3.2信號系統(tǒng)運營模式
　　1 、ATS自動監(jiān)控模式
　　正常情況下ATS系統(tǒng)自動監(jiān)控在線列車的運行，自動向聯(lián)鎖設(shè)備下達列車進路命令，列車在ATP的安全保護下由司機按規(guī)定的運行圖時刻表駕駛列車運行。控制中心行車調(diào)度員僅需監(jiān)督列車和設(shè)備的運行狀況。每天開班前，控制中心調(diào)度員選擇當(dāng)日的行車運行圖/時刻表，經(jīng)確認(rèn)或作必要的修改，作為當(dāng)日行車指揮的依據(jù)。
　　2 、調(diào)度員人工介入模式
　　調(diào)度員可通過工作站發(fā)出有關(guān)行車命令，對全線列車運行進行人工干預(yù)。調(diào)整列車運行計劃包括對列車實施“扣車”、“終止站?！薄⒏淖兞熊囘M路、增減列車等。
　　3、 列車出入車場調(diào)度模式
　　車輛調(diào)度員根據(jù)當(dāng)日列車運行圖/時刻表編制車輛運用計劃和場內(nèi)行車計劃，并傳至控制中心。車場信號值班員按車輛運用計劃設(shè)置相應(yīng)的進路，以滿足列車出入段作業(yè)要求。
　　4、 車站現(xiàn)地控制模式
　　除設(shè)備集中站其他車站不直接參與運營控制，車站聯(lián)鎖和車站ATS系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)車站和中央兩級控制權(quán)的轉(zhuǎn)換。在中央ATS設(shè)備故障或經(jīng)車站值班員申請，中央調(diào)度員同意放權(quán)后，可改由車站現(xiàn)地控制。
　　在現(xiàn)地控制模式下，車站值班員可直接操從車站聯(lián)鎖設(shè)備，可將部分信號機置于自動模式狀態(tài)，也可將全部信號機設(shè)為自動模式狀態(tài)，控制中心行車調(diào)度員應(yīng)通過通信調(diào)度系統(tǒng)與列車駕駛員、車站值班員保持聯(lián)系。
　　5、 車場控制模式
　　列車出入場和場內(nèi)的作業(yè)均由場值班員根據(jù)用車計劃，直接排列進路。車場與正線之間設(shè)置轉(zhuǎn)換軌，出入場線與正線間采用聯(lián)鎖照查聯(lián)系保證行車安全。
　　6、 列車運行控制模式
　　列車在正線、折返線上的運行作業(yè)時，常用ATO自動駕駛模式和ATP監(jiān)督下的人工駕駛模式，限制人工駕駛和非限制人工駕駛模式均為非常用模式。
　?。?）ATO自動駕駛模式
　　列車啟動后，在ATP設(shè)備安全保護下，車載ATO設(shè)備自動控制列車加速、巡航、惰行、制動，并控制列車在車站的停車位置，開關(guān)車門，司機僅需監(jiān)督ATP/ATO車載設(shè)備運行狀況。
　?。?）ATP監(jiān)督下的人工駕駛模式
　　列車啟動后，車載ATP設(shè)備根據(jù)地面提供的信息，自動生成連續(xù)監(jiān)督列車運行的一次速度模式曲線，實時監(jiān)督列車運行。司機根據(jù)ATP顯示的速度信息駕駛列車，當(dāng)列車運行速度接近限制速度時，提出報警；當(dāng)列車運行速度超過限制速度時，ATP車載設(shè)備將對列車實施制動。
　　（3）限制人工駕駛模式
　　司機以不超過車載ATP的限制速度行車，列車運行安全由司機負(fù)責(zé)，當(dāng)列車超過該限制速度時，ATP車載設(shè)備則對列車實施制動。
　　（4）非限制人工駕駛模式
　　在車載ATP設(shè)備故障狀態(tài)下運用，ATP將不對列車運行起監(jiān)控作用。列車運行安全由司機、調(diào)度員、車站值班員共同負(fù)責(zé)。
