闭塞，正在向移动闭塞方向发展。传统的信号系统即以地面信号显示为依据，司机按行车规则操纵列车运行。现代信号系统有6个基本目标：以安全的方式控制列车有条件地前进；使本列车与前行车或股道尽头保持安全距离；防止出现列车冲突进路；使列车能够按要求的时间间隔运行；使列车能够按时刻表速度运行，以便最大程度地避免危及安全的各种干扰；保证关键点闭锁在正确位置。目前世界各国的城市轨道交通信号系统大都采用列车自动控制系统（ATC），已基本上满足上述基本目标。

我国轨道交通的ATC系统目前大多采用进口设备，主要来自德国SIEMENA、英国WESTINGHOUSE、美国US&S、法国ALSTON等公司。国产信号系统由于多种原因尚未形成完整的产品，近年来ATP系统等开始逐步在正线得到应用。

城市轨道交通的发展趋势

当下我国城市轨道交通建设正处于高速发展阶段，各种各样交通信号系统纷纷踏入中国轨道交通市场，那么如何选择先进、安全、可靠、经济、使用性的信号系统成为了当前我国城市轨道交通的一项重要课题。当前国外主流的城市轨道交通通信系统主要有数字轨道电路系统、分析模拟轨道电路系统和基于通信的列车运行控制系统模式，我们要结合国内外各类轨道交通信号的优缺点，寻找出适合我国国情的城市轨道交通信号系统，在未来城市轨道交通系统国产化建设才是正确的发展方向。城市轨道交通国产化，不仅能降低建设成本（国产的CBTC比引进国外的系统造价低20％），而且能降低运营成本，更重要的是促进我国城市轨道交通技术水平的大幅提升，有利于人才培养。并且参与国际竞争。

那么，参与技术服务，国内硬件加工，逐步吸收熟悉国外技术是首要的。其次，通过技术引进，掌握系统功能单元间接口协议和技术标准，最后要积极跟踪并参与CBTC的研究。

城市轨道交通的信号系统，已从早期的固定闭塞发展到了准移动闭塞，正在向移动闭塞方向发展。传统的信号系统即以地面信号显示为依据，司机按行车规则操纵列车运行。现代信号系统有六个基本目标：以安全的方式控制列车有条件地前进；使本列车与前行车或股道尽头保持安全距离，防止出现列车冲突进路；使列车能够按照要求的时间间隔运行；使列车能够按时刻表速度运行，以便最大程度地避免危及安全的各种干扰，保证关键点锁闭在正确位置。

ATP的主要作用是根据故障-安全原则，执行列车间安全间距的监控、列车的超速防护、安全开关门的监督和进路的安全监控等功能，确保列车和乘客的安全；ATO主要执行站间自动运行、列车在车站的定点停车、在终点的自动折返等功能；ATS的主要作用是监督列车状态、产生列车时刻表、自动调整列车运行时刻和保证列车按时刻表正点运行、生成运行报告和统计报告、向旅客向导系统提供信息等。

由于通信技术的发展，ATC系统中ATS子系统的功能也越来越强，已不仅仅是传统意义上的“列车自动监督”，ATS子系统正在向集成化方向发展；维修管理更加重要为了提高系统的可靠性、减少维护费用，信号系统的监控管理以及维修管理信息系统都非常重要。

二、城市轨道交通系统的构成及功能

列车自动监控子系统（ATS）

ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下基本功能：

（1）通过ATS车站设备，能够采集轨旁及车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。

（2）根据联锁表、计划运行图及列车位置，自动生成输出进路控制命令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。

（3）列车识别跟踪、传递和显示功能。系统能自动完成正线区段内列车识别号（服务号、目的地号、车体号）跟踪，列车识别号可由中央ATS自动生成或调度员人工设定、修改，也可由列车经车—地通信向ATS发送识别号等信息。

（4）列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。能根据列车运行实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分，控制发车时间。

（5）ATS中央故障情况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进行调整，由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制，由车站人工进行进路控制。

（6）在计算机辅助下完成对列车基本运行图的编制及管理，并具有较强的人工介入能力。通过设在车辆段的终端，向车辆段管理及行车人员提供必要的信息，以便编制车辆运用计划和行车计划。

（7）列车运行显示屏及调度台显示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视，能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。

