鐵路信號聯鎖故障診斷方法研究

陳璐 張溪

摘 要：隨著我國現代化建設，鐵路領域發展也迎來了高質量發展時期，特別是高鐵領域已經取得了矚目的成就，故障診斷是鐵路運輸的核心部分，是鐵路列車安全行駛的保障，鐵路信號聯鎖設備是鐵路電氣系統中不可或缺的裝置，其主要借助鐵路信號的相互制約，形成設備互鎖的目的，本文以鐵路信號聯鎖故障診斷方法為出發點，論述常用診斷分析方法，并提出針對性建議，以期促進鐵路信息故障診斷技術做出一定的參考意見。

關鍵詞：鐵路信號;聯鎖故障;診斷方法

故障診斷具有強大的工程應用價值，在減少維修周期和提高維修質量方面起著非常重要的作用。故障診斷重視程度逐漸受到重視，在傳統的故障診斷中，借助的設備檢查信號和專業知識進行故障判斷，但具有一定的局限性，隨著信息技術的發展，逐漸形成智能診斷方式，如聲學診斷、振動診斷等，能夠適用于更復雜的場景，為了保證鐵路的安全運輸，鐵路信號設備故障后的診斷算法已成為一個日益重要的課題。隨著鐵路建設的不斷發展，對鐵路信號設備的安全提出了新的要求，需要實現更好、更快的故障診斷，以滿足鐵路運行的要求。本文針對鐵路信號聯鎖故障診斷方法展開研究。

一、鐵路信號聯鎖故障診斷常用方法

鐵路信號聯鎖設備是鐵路列車運行的基礎設置，通常情況下，鐵路信號會受到諸多因素影響，如相關設備的老化程度、維護情況、質量問題、人為因素等都會造成鐵路信號出現故障，因此，以下針對鐵路信號聯鎖設備故障進行分析：

經驗診斷：指的是在鐵路信號聯鎖故障診斷中采用了依靠工作人員的維修經驗和技術手段進行故障診斷，結合現場設備的運營情況和工作經驗進行分析及判斷，從而制定對應的解決辦法，經驗診斷需要設備維護人員具備高水平的維修經驗和能力，能夠結合實際情況進行有效判斷，這樣的診斷方式更具有實效性，但受限于維修人員的差異，從而出現人為診斷失誤，診斷質量會隨著維修人員的水平波動。

模型診斷法：模型針對法指的是開發人員針對鐵路信號聯鎖診斷的要素和指標，依托函數算法建立診斷模型，在鐵路信號聯鎖故障診斷實踐中，借助信息技術及數學算法對設備潛在問題進行有效分析，最后得出設備故障原因，但模型診斷法需要龐大的信息數據支撐，并且對于不同的場景和設備都不具有共通性，適用范圍較窄。

人工智能診斷法：隨著信息化技術的發展，人工智能技術應用到社會各個領域，在鐵路信號聯鎖故障診斷中也得到了廣泛的應用，人工智能診斷法主要借助神經網絡系統、專家系統、模糊邏輯系統等進行故障診斷。人工智能診斷法相比于其他診斷法更具有科學性及有效性。在整個診斷過程不會受到外界因素影響，是鐵路信號聯鎖故障診斷發的未來趨勢。

信號診斷法：在故障診斷中根據信號發出后的反饋數據進行問題判斷，信號強度越強，反饋信息更加有效，借助函數、頻譜等方式對反饋的信號信息進行有效處理，從而對鐵路信號聯鎖故障進行有效診斷，信號診斷法具有較強的通用性，適用于多場景、多故障問題實施。但信息診斷法，診斷技術相對簡單，容易受到環境、信號干擾等因素影響。

二、鐵路信號聯鎖故障診斷專家系統建立案例

診斷專家系統是基于信號監測系統的數據，由數據預處理、故障診斷、生成和維護三部分組成。其中，故障診斷包括人機接口、推理引擎、知識庫、數據庫、知識庫維護和解釋機制等。重要組件如下：

數據庫數據庫。一個結構良好的數據庫系統是構建一個專家系統的基礎。它用于存儲在系統運行過程中生成的所有信息，以及所需的原始數據，包括用戶輸入信息、推理中間結果和推理過程記錄。

知識庫。知識庫是用于存儲知識的實體和實體之間的連接，可分為三類：規則、事實和元知識。它主要包括各種術語的定義、語言描述、相應的一致性、完整性約束和推理控制的元規則。

推理機。推理引擎模擬了領域專家的思維過程，并控制和執行了問題的解決方案。它是一種識別、選擇和匹配知識庫中的規則，并根據當前問題的信息獲取結果的機制。在推理過程中，根據推理策略從知識庫中選擇相關知識，對用戶提供的證據進行匹配，直到得出結論。

解釋機制。解釋機制需要幫助用戶隨時理解系統的靜態知識和動態推理過程。解釋機制由一組跟蹤和記錄推理過程的程序組成。當用戶要求解釋時，它會根據問題的要求進行相應的處理。解釋機制應提供良好的人機交互界面，便于用戶操作。

具體診斷流程：

（1）提問，應用專家系統分析;

（2）將發生的故障與系統中存儲的故障特征進行比較，檢查相同記錄是否存在;

（3）如果系統庫中發現相同的故障記錄，則激活規則;

（4）（同一記錄的所有規則激活后，分析各情況是否與當前故障相同。如果規則的條件未知，通過用戶的答案獲取更多故障信息;

（5）如果規則的條件都與故障條件一致，將存儲該規則的執行結果;

（6）檢查是否有其他激活規則，如果有，執行循環;

（7）計算所有激活規則的可信度;

（8）使用最可靠的故障排除方法作為維護計劃;

（9）如果沒有相應的規則，輸出“無相關知識”，用戶將再次查找其他信息。

三、結語

隨著信息技術的發展，鐵路信號聯鎖故障診斷方法逐漸多元化，借助信息技術能夠有效的提高鐵路信號聯鎖故障診斷效率和質量，鐵路信息設備維護水平也得到了有效提升，因此，在鐵路信號聯鎖故障診斷方法發展中，需要面了解各類不同診斷技術原理，結合故障特點進行詳細分析，積極做好各項診斷與處置工作，確保設備運行正常，保障鐵路信號系統安全、穩定。

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