　 3.3列車折返模式
　　列車在ATP監(jiān)督人工駕駛模式下折返時，列車由人工駕駛自到達股道牽出至折返線，由司機轉(zhuǎn)換駕駛端，并折返至發(fā)車股道。
　　在ATO有人駕駛模式下折返時，列車能以較合理的速度從到達股道牽出至折返線，由司機轉(zhuǎn)換駕駛端和啟動列車，然后從折返線進入發(fā)車股道。
　　信號ATC系統(tǒng)依據(jù)控制方式以及信息傳輸方式的不同，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和配置方式也完全不同，在工程設(shè)計中選擇何種配置，須根據(jù)行車組織、車輛性能、車站規(guī)模、線路條件等，以安全性、可靠性為基本原則，兼顧成熟性、經(jīng)濟性、合理性，以發(fā)揮最大效能為目標(biāo)，并需適當(dāng)考慮先進性等。

4故障分析與處理方法
4.1信號故障分類
電氣集中聯(lián)鎖設(shè)備是故障——安全電路，雖然在電路中采取了許多安全措施，但并不能做到萬無一失。設(shè)備在長時間使用中，由于連接導(dǎo)線、元件、器材的性質(zhì)功能，產(chǎn)生質(zhì)量的差異，焊接、安裝質(zhì)量及使用條件，維修水平和自然界客觀因素影響等，都又可能產(chǎn)生故障或影響正常工作。故障的原因和故障現(xiàn)象雖然繁雜，但可以按照一定得方法對其進行分類，以便于對電氣集中的故障分析和處理，找出規(guī)律性。
（1）非潛伏性故障是故障發(fā)生后能及時被發(fā)現(xiàn)的故障，即設(shè)備在運用中通過電路本身的自診技術(shù)直接表現(xiàn)出來的故障，如道岔失去表示、燈泡主燈絲燈故障。
必須指出，非潛伏性故障發(fā)生后，必須迫使系統(tǒng)或設(shè)備不能正常工作，修復(fù)后才準(zhǔn)許恢復(fù)正常工作。否則，就不能稱其為非潛伏性故障。非潛伏性故障一般不考慮與其他非潛伏性故障的組合。因為故障是偶然發(fā)生的，若發(fā)生后會及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)它，那么同時存在兩個非潛伏性故障的可能性就非常小。
（2）潛伏性故障是故障發(fā)生后不能及時表現(xiàn)出來，只有在與另一故障構(gòu)成組合時才可顯示出故障，如電源接地等故障。
潛伏性故障發(fā)生后可能會出現(xiàn)短暫的不正常狀態(tài)，然后設(shè)備系統(tǒng)又能正常工作，也有可能不發(fā)生故障。潛伏性故障應(yīng)該考慮與其他潛伏性故障或非潛伏性故障的組合。
（1）責(zé)任故障是由于對設(shè)備維修不良或違章作業(yè)所造成的影響設(shè)備正常使用的故障。如：設(shè)備超期使用發(fā)生故障、設(shè)備維修不當(dāng)影響正常使用、人為作業(yè)影響設(shè)備正常使用等屬責(zé)任故障。
（2）非責(zé)任故障是因突發(fā)因素或因無法抗拒和防止的外界干擾、自然災(zāi)害等造成的故障。如：環(huán)境和氣候不良，雷擊、冰雪、高溫、有害物質(zhì)侵蝕；設(shè)備被盜；其他部門管理的設(shè)備不良直接反映在信號設(shè)備上。
（1）斷線故障：閉合電路某處線路斷開，電路轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路狀態(tài)，導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作。
