淺析幾個常見鐵路信號設備故障診斷方法

喬曦

摘 要：鐵路信號設備在對于鐵路安全運行、鐵路行車信息及時發布、鐵路運輸效率和鐵路行車人員的工作條件改善、提高等方面有著不可忽視的作用和影響。目前，我國鐵路信號設備故障以及常見的故障診斷方法有很多，文章對這些常見的故障診斷方法進行了分析，闡述了在鐵路信號故障診斷中的實際運用和目前還存在的不足，希望對未來我國鐵路信號設備的發展和提高起到積極的推動作用。

關鍵詞：鐵路信號設備；故障診斷；人工智能；方法

引言

伴隨著鐵路事業的不斷向前發展和不斷深入，鐵路信號設備也向著專業化、自動化和密集化的方向發展推進。目前我國有不少機構和組織對鐵路信號設備的故障診斷都進行了相應的研究和分析，取得了一些新的進展和成果。眾所周知，鐵路信號設備是鐵路安全運行必不可少的，它對進行指揮列車運行，提高鐵路運輸能力和效率，提高并改善行車人員工作、保障鐵路運輸良好穩定安全的關鍵設備。鐵路信號用特定的裝置設備的顏色、形狀或用儀表和音響等設備裝置向鐵路行車相關的工作人員傳遞出機車車輛運行和設備狀態的實況信息，及時發布指示和命令等方面的內容和信息。就目前我國的發展現狀來看，鐵路信號主要包括有鐵路區間信號、列車車站信號和駝峰調車控制等項目內容。信號是指揮火車的命令，也是告誡人們要時刻注意鐵路安全的警示語和溫馨提示。

對有關的鐵路的信號的掌握對保證自身安全是大有裨益的，它也是一種生活常識。鐵路信號按作用可劃分為指揮列車運行的行車信號和指揮調車作業的調車信號；按信號設置的處所可劃分為車站信號、區間信號，以及行車指揮和列車運行自動化等；按信號顯示制式可劃分為選路制信號和速差制信號；按結構可分劃為臂板信號、色燈信號、燈列信號以及機車信號機。鐵路信號設備總體上可分為三大類：一是信號機，二是標志，三是表示器。隨著科技的普及和廣泛應用，鐵路信號在元部件制造方面向著小型化、固態化、高可靠性方向發展；在設計方面朝著故障自動檢測、高可用度、自動診斷、與計算機、微處理機相結合的方面發展；在安裝施工方面朝著模塊化和工廠施工化的方向發展；在使用方面正向著無維修或高度自動化、少維修、智能化的方向發展。傳統鐵路信號設備故障診斷方法過去過于依賴個人能力，無法如實客觀反映問題，未來診斷系統的智能化趨勢會成為系統發展的主要方向，需要加大對鐵路信號系統的建設力度和強度，通過不斷的研究和摸索，應用相關的高新技術和成果，不斷完善故障診斷機制。

1 常見鐵路信號設備故障診斷方法及措施分析

為了提高鐵路信號設備工作的安全性和準確性，采取必要的措施對其運行實況進行監測和故障診斷對設備的良好運行時大有裨益的。然而，因為控制設備本身構造復雜，尤其是控制電路極為復雜，受到設備使用和操作環境等因素的影響，容易造成設備故障的原因多方面的，具有明顯的隨機性、不確定性和模糊性。鑒于此現狀，十分有必要建立和開發專家系統以對鐵路信號設備故障進行準確的分析和診斷，可以提供輔助性的決策對此很有幫助，可以提高現有的對鐵路信號設備裝置的技術水平。以鐵路信號設備故障處理技術的歷史發展脈絡為考慮，可以將針對鐵路信號設備故障所采用的方法和診斷氛圍這樣四大類，分別是：傳統的鐵路信號設備故障診斷法、機遇鐵路信號設備故障處理方法、基于解析鐵路信號模型法以及基于人工智能專家系統故障診斷方法。