（8）能在中央专用设 备上提供模拟和演示功能，用于培训及参观。能自动进行运行报表统计，并根据要求进行显示打印。

（9）能在车站控制模式下与计算机联锁设备结合，将部分或所有信号机置于自动模式状态。

（10）向通信无线、广播、旅客向导系统提供必要的信息。

列车自动防护子系统（ATP）

ATP系统由地面设备、车载设备组成，监督列车在安全速度下运行，确保列车一旦超过规定速度，立即施行制动，主要实现以下功能：

（1）自动连续地对列车位置进行检测，并向列车发送必要的速度、距离、线路条件等信息，以确定列车运行的最大安全速度。提供列车速度保护，在列车超速时提供常用制动或紧急制动，保证前行与后续列车之间的安全间隔，满足正向行车时的设计行车间隔和折返间隔。对反向运行列车能进行ATP防护。

（2）确保列车进路正确及列车的运行安全。确保同一径路上的不同列车之间具有足够的安全距离，以及等防止列车侧面冲撞。

（3）防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的允许速度。

（4）为列车车门的开启提供安全、可靠的信息。

（5）根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电路发码方向。

（6）任何车—地通信中断以及列车的非预期移动（含退行）、任何列车完整性电路的中断、列车超速（含临时限速）、车载设备故障等均将产生安全性制动。

（7）实现与ATS的接口和有关的交换信息。

（8）系统的自诊断、故障报警、记录。

（9）列车的.实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录和显示。具有人工或自动轮径磨耗补偿功能。

列车自动驾驶子系统（ATO）

ATO子系统是控制列车自动运行的设备，由车载设备和地面设备组成，在ATP系统的保护下，根据ATS的指令实现列车运行的自动驾驶、速度的自动调整、列车车门控制。

（1）自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较高的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及旅行速度。

（2）在ATS监控范围的入口及各站停车区域（含折返线、停车线）进行车—地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS系统对在线列车进行监控。

（3）控制列车按照运行图进行运行，达到节能及自动调整列车运行的目的。

（4）ATO自动驾驶时实现车站站台定点停车控制、舒适度控制及节省能源控制。

（5）能根据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进行控制。

（6）与ATS和ATP结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。

信号ATC系统依据控制方式以及信息传输方式的不同，系统结构组成和配置方式也完全不同，在工程设计中选择何种配置，须根据行车组织、车辆性能、车站规模、线路条件等，以安全性、可靠性为基本原则，兼顾成熟性、经济性、合理性，以发挥最大效能为目标，并需适当考虑先进性等。

三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。

联锁系统

在铁路车站上，为了保证机车车辆和列车在进路上的安全，有效利用站内线路， 高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。

（1）联锁的基本内容

防止建立会导致机车车辆相互冲突的进路；必须使列车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在与进路开通方向相符合的位置；必须使信号机的显示与所建立的进路相符合。进路上各区段空闲时才能开放信号；进路上有关道岔在规定位置时才开放信号；敌对信号未关闭时，防护该进路的信号机不能开放。同时这三点也是联锁最基本的三个个技术条件，只有在满足了这三点条件，联锁才能成立，列车进路与调车进路才能安全进行。

（2）联锁设备

控制车站的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁关系的设备，称之为联锁设备。联锁设备是轨道交通的重要信号设备，用来在车站和车辆段实现联锁闭塞关系，建立进路，控制道岔的转换和信号机的开关，以及进路解锁，以保证行车安全。联锁设备分为正线车站联锁设备合车辆段联锁设备。联锁设备早期为机械联锁，后来发展成为继电器集中联锁。随着3C技术的快速发展，计算机联锁已经成为联锁设备的主要发展方向。

三、结 论

城市轨道交通信号系统是技术含量高，行车指挥自动化和保障安全的重要技术装备，就现在我国的情况而言，城市轨道交通是人们普遍会选择的交通出行方式，安全是我们首要考虑的问题，就目前而言，我国在世界的大发展中还是处于较为落后的局面。对我国城市轨道交通现代信号国产化进程滞后的现状，必须引起高度关注，尽快提高我国信号装备的技术水平，取长补短，吸取国外先进经验，发展具有中国特色的城市轨道交通现代信号系统，使中国的轨道交通通信信号系统处于国际的前沿。

致 谢

本文是在王静老师的精心指导和支持下完成的，所以首先要感谢我的论文老师王静。通过老师的精心指导以及我这一阶段的努力，我的毕业论文《浅谈城市轨道交通通信系统》终于完成了，这同时也意味着大学三年的生活即将结束。