（2）混線故障：閉合電路某處線路相混或混入其他電源，是電源短路或接地，造成設(shè)備不能正常工作，或使聯(lián)鎖條件和控制條件短接，導(dǎo)致設(shè)備錯誤動作。
4.2信號事故和信號障礙
（1）信號事故及事故等級：根據(jù)《鐵路交通事故調(diào)查處理規(guī)則》規(guī)定，鐵路機車車輛在運行過程中發(fā)生沖突、脫軌、火災(zāi)、燈影響鐵路正常行車的事故，包括影響鐵路正常行車的相關(guān)作業(yè)過程中發(fā)生的事故；或者鐵路機車車輛在運行過程中與行人、機動車、非機動車、牲畜及其他障物相撞的事故，均為鐵路交通事故(一下簡稱事故)。凡因信號設(shè)備故障二造成的事故為信號事故。
根據(jù)事故造成的人員傷亡、直接經(jīng)濟損失、列車脫軌輛數(shù)、中斷鐵路行車時間等情形，事故等級分為特別重大事故、重大事故、較大事故和一般事故。各類事故的區(qū)分界限是根據(jù)事故后果，即事故造成的人員傷亡數(shù)目，機車、車輛破壞數(shù)目，中斷行車時間及造成的經(jīng)濟損失數(shù)額等來確定。
（2）常見的信號事故：信號設(shè)備發(fā)生故障，構(gòu)成行車事故時，一般常見的一厭惡列車運行、擠道岔、列車沖突、列車車輛脫軌等較為多見。
　　常見的信號事故有以下幾方面：
　?、傩盘栐O(shè)備維修不良;
　　②信號維修人員違章作業(yè)；
　?、圮囌救藛T發(fā)現(xiàn)信號設(shè)備不良危及行車安全時，應(yīng)立即停止使用，來不及采取措施二耽誤列車；
　?、苄盘栐O(shè)備中安裝的集成元件、分離電子元件及組成的整機，未經(jīng)測試或超周期使用，影響列車運行時；
　?、莨S生產(chǎn)的產(chǎn)品，自安裝使用時起，在工廠保修期內(nèi)，發(fā)生適量故障耽誤列車行車時（列為生產(chǎn)廠責(zé)任事故，超過保修期的列為信號部門責(zé)任事故）。
　　信號工作人員發(fā)現(xiàn)信號設(shè)備不良危機行車安全時，應(yīng)積極設(shè)法修復(fù)。如不能立即修復(fù)時，應(yīng)在《列車設(shè)備檢查登記薄》內(nèi)登記，停止使用。停止使用的設(shè)備，發(fā)生強行使用而造成事故時，列為使用單位責(zé)任事故。
未達到信號事故等級的信號設(shè)備故障均為信號障礙，包括信號責(zé)任障礙和信號非責(zé)任障礙。
（1）信號責(zé)任障礙指信號設(shè)備維修不良及人為作業(yè)影響造成設(shè)備故障，影響了正常使用。
（2）信號非責(zé)任障礙指無法防止雷害和自然災(zāi)害及無法檢查、發(fā)現(xiàn)的器材材質(zhì)不良及外界影響所造成設(shè)備故障，影響正常使用時。
外界影響屬信號非責(zé)任障礙，包括電力、電網(wǎng)影響；列車車載體刮、砸及外部人員砸、拆，毀壞設(shè)備；道岔尖軌卡物、外界施工影響等；其他不可抗拒的、不可預(yù)見的和設(shè)備不能承受的外部原因。
4.3處理故障的程序
處理故障不能盲目亂動，要按一定的程序進行，這是縮短故障處理時間，防止將故障擴大化、復(fù)雜化的關(guān)鍵所在。處理設(shè)備故障一般應(yīng)按以下的程序進行。
（1）故障發(fā)生趕赴現(xiàn)場
當(dāng)接到行車人員信號故障通知時或自己發(fā)現(xiàn)信號設(shè)備故障時，信號維修人員應(yīng)立即趕赴運轉(zhuǎn)室和現(xiàn)場。
（2）詢問了解
信號維修人員到達現(xiàn)場后，應(yīng)向行車人員詢問當(dāng)時操作情況和故障狀態(tài)。
（3）初步判斷
