鐵道信號聯鎖設備的故障診斷分析

唐佩

(西安鐵路局西安電務段咸陽維修車間三民信號，陜西 西安 710000)

鐵路信號聯鎖設備是保障鐵路行車安全的一項重要設備設施，一個完善的鐵路信號聯鎖系統的建立，有利于鐵路列車的高效有序地運行，有利于進一步改善鐵路行車人員的工作環境。作為鐵路運輸系統的關鍵組成部分，鐵路信號聯鎖設備的故障診斷分析是保障鐵路運輸安全的一項重大課題。在列車的實際運行環境中，造成鐵路聯鎖設備故障的原因是多種多樣的，比如惡劣環境下設備的失修、設備本身的質量問題引起的故障以及設備維修過程中人為因素造成的設備損壞等，及時準確、快速排出相關故障一直以來都是鐵路維修工作者面前的一道難題。

為了解決好這一棘手的問題，維修人員一方面依靠長期的維修經驗對故障設備進行維修，另一方面結合先進的科學技術，采用人工智能技術對鐵路信號聯鎖設備故障問題實行有效地處置。隨著科技的發展，各類新型的技術在鐵道信號聯鎖設備故障分析領域得到了廣泛的應用。

1 鐵道信號聯鎖設備故障診斷分析方法

科技的進步帶動了鐵路信號設備故障處理技術的不斷發展革新，常見的故障診斷方法可以分成以下幾類:一、傳統故障診斷法;二、信號處理法;三、人工智能法;四、解析模型法。下文將對這些故障診斷法進行詳細地闡述。

1.1 傳統故障診斷法

鐵道信號聯鎖設備故障傳統的診斷方法就是利用維修人員長期對信號設備的維修經驗，對所出現的故障進行分析判斷，進而提出處理故障的具體方法。傳統故障診斷法建立是一種基于維修經驗的方法，常見的具體操作方法有:優選法、比較法、校核法、邏輯推理法以及盤面壓縮法等。交大1A的微機聯鎖設備自身具備故障自我診斷的能力，常發生的故障多為非潛伏性故障，當故障發生以后，通過相關的控制線路可以在控制臺上表現出來，故障通常體現在一些指示燈的狀態上。實踐證明，傳統的故障診斷方法也能有效地解決交大1A的微機聯鎖設備的執行表機故障、監視控制機故障等問題。

1.2 信號處理法

信號處理法是一種通過建立信號模型，對反饋信號進行幅值、頻率等特征值分析處理，進而診斷出設備的故障。信號處理法在實際信號設備故障診斷工作中具有良好的適用性，操作程序簡單可行，但該法也有其缺點，過度依賴設備設施的信號，容易受到外界環境的信號噪聲的干擾。此外信號處理法診斷的故障類型比較局限，無法對設備多種故障間的相互影響作出反應，一旦需要診斷的設備比較復雜，信號處理法就難以有效應對，該法更適合于單一設備系統的故障診斷。

1.3 人工智能故障診斷法

人工智能故障診斷法是一種融合了多種診斷技術的綜合性診斷法，能對各種復雜的系統故障作出準確判斷。人工智能故障診斷法結合了專家系統、人工神經網絡、模糊邏輯以及其他診斷技術，對鐵道信號設備的各種故障有著很強的辨識性。專家系統是專業人員建立起的一個計算機診斷程序系統，其中包含了海量的專業知識和診斷經驗;通過專家系統模擬專家處理故障的流程，為解決設備故障提供有效支持。人工神經網絡法是一種模擬人思考處理設備故障的思維方式的診斷方法，該法主要應用于故障模式識別和故障預測。模糊邏輯法利用的是模糊邏輯的結構性知識的表達能力，模糊邏輯推理過程和人類的思維過程很相似，比較容易對復雜的故障進行解釋。運用模糊邏輯法對交大1A微機聯鎖設備進行有效的故障推理，可以快速地定位故障定，得出最終的診斷結果。

2 鐵道信號聯鎖設備故障診斷技術的實際應用

(1)故障樹分析法

故障樹分析法是一種對故障成因進行細致分析的方法，通過將造成故障的各種子事件列成一個邏輯結構圖，從而確定設備故障的主要原因以及故障成因可能的組合方式，計算出故障的發生概率，為故障的最終診斷提供依據。

(2)建立故障診斷專家系統

故障診斷專家系統包含有專業知識數據庫、解釋及知識獲取機構、推理機以及用戶界面等組成部分。推理機基于專業知識數據庫，對反饋回來的相關數據進行分析推理，判斷診斷對象是否處于故障狀態，對已發生的故障進行分析評價，整個系統最要要實現故障的有效診斷，故障的有效排除。

(3)診斷故障和控制容錯

對鐵道信號設備進行必要的故障診斷有利于提高鐵路運輸系統的安全，容錯微機聯鎖控制系統，是故障診斷的一項典型應用，通過相關的容錯軟件與冗余系統保障鐵路運輸系統的安全可靠。

(4)信號聯鎖系統的運用

鐵道信號聯鎖系統在鐵路運輸控制中的應用，能有效地對設備故障進行監視，擴大故障的監控范圍，提高故障的發現率，做到故障的及時發現，及時處理。

3 鐵道信號聯鎖設備故障診斷未來的發展方向

交大1A信號聯鎖設備中存在的聯鎖關系并不是簡單的邏輯控制關系，對于信號的處理是一個較大的系統工程，根據實際的使用情況，鐵道信號聯鎖設備診斷技術未來的發展方向將有以下幾個:

(1)故障診斷專家系統走向成熟。現階段鐵道信號聯鎖設備故障診斷系統的使用范圍以及診斷對象還是有一定的局限。進一步改善專家系統，有利于對設備故障實施動態、快速的處理。

(2)多種診斷技術相互融合，取長補短。在鐵道信號聯鎖設備故障診斷的研究中，未來的一個重點就是將多種診斷技術中的優點融合在一起，以便于高效地對故障進行辨識和分析處理。

(3)遠程故障診斷技術的應用。在未來將大量運用視頻圖像監測技術對整個區域聯鎖系統進行有效監控，對遠端的故障及時發現處理，保障鐵路行車安全。

4 結語

鐵道信號聯鎖設備的故障診斷分析是提高鐵路運輸系統安全性的重要保障手段。在未來的診斷技術研究中，還必須加強對各種新型診斷技術和方法的研究，相關診斷理論與實踐的結合促使故障診斷領域取得長足發展。

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