在大学阶段我在学习上和思想上都受益非浅这除了自身的努力外与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。在本论文的写作过程中我的导师王静老师倾注了大量的心血从选题到开题报告从写作提纲到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题严格把关循循善诱在此我表示衷心感谢。同时感谢我的爸爸妈妈焉得谖草言树之背养育之恩无以回报你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际我的心情无法平静从开始进入课题到论文的顺利完成有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助在这里请接受我诚挚谢意。

参 考 文 献

〔1〕肖宝弟。 对我国城市轨道交通信号系统发展战略的思考。 [J]。现代城市轨道交通 , 2004

〔2〕何蕾 。 城市轨道交通运营管理。[M]。北京：中国铁道出版社 ，2007

〔3〕徐金祥。 城市轨道交通信号基础。[M]。北京：中国铁道出版社 ，2014

〔4〕颜景林 。城市轨道交通设备。[M]。成都：中国铁道出版社 ，2004

〔5〕吕永宏 。刘红燕 。3种城市轨道交通控制系统。[J]。甘肃科技：，2008

〔6〕张唯 。铁道运输设备。[M]。北京：中国铁道出版社，2002

〔7〕张凡。钱传贤。城市轨道交通概论。[M]。成都：西南交通大学出版社，2007

〔8〕林瑜筠 。城市轨道交通信号设备。[M]。北京：中国铁道出版社 ，2006

〔9〕魏晓东 。城市轨道交通自动化系统与技术。[M]北京：电子工业出版社 ，2011

〔10〕赵祎 。地铁CBTC信号系统。〔DB/OL〕2010

〔11〕蔡爱华 季锦章 。地铁信号系统的现状及发展趋势。电子工程师。[J]2000

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铁路开题报告范文

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铁路作为设备联网、生产联动的系统，系统中各个生产环节之间存在极强的关联性，这就对铁路各个系统管理、装备与作业有更高的管理要求，安全管理工作是铁路所面临的首要任务。尤其是铁路实行提速战略之后，面对市场竞争和铁路内部组织运行方式要求，铁路交通运输安全管理尤为重要。对此，铁路客运要给予安全管理足够的重视和关注，分析现有安全管理机制中存在的问题和缺失，提供有效的解决措施，完善铁路交通运输安全管理机制体系，进而达到铁路交通运输安全管理的最终目的。在这样的环境背景下，探究铁路交通运输安全管理机制具有非常重要的现实意义。

一、铁路交通运输安全管理工作的主要特征

1.系统化

铁路运输安全管理工作并不是独立的系统，其安全问题涉及到铁路运输生产的各个环节中，同时渗透到铁路技术系统中，覆盖范围广，结构复杂。正是这一特性，赋予铁路运输安全管理工作极强的系统化，为了保证管理效率，必须建立系统化管理机制，囊括各个运输生产环节的安全工作，进而保证铁路交通运输的高效运行。

2.动态化

由于铁路交通运输大部分时间处于位移状态，时空的变换提高了铁路交通运输的安全风险发生几率，并衍生出大量不可控因素，使得铁路交通运输中经常发生意外事件和非正常情况。对此，为了保证铁路交通运输安全，其安全管理也具备动态化特点，对铁路交通运输实行动态化监测，最大化控制不稳定的安全风险因素，进而最大化保证铁路交通运输安全。

3.复杂化

从本质而言，铁路交通运输系统在日常运输中属于全天候、开放型作业，影响运输安全的因素有很多，不仅受到内部管理、人员以及设备等方面的的影响，同时也受自然环境与社会环境的影响，使得铁路交通运输安全管理也具备一定的复杂化。除此之外，由于客运高速化和货运重载化发展背景下，加大铁路技术系统的复杂程度，则安全事故风险概率也随之增加，使得铁路交通运输安全管理工作愈发艰巨。

二、铁路交通运输安全管理工作开展思路

1.以人为本

在进行铁路客运安全管理工作中，人是影响安全管理的主要因素，为了降低安全风险发生概率，铁路客运安全管理工作要以控制“人”这一安全因素为核心，坚持以人为本的管理原则，健全激励制度，提高管理人员工作效率，并完善相关管理制度规范人性弱点，进而提高铁路交通运输安全管理工作的综合质量水平。