在觀察了解情況的基礎(chǔ)上，初步判斷故障性質(zhì)和地點時是室內(nèi)還是室外。
（4）等級停用
了解當(dāng)時列車運行情況，根據(jù)故障繁簡和所處位置及故障處理所需時間，如果不能馬上排除時，應(yīng)采取果斷措施，在車站《行車設(shè)備檢查登記薄》上等級停用。登記故障發(fā)生與設(shè)備停用的時間，停用設(shè)備的名稱，簽上登記者姓名，并經(jīng)車站值班員同意簽認(rèn)。
當(dāng)發(fā)生與信號設(shè)備有關(guān)聯(lián)的機車車輛脫軌、沖突、顛覆事故時，信號維修人員應(yīng)會同車站值班員記錄設(shè)備狀態(tài)，派人監(jiān)視、保護事故現(xiàn)場，不得擅自觸動設(shè)備，并立即報告電務(wù)段調(diào)度。
注意：發(fā)生故障不能忙于處理，應(yīng)先登記后處理，不能使事故性質(zhì)升級。
（5）匯報
發(fā)生故障，應(yīng)立即向電務(wù)段調(diào)度和車間匯報，匯報內(nèi)容包括故障設(shè)備名稱、故障現(xiàn)象及影響范圍，并說明已采取的措施，以得以指導(dǎo)和幫助。
（6）處理
在不影響行車安全、人身安全和不破壞事故現(xiàn)場的前提下，迅速組織處理。
設(shè)備停用后，應(yīng)按故障現(xiàn)象、狀態(tài)進行分析查找，查找中應(yīng)采取一定的措施與方法，使用合適的工具儀表，必要時應(yīng)征得車站值班員同意后方可進行試驗，以確定故障的性質(zhì)和范圍，做到沉著、細(xì)心、耐心、又快又準(zhǔn)的把故障地點和原因找出來。應(yīng)注意：沒有弄清原因之前不得擅自亂動設(shè)備。
（7）試驗消記
　　故障修復(fù)后應(yīng)按所停用的范圍認(rèn)真進行試驗，經(jīng)試驗確認(rèn)故障已排除，無其他異?，F(xiàn)象后方可進行消記。在《行車設(shè)備檢查登記薄》上進行登記，寫明恢復(fù)停用設(shè)備的名稱、時間與故障原因，并經(jīng)車站值班員簽字，至此設(shè)備恢復(fù)正常使用。
（8）事故障礙登記
對設(shè)備發(fā)生的故障，信號維修人員應(yīng)將故障現(xiàn)象以及確認(rèn)的故障原因、處理情況登記在《信號事故、障礙登記薄》內(nèi)，作為原始記錄備查。
（9）處理匯報
故障處理完后，應(yīng)把故障的發(fā)生狀況、處理經(jīng)過、故障原因及修復(fù)措施、恢復(fù)使用時間、影響行車情況及事故責(zé)任人從中吸取的教訓(xùn)、今后的改進措施等，如實地向電務(wù)段調(diào)度和車間進行匯報。
4.4系統(tǒng)方案的安全策略
信號系統(tǒng)的安全性體現(xiàn)在兩個方面，即方案的安全性和設(shè)備的安全性?！话闳藗冎蛔⒅亓嗽O(shè)備的安全性，而忽視了方案的安全性比較，也就是說在不同沒備提供同樣的安全性指標(biāo)時，巾于方案選擇的不同，也會造成整個信號系統(tǒng)安全性能的差異。
4.5 列車檢測方式的選擇
實時安全的列車檢測是實現(xiàn)列車安全運行和其他系統(tǒng)安全工作的基礎(chǔ)，合理選擇列車檢測方式也就成為確保運營安全、高效的關(guān)鍵課題。列車檢測的方法有模擬軌道電路、音頻數(shù)字軌道電路、查詢應(yīng)答器、感應(yīng)電纜環(huán)線、計軸以及無線通信等。
傳統(tǒng)的模擬軌道電路用于檢測列車位置，雖然具有較高的安全性，但是由于不能提供“車—地’傳輸?shù)淖銐蚨嗟男畔?，較長的應(yīng)變時間也無法把行車間隔時間進一步縮短，而且存在鋼軌絕緣接頭，增加了維修工作量，并影響乘坐的舒適性，所以已幾乎不在城市軌道交通的正線中運用。