1.1 傳統故障診斷方法

所謂傳統故障診斷方法有賴于信號設備維修人員，依靠設備故障所存在的問題，對此進行的把，這需要維修人員有維修的經驗和能力技術，來到現場進行實地分析、考察以提高判斷和處理故障的準確性。這些維修人員主要常用方法有這樣幾種：比較法、校核法、代換法、觀察檢法、優先選擇法、實驗分析法、邏輯推理法等。通過這些不同的方法和技巧，可以檢查出鐵路信號設備故障出現的原因和大體位置以便于進行接下來的維修工作的順利進行。隨著科學技術的發展和應用，利用大型計算機聯鎖設備和設施，對傳統的故障方法進行了故障處理和診斷工作。可以對硬件故障中的控制臺按鈕損壞情況或者連線斷線的問題、按鈕采集板損壞、鐵路聯鎖機光電隔離板損壞等問題的出現進行故障診斷和軟件故障診斷。以上這些都是傳統故障診斷中咋實際處理故障問題時所經常用到的方法。

1.2 信號處理法

信號處理法一般而言是利用信號模型，這些信號模型檢測出鐵路信號，從而順利診斷出鐵路信號設備的故障。信號處理方法的長處很明顯，這個放放的不需要對象的準確模型，有很強的適應性和應用性。信號處理操作方法簡單容易實現；但與此同時，短處也很明顯，在于信號處理法對信號的檢測和處理結果的依賴性太強了，這樣會帶來不穩定因為信號噪聲的影響而不穩定，這種方法在現實使用中一般只在于特定信號診斷或某些特定故障時采用這個方法處理故障。當所面對的診斷對象太龐大太復雜，需要多增加檢驗手段、方法、策略和加大計算量，這樣會使得診斷系統局限性太強，一般來說只適用于某一具體的系統或折具體的故障的診斷，在擴充使用領域和擴大應用對象方面是有難度的，不容易實現，在現實中對鐵路信號故障處理存在受限的方面，使用起來便利性和實用性受到影響。

1.3 解析模型法

所謂解析模型法以診斷對象精確，并已經建立號數學模型的基礎之上的一種診斷故障方法，它的運用涉及到相關的數理統計和解析函數等數學方法一旦系統中存在故障，那么系統的輸入和輸出方面就會相應有所改變，這些改變會相對應地反映在解析模型中，這里用到的是數學模型。所以說，通過對數學模型的觀測，分析參數的變化可以利于判定出該系統是否存在故障和問題這個方法的有點事對深入研究系統本質的動態性質大有幫助。

1.4 人工智能故障診斷法

人工智能故障診斷法是通過對專家系統的利用、模糊邏輯和人工神經網絡的使用等來進行故障診斷和其他的傳統技術相結合的一種診斷方法，是以診斷對象進行狀態識別、狀態預測和狀態判斷和推理，通過模擬專家決策的過程來解決那些要用到專家來解決的復雜性問題。

2 結束語

鐵路信號故障的類型及現象有很多種，不僅涉及的設備種類多，而且由故障帶來的各種現象及產生的原因、形式十分復雜，有的故障具有很大的偶發性和模糊性，因此故障診斷問題具有非結構化或半結構化的特征，鑒于此，十分有必要通過相應的診斷故障的系統和方法，為故障診斷分析決策提供可靠準確的依據。綜上所述，傳統鐵路信號設備故障診斷方法過去過于依賴個人能力，無法如實客觀反映問題，未來診斷系統的智能化趨勢會成為系統發展的主要方向，需要加大對鐵路信號系統的建設力度和強度，通過不斷的研究和摸索，應用相關的高新技術和成果，不斷完善故障診斷機制，實現高效、穩定且應用范圍廣泛的故障診斷技術，以確保鐵路信號設備穩定運行，有效推動鐵路運輸的良性健康穩定發展。

參考文獻

[1]杜潔.基于故障樹技術的鐵路信號設備診斷專家系統的實現方法研究[D].2009.

[2]張大威.鐵路信號故障診斷專家系統探討[J].鐵道通信信號，2011.