3.2信號系統運營模式
　　1 、ATS自動監控模式
　　正常情況下ATS系統自動監控在線列車的運行，自動向聯鎖設備下達列車進路命令，列車在ATP的安全保護下由司機按規定的運行圖時刻表駕駛列車運行。控制中心行車調度員僅需監督列車和設備的運行狀況。每天開班前，控制中心調度員選擇當日的行車運行圖/時刻表，經確認或作必要的修改，作為當日行車指揮的依據。
　　2 、調度員人工介入模式
　　調度員可通過工作站發出有關行車命令，對全線列車運行進行人工干預。調整列車運行計劃包括對列車實施“扣車”、“終止站停”、改變列車進路、增減列車等。
　　3、 列車出入車場調度模式
　　車輛調度員根據當日列車運行圖/時刻表編制車輛運用計劃和場內行車計劃，并傳至控制中心。車場信號值班員按車輛運用計劃設置相應的進路，以滿足列車出入段作業要求。
　　4、 車站現地控制模式
　　除設備集中站其他車站不直接參與運營控制，車站聯鎖和車站ATS系統結合實現車站和中央兩級控制權的轉換。在中央ATS設備故障或經車站值班員申請，中央調度員同意放權后，可改由車站現地控制。
　　在現地控制模式下，車站值班員可直接操從車站聯鎖設備，可將部分信號機置于自動模式狀態，也可將全部信號機設為自動模式狀態，控制中心行車調度員應通過通信調度系統與列車駕駛員、車站值班員保持聯系。
　　5、 車場控制模式
　　列車出入場和場內的作業均由場值班員根據用車計劃，直接排列進路。車場與正線之間設置轉換軌，出入場線與正線間采用聯鎖照查聯系保證行車安全。
　　6、 列車運行控制模式
　　列車在正線、折返線上的運行作業時，常用ATO自動駕駛模式和ATP監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。
　　（1）ATO自動駕駛模式
　　列車啟動后，在ATP設備安全保護下，車載ATO設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，開關車門，司機僅需監督ATP/ATO車載設備運行狀況。
　　（2）ATP監督下的人工駕駛模式
　　列車啟動后，車載ATP設備根據地面提供的信息，自動生成連續監督列車運行的一次速度模式曲線，實時監督列車運行。司機根據ATP顯示的速度信息駕駛列車，當列車運行速度接近限制速度時，提出報警；當列車運行速度超過限制速度時，ATP車載設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責，當列車超過該限制速度時，ATP車載設備則對列車實施制動。
　　（4）非限制人工駕駛模式
　　在車載ATP設備故障狀態下運用，ATP將不對列車運行起監控作用。列車運行安全由司機、調度員、車站值班員共同負責。
　 3.3列車折返模式
　　列車在ATP監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，由司機轉換駕駛端，并折返至發車股道。
　　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，由司機轉換駕駛端和啟動列車，然后從折返線進入發車股道。
　　信號ATC系統依據控制方式以及信息傳輸方式的不同，系統結構組成和配置方式也完全不同，在工程設計中選擇何種配置，須根據行車組織、車輛性能、車站規模、線路條件等，以安全性、可靠性為基本原則，兼顧成熟性、經濟性、合理性，以發揮最大效能為目標，并需適當考慮先進性等。

4故障分析與處理方法
4.1信號故障分類
電氣集中聯鎖設備是故障——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。設備在長時間使用中，由于連接導線、元件、器材的性質功能，產生質量的差異，焊接、安裝質量及使用條件，維修水平和自然界客觀因素影響等，都又可能產生故障或影響正常工作。故障的原因和故障現象雖然繁雜，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，找出規律性。
（1）非潛伏性故障是故障發生后能及時被發現的故障，即設備在運用中通過電路本身的自診技術直接表現出來的故障，如道岔失去表示、燈泡主燈絲燈故障。
必須指出，非潛伏性故障發生后，必須迫使系統或設備不能正常工作，修復后才準許恢復正常工作。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。因為故障是偶然發生的，若發生后會及時發現并修復它，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生后不能及時表現出來，只有在與另一故障構成組合時才可顯示出故障，如電源接地等故障。
潛伏性故障發生后可能會出現短暫的不正常狀態，然后設備系統又能正常工作，也有可能不發生故障。潛伏性故障應該考慮與其他潛伏性故障或非潛伏性故障的組合。
（1）責任故障是由于對設備維修不良或違章作業所造成的影響設備正常使用的故障。如：設備超期使用發生故障、設備維修不當影響正常使用、人為作業影響設備正常使用等屬責任故障。
（2）非責任故障是因突發因素或因無法抗拒和防止的外界干擾、自然災害等造成的故障。如：環境和氣候不良，雷擊、冰雪、高溫、有害物質侵蝕；設備被盜；其他部門管理的設備不良直接反映在信號設備上。
（1）斷線故障：閉合電路某處線路斷開，電路轉變為開路狀態，導致設備不能正常工作。
（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，造成設備不能正常工作，或使聯鎖條件和控制條件短接，導致設備錯誤動作。