音頻數(shù)字軌道電路采用微處理器對地面信息進行數(shù)字編碼，再傳遞到鋼軌上，由于其編碼可包含的信息量大，不僅可以檢測列車位置，還可以作為“車—地’通信的方式，對列車進行較精確的控制，并且由于數(shù)字軌道電路的高度靈敏度和可靠性，所以該系統(tǒng)的安全性能是很高的。另外取消了鋼軌絕緣接頭，已使之成為城軌交通工程中采用的ATP系統(tǒng)的主要方式。 查詢應(yīng)答器也屬于較實用的系統(tǒng)，在國外有較多的運用，我國上海莘閔輕軌交通工程已設(shè)計采用此方式。該系統(tǒng)工程造價較低，維護成本低，使之具備較強的競爭力。雖然查詢應(yīng)答器系統(tǒng)不能提供緊急制動功能以及鋼軌的斷軌檢測功能，但是城市軌道交通屬于封閉線路，一般能夠進行良好的行車組織、車站管理和線路維護等工作，在一定程度上彌補了上述不足之處。當(dāng)然，在繁忙的線路上，這種不連續(xù)的列車檢測方式將降低整個運營系統(tǒng)的安全陛和效率，在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)充分考慮采用相應(yīng)的補充設(shè)備，譬如在必要地點設(shè)置電纜環(huán)線。
感應(yīng)電纜環(huán)線的檢測列車的方法大多被用于移動閉塞系統(tǒng)中，它可以實現(xiàn)“車—地”的雙向通信，并可以非常精確地定位列車的位置。目前，正在建設(shè)中的武漢輕軌一號線就是采用的這種設(shè)備。但與查詢應(yīng)答器一樣，它也無法對鋼軌的完整性進行檢測，所以其本身是存在安全性缺陷的，當(dāng)然可在采用這種系統(tǒng)時，增加軌道電路作為補充，可以提高運行的安全性。另一個問題是，感應(yīng)電纜環(huán)線存在串碼干擾問題，特別是在某段環(huán)線被損壞時，而環(huán)線的鋪設(shè)也對工務(wù)維修帶來不便，這些因素都是設(shè)計時應(yīng)考慮的。
計軸設(shè)備一般作為主設(shè)備故障情況下的備用設(shè)備使用，它的安全性缺點在于“記憶性”道區(qū)段有車占用情況下，當(dāng)停電再恢復(fù)供電時，計軸信息會丟失，造成軌道區(qū)段無車的假象使用計軸設(shè)備時，一定要采用不停電措施或者其他手段以保證運行安全。無線通信則由于技術(shù)和管理上的因素，目前尚難以在城市軌道交通工程中運用。
4．6 機車信號的選擇
由于在城市軌道交通的正線運營中，已基本取消地面信號，列車憑借ATP機車信號運行。依據(jù)ATP機車信號的“車—地”信息傳輸方式，可分為連續(xù)式還是點式ATP系統(tǒng)，雖然點式ATP系統(tǒng)和連續(xù)式ATP系統(tǒng)都屬于“故障—安全”系統(tǒng)，并且在信息量、信息傳輸速度，信息碼可靠性等技術(shù)參數(shù)均能滿足城市軌道交通的需求，但是兩者的區(qū)別仍對運行的安全性和行車效率產(chǎn)生影響。
點式ATP系統(tǒng)意味著“車—地”之間的信息傳遞是不連續(xù)的，顯然這樣造成了后續(xù)追蹤列車無法及時得知前行列車的運行區(qū)段，也就不能及時改變運行速度，以保證列車運行的安全性并提高線路的通過能力。另一方面，由于“車—地”之間的信息傳遞是間斷的，反過來，將對“車—地，’通信的設(shè)備的可靠性要求更高，以免遺漏某個點的信息。點式ATP系統(tǒng)對列車的高密度運行、加速效率以及緊急停車等都是不利。但考慮到工程投資和維護成本的約束，點式ATP在低密度等項目中仍具備一定的優(yōu)勢。