2.全局发展

在进行铁路交通运输安全管理工作中，铁路系统内含多专业和多部门，在达到特定功能的基础上，复杂程度相对较高。为了保证铁路交通运输的安全性和可控性，管理人员要以系统理论为核心，利用全局思维开展铁路交通运输安全管理工作，构建全员安全、全面安全和全过程安全的管理体系，通过全局思维解决实际管理中出现的问题，防止以惩罚制的单向管理，深入安全核心因素，优化铁路交通运输安全管理机制，进而提高安全管理水平。

3.事前预防

在进行铁路交通运输安全管理工作中，其安全管理机制的建立目的是防止安全事故的出现，这就要求铁路交通运输安全管理工作要以事前预防为核心，通过科学有效的管理措施与技术手段，降低不安全现象的发生几率，进而最大程度的消除安全事故。为了提高事前预防效果，一方面管理人员要从经验入手，对未遂安全事故进行深入统计分析，构建数学模型，分析内在规律，形成管理依据；另一方面以科学分析为核心，借助安全分析技术判断不安全因素，并加强控制和管理，进而防止安全事故的发生。

三、完善铁路交通运输安全管理机制体系的有效途径

1.合理分配管理人员，开展全过程安全控制

在进行铁路客运管理的过程中，管理人员要制定客运计划，按执行期限的不同，可分为长远计划、年度计划和日常计划三种形式。站在全局视角下，做好长短途旅客列车合理分工，根据客流变化，图定列车数量、编组、运行区段变化情况进行局部调整，充分发挥旅客运输能力的最佳效能，均衡地运送旅客。同时强化职工岗位作业的规范性和标准性，完善以作业标准为核心的安全管理机制，挖掘影响控制点安全因素，划分控制重点，制定层次化控制方案，并通过监控系统进行客运全过程控制，进而达到安全管理的最佳效果。除此之外，管理人员要重视过程管理，以提高班组自控能力为核心，加大思想教育力度，将被动管理转换为自动管理，使得各个职工自觉规范自身的操作行为，将管理中心向下转移，完善职工个体安全自控体系，将安全他控、职工自控和安全互动等管理措施有效的结合在一起，形成完善的全过程控制体系。

2.建立安全责任机制，落实安全管理策略

安全责任机制的建立要从机制落实和机制考核两方面入手，一是责任到人，在进行铁路交通运输安全管理工作中，以逐级负责为核心，结合实际管理要求和管理情况，构建领导负责、专业负责、岗位负责的责任体系，明确各基层安全责任，避免责任泛化和责任虚化的情况出现，并加强领导负责、岗位负责和专业负责三者之间的.关系，构建安全责任衔接途径，在明确权责后赋予管理权力，提高责任与权力的匹配程度，进而落实相关安全措施。二是有责必问，在进行铁路交通运输安全管理工作中，明确相关权责后，要对权责执行情况进行进一步考核、审查，明确各级管理人员的安全控制绩效，综合考核安全管理成绩，明确安全管理的实效性，将考核结果和收入、职务、荣誉等联系在一起，提高管理人员的工作积极性，进而实现铁路交通运输安全管理的最终目标。

3.完善思想政治机制，促进安全文化建设

在进行铁路交通运输安全管理工作中，为了保证安全管理效果，管理人员要重视安全文化建设，以文虎育人，创设和谐轻松的安全文化氛围，影响人的思想观念和工作行为，进而达到对“人”安全因素的控制。首先，以尊重为手段，引入以人为本的管理理念，给予“人”充分的关心和了解，管理人员要和基层职工拉近距离，维护职工的根本利益，并尽量满足职工心理需求和物质需求，提供工作热情和工作信心，进而形成和谐的工作氛围。其次，以教育为手段，强调责任教育，完善思想动态监控机制，了解和掌握职工思想活动，纠正思想偏差，进而避免违规操作行为的出现。最后，以鼓舞为手段，对职工心理问题进行及时的疏导，构建友好型上下级关系，凸显人文关怀，帮助职工树立正确的工作态度和生活态度，为铁路交通运输安全管理机制的完善和落实打下坚实的基础。

四、结束语

本文通过对铁路交通运输安全管理机制的研究，得出：（1）受铁路交通运输系统的影响，赋予铁路交通运输安全管理工作系统化、动态化、复杂化特征，控制不稳定安全因素，保证安全管理水平。（2）在进行安全管理工作中，要将工作重点落在以人为本、全局发展和事前预防等方面，分析安全因素和安全风险，制定对应措施，进而保证安全管理效果。（3）在进行安全管理工作中，以现场卡控机制、安全责任机制、思想政治机制等方面入手，完善铁路交通运输安全管理机制，进而达到安全管理目的。