4.2信號事故和信號障礙
（1）信號事故及事故等級：根據《鐵路交通事故調查處理規則》規定，鐵路機車車輛在運行過程中發生沖突、脫軌、火災、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作業過程中發生的事故；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)。凡因信號設備故障二造成的事故為信號事故。
根據事故造成的人員傷亡、直接經濟損失、列車脫軌輛數、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。各類事故的區分界限是根據事故后果，即事故造成的人員傷亡數目，機車、車輛破壞數目，中斷行車時間及造成的經濟損失數額等來確定。
（2）常見的信號事故：信號設備發生故障，構成行車事故時，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：
　　①信號設備維修不良;
　　②信號維修人員違章作業；
　　③車站人員發現信號設備不良危及行車安全時，應立即停止使用，來不及采取措施二耽誤列車；
　　④信號設備中安裝的集成元件、分離電子元件及組成的整機，未經測試或超周期使用，影響列車運行時；
　　⑤工廠生產的產品，自安裝使用時起，在工廠保修期內，發生適量故障耽誤列車行車時（列為生產廠責任事故，超過保修期的列為信號部門責任事故）。
　　信號工作人員發現信號設備不良危機行車安全時，應積極設法修復。如不能立即修復時，應在《列車設備檢查登記薄》內登記，停止使用。停止使用的設備，發生強行使用而造成事故時，列為使用單位責任事故。
未達到信號事故等級的信號設備故障均為信號障礙，包括信號責任障礙和信號非責任障礙。
（1）信號責任障礙指信號設備維修不良及人為作業影響造成設備故障，影響了正常使用。
（2）信號非責任障礙指無法防止雷害和自然災害及無法檢查、發現的器材材質不良及外界影響所造成設備故障，影響正常使用時。
外界影響屬信號非責任障礙，包括電力、電網影響；列車車載體刮、砸及外部人員砸、拆，毀壞設備；道岔尖軌卡物、外界施工影響等；其他不可抗拒的、不可預見的和設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、復雜化的關鍵所在。處理設備故障一般應按以下的程序進行。
（1）故障發生趕赴現場
當接到行車人員信號故障通知時或自己發現信號設備故障時，信號維修人員應立即趕赴運轉室和現場。
（2）詢問了解
信號維修人員到達現場后，應向行車人員詢問當時操作情況和故障狀態。
（3）初步判斷
在觀察了解情況的基礎上，初步判斷故障性質和地點時是室內還是室外。
（4）等級停用
了解當時列車運行情況，根據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，應采取果斷措施，在車站《行車設備檢查登記薄》上等級停用。登記故障發生與設備停用的時間，停用設備的名稱，簽上登記者姓名，并經車站值班員同意簽認。
當發生與信號設備有關聯的機車車輛脫軌、沖突、顛覆事故時，信號維修人員應會同車站值班員記錄設備狀態，派人監視、保護事故現場，不得擅自觸動設備，并立即報告電務段調度。
注意：發生故障不能忙于處理，應先登記后處理，不能使事故性質升級。
（5）匯報
發生故障，應立即向電務段調度和車間匯報，匯報內容包括故障設備名稱、故障現象及影響范圍，并說明已采取的措施，以得以指導和幫助。
（6）處理
在不影響行車安全、人身安全和不破壞事故現場的前提下，迅速組織處理。
設備停用后，應按故障現象、狀態進行分析查找，查找中應采取一定的措施與方法，使用合適的工具儀表，必要時應征得車站值班員同意后方可進行試驗，以確定故障的性質和范圍，做到沉著、細心、耐心、又快又準的把故障地點和原因找出來。應注意：沒有弄清原因之前不得擅自亂動設備。
（7）試驗消記
　　故障修復后應按所停用的范圍認真進行試驗，經試驗確認故障已排除，無其他異常現象后方可進行消記。在《行車設備檢查登記薄》上進行登記，寫明恢復停用設備的名稱、時間與故障原因，并經車站值班員簽字，至此設備恢復正常使用。
（8）事故障礙登記
對設備發生的故障，信號維修人員應將故障現象以及確認的故障原因、處理情況登記在《信號事故、障礙登記薄》內，作為原始記錄備查。
（9）處理匯報
故障處理完后，應把故障的發生狀況、處理經過、故障原因及修復措施、恢復使用時間、影響行車情況及事故責任人從中吸取的教訓、今后的改進措施等，如實地向電務段調度和車間進行匯報。
4.4系統方案的安全策略
信號系統的安全性體現在兩個方面，即方案的安全性和設備的安全性。—一般人們只注重了設備的安全性，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時，巾于方案選擇的不同，也會造成整個信號系統安全性能的差異。
4.5 列車檢測方式的選擇
實時安全的列車檢測是實現列車安全運行和其他系統安全工作的基礎，合理選擇列車檢測方式也就成為確保運營安全、高效的關鍵課題。列車檢測的方法有模擬軌道電路、音頻數字軌道電路、查詢應答器、感應電纜環線、計軸以及無線通信等。
傳統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’傳輸的足夠多的信息，較長的應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。