連續(xù)式ATP系統(tǒng)克服了點式ATP的缺點，能夠及時得知前方區(qū)段占用或故障情況，以及時改變運行速度，保證運行的安全和高效。連續(xù)式ATP系統(tǒng)即能適用于固定閉塞，也能適用于移動閉塞。
需要指出的是，為了確保行車安全，“車—地”的信息傳輸可以是間斷的或連續(xù)的，但列車的速度檢測必須是連續(xù)的，只有連續(xù)的速度檢測才能保證列車運行速度實時地控制在安全范圍內(nèi)。另一方面，在配有ATO系統(tǒng)的列車上，雖然ATO系統(tǒng)具備很高的可靠性，但其本身不是“故障—安全’設(shè)備，所以仍需要ATP系統(tǒng)的車載設(shè)備能夠提供列車行進速度和安全速度的指示信息，以便司機監(jiān)視和控制。
4．7 設(shè)備控制方式
設(shè)備控制方式指的是對沿錢各種信號設(shè)備控制點的設(shè)置方式，一般分為集中控制和分散控制兩種。雖然控制方式的不同選擇對設(shè)備本身的可靠性并不會產(chǎn)生變化，但對于整個系統(tǒng)運行的可用性帶來影響。
采用設(shè)備集中控制方式，可以減少系統(tǒng)維護工作，并且減少沿線工區(qū)和人員配置；而采用設(shè)備分散控制，則可以減小系統(tǒng)故障時的影響面，從而提高全線運營的保障性。由此在系統(tǒng)設(shè)計時，可依據(jù)設(shè)備不同的重要性來選擇，例如：ATS設(shè)備的故障—般不會對全線運行安全產(chǎn)生巨大影響，采用集中控制方式有利于發(fā)揮其優(yōu)勢；而ATP中央設(shè)備的故障可能造成全線范圍的停運，其的后果是嚴(yán)重的，所以對于可靠性不是很高的ATP系統(tǒng)采用采用分散控制方式是個明智之舉，即便設(shè)備故障其影響也是局部的，可以容忍的。
4．8 系統(tǒng)的通信
現(xiàn)代化的信號系統(tǒng)依賴于計算機之間大量的信息傳遞，所以系統(tǒng)通信的安全、可靠性必須得到保障。通信網(wǎng)絡(luò)運行的安全問題是一個綜合、復(fù)雜的問題，值得注意的是除了提供商所描述的系統(tǒng)功能外，用戶必需關(guān)注系統(tǒng)的安全通信接口、升級能力、失敗/恢復(fù)技術(shù)以及我國對密碼進口的制度等等。
4.9系統(tǒng)的可靠性分析
在信號系統(tǒng)的設(shè)計時，除了系統(tǒng)安全性外，可靠性評估也是非常重要的，高度的可靠性也是高安全性的一個重要保障。為了能夠放心地在實際中運用，設(shè)計一個完善的信號系統(tǒng)必須定量地分析出系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。例如：在國鐵規(guī)范中，已明確了列車超速防護的車上設(shè)備的平均無故障時間(MTBF)不低于104h，地面設(shè)備的平均無故障時間不低于105h。
在城市軌道交通中由于ATP系統(tǒng)在正常駕駛模式下使用，是惟一能連續(xù)控制列車運行，并長期確保列車安全運行的駕駛模式。降級駕駛模式是ATP系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況下，在限速條件以人工駕駛來降低列車運行風(fēng)險所采用的一種駕駛模式。不過，詼漠式并不能避免所有風(fēng)險，特別是不能保護列車不闖關(guān)閉的信號機，所以要求正常駕駛模式必須非常穩(wěn)定可靠，以盡量減少采用降級駕駛模式。鑒于上述因素，在國外城市軌道交通工程中，提出ATP系統(tǒng)正常駕駛模式的可靠必須高于99．99％。其中，月為系統(tǒng)可靠性概率；T為系統(tǒng)設(shè)計壽命；MTBF為平均無故陶司隔時間。
?