音頻數字軌道電路采用微處理器對地面信息進行數字編碼，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，并且由于數字軌道電路的高度靈敏度和可靠性，所以該系統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系統的主要方式。 查詢應答器也屬于較實用的系統，在國外有較多的運用，我國上海莘閔輕軌交通工程已設計采用此方式。該系統工程造價較低，維護成本低，使之具備較強的競爭力。雖然查詢應答器系統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。當然，在繁忙的線路上，這種不連續的列車檢測方式將降低整個運營系統的安全陛和效率，在系統設計時應充分考慮采用相應的補充設備，譬如在必要地點設置電纜環線。
感應電纜環線的檢測列車的方法大多被用于移動閉塞系統中，它可以實現“車—地”的雙向通信，并可以非常精確地定位列車的位置。目前，正在建設中的武漢輕軌一號線就是采用的這種設備。但與查詢應答器一樣，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，當然可在采用這種系統時，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，感應電纜環線存在串碼干擾問題，特別是在某段環線被損壞時，而環線的鋪設也對工務維修帶來不便，這些因素都是設計時應考慮的。
計軸設備一般作為主設備故障情況下的備用設備使用，它的安全性缺點在于“記憶性”道區段有車占用情況下，當停電再恢復供電時，計軸信息會丟失，造成軌道區段無車的假象使用計軸設備時，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ATP機車信號的“車—地”信息傳輸方式，可分為連續式還是點式ATP系統，雖然點式ATP系統和連續式ATP系統都屬于“故障—安全”系統，并且在信息量、信息傳輸速度，信息碼可靠性等技術參數均能滿足城市軌道交通的需求，但是兩者的區別仍對運行的安全性和行車效率產生影響。
點式ATP系統意味著“車—地”之間的信息傳遞是不連續的，顯然這樣造成了后續追蹤列車無法及時得知前行列車的運行區段，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，’通信的設備的可靠性要求更高，以免遺漏某個點的信息。點式ATP系統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勢。
連續式ATP系統克服了點式ATP的缺點，能夠及時得知前方區段占用或故障情況，以及時改變運行速度，保證運行的安全和高效。連續式ATP系統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的，但列車的速度檢測必須是連續的，只有連續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。另一方面，在配有ATO系統的列車上，雖然ATO系統具備很高的可靠性，但其本身不是“故障—安全’設備，所以仍需要ATP系統的車載設備能夠提供列車行進速度和安全速度的指示信息，以便司機監視和控制。
4．7 設備控制方式
設備控制方式指的是對沿錢各種信號設備控制點的設置方式，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備本身的可靠性并不會產生變化，但對于整個系統運行的可用性帶來影響。
采用設備集中控制方式，可以減少系統維護工作，并且減少沿線工區和人員配置；而采用設備分散控制，則可以減小系統故障時的影響面，從而提高全線運營的保障性。由此在系統設計時，可依據設備不同的重要性來選擇，例如：ATS設備的故障—般不會對全線運行安全產生巨大影響，采用集中控制方式有利于發揮其優勢；而ATP中央設備的故障可能造成全線范圍的停運，其的后果是嚴重的，所以對于可靠性不是很高的ATP系統采用采用分散控制方式是個明智之舉，即便設備故障其影響也是局部的，可以容忍的。
4．8 系統的通信
現代化的信號系統依賴于計算機之間大量的信息傳遞，所以系統通信的安全、可靠性必須得到保障。通信網絡運行的安全問題是一個綜合、復雜的問題，值得注意的是除了提供商所描述的系統功能外，用戶必需關注系統的安全通信接口、升級能力、失敗/恢復技術以及我國對密碼進口的制度等等。
4.9系統的可靠性分析
在信號系統的設計時，除了系統安全性外，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，設計一個完善的信號系統必須定量地分析出系統的可靠性指標。例如：在國鐵規范中，已明確了列車超速防護的車上設備的平均無故障時間(MTBF)不低于104h，地面設備的平均無故障時間不低于105h。
在城市軌道交通中由于ATP系統在正常駕駛模式下使用，是惟一能連續控制列車運行，并長期確保列車安全運行的駕駛模式。降級駕駛模式是ATP系統出現故障情況下，在限速條件以人工駕駛來降低列車運行風險所采用的一種駕駛模式。不過，詼漠式并不能避免所有風險，特別是不能保護列車不闖關閉的信號機，所以要求正常駕駛模式必須非常穩定可靠，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系統正常駕駛模式的可靠必須高于99．99％。其中，月為系統可靠性概率；T為系統設計壽命；MTBF為平均無故陶司隔時間。
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