簡談客專ZPW-2000A軌道電路故障診斷技術的發展

文/歐陽俊霞，中鐵七局集團電務工程有限公司

客專軌道是確保高鐵穩定運行的最重要基礎，如果軌道的電路發生嚴重的故障問題，將會造成高鐵運行的嚴重干擾，甚至引發更大的事故問題。為此，相關生產廠家和施工作業單位對于相關故障診斷技術有嚴格的要求，其必須滿足一些具體的穩定性要求才能用于實際的運用技術保障過程中。客專軌道電路是信號控制和能源供應的主要通路，其發生故障時會造成信號失控，導致高鐵軌道線路發生紊亂問題，高效的軌道電路診斷系統的重要性得以凸顯。

1 客專ZPW-2000A軌道電路故障診斷技術概述

用于高鐵列控系統的客專ZPW-2000A軌道電路是非常關鍵的基礎保障設施，其功用主要在于對列車對軌道占用和斷軌情況進行檢查，以及地車之間的通訊任務。通過實時了解軌道電路系統的總體運行情況，進而保障高鐵列車的安全運行，并進一步提高高鐵的行車效率。具體而言，客專ZPW-2000A軌道電路大致為兩個部分：室內設備和室外設備。其室內設備單元包括衰耗冗余控制器、發送器、防雷模擬網絡盤、接收器、軌道電路通信接口等。其室外設備單元包括機械絕緣節空心線圈、站內匹配單元、調諧匹配單元、補償電容、空心線圈、適配器、扼流變壓器等。按照高鐵軌道電路的設計結構，用于客專ZPW-2000A軌道的電路主要有站內和區間兩種結構。這兩種結構的室內設計所用設備完全相同，但在室外所采用的設備在電氣或機械絕緣節的有關配置方面存在顯著差異。一般情況下，高鐵區間所應用的系統是電氣絕緣節，而在車站的各咽喉區域以及股道等部位則主要采取機械絕緣節設備，整個線路區間以及站內各個軌道的電路上實際的載頻依次進行排列。

2 客專ZPW-2000A軌道電路故障診斷技術及其發展研究

為進一步提升客專ZPW-2000A軌道故障診斷技術的針對性和實效性，必須基于實際的應用情況進行必要的優化調整，確保診斷技術發揮應有功效，并從根本上提升診斷效率和診斷質量。

2.1 以電路模型為診斷基礎的技術運用

在實際的軌道電路運營使用中，工作人員已經形成了豐富的故障排查診斷方法和程度，對于較為常見的軌道電路故障問題的診斷排除可以快速準確定位。在此過程中，借助電路模型可利用模擬電纜線路中的測試孔能夠對電路故障的具體情況進行迅速地判斷。一是要辨明室內或室外的設備發生故障。如果電纜一側的實際測量值要比正常運營狀態時的電壓高很多，通常這屬于室外設備故障，并且屬于電路開路故障問題；如果電纜一側的實際測量電壓值要比正常運行狀態時的電壓低很多，同時設備一側的實際測量電壓值數值低于運行狀態時的電壓值，則可以判斷其屬于室外發生電路短路問題；如果設備一側與電纜一側都沒有電壓或者有也非常小，這種情況就可以判斷其屬于室內的線路設備發生故障。

2.2 基于信息數據的智能診斷技術應用

人工的故障診斷技術往往需要積累充分的經驗，其在實際的電路診斷過程中會暴露出很多潛在誤差和風險問題。為有效避免此診斷中形成的對人員經驗的依賴性，以及個人工作標準存在的差異導致的負面影響問題，加之很多軌道電路中都采用數字信號作為通信方式，目前更普遍采用的診斷技術以智能診斷技術為主，其實現的途徑基于對軌道電路實施監測所得的數據，采用自動故障診斷算法，針對信號的差異性進行比較，最終得到實際的智能故障診斷系統。

該診斷方法的具體應用機理首先是針對神經網絡以及模糊綜合評判分別進行故障診斷，并對發現的問題做以深入的分析，之后基于D-S證據理論，再對其診斷的具體結果實施融合決策。為有效發揮神經網絡與模糊評判功能的優勢，令診斷結果更加單一清晰，采用的檢測方法也就更加方便可靠。因為客專ZPW-2000A軌道電路系統內包含有很多功能模塊，其實際設計結構非常復雜，發生故障的模式和途徑也比較多，當通過神經網絡完成故障診斷時，需要輸入的變量會有很多，且一些變量難以得到準確值。同時，考慮到網絡結構自身的龐大性質，以及實用性的效率問題，實際的做法是將復雜的神經網絡進一步分解成多個小規模的神經網絡組，再將分別得到的診斷結果進行綜合處理。

2.3 客專ZPW-2000A故障診斷技術的發展

隨著我國高鐵建設的大力推進，客專軌道電路運行狀態的分析以及對線路故障的診斷，可以通過人工操作與智能診斷技術相結合的方式來完成。盡管目前自動智能診斷技術還有許多不盡完善的地方，但其應用前景存在巨大的發展空間。當軌道電路設備發生故障問題，人工測量定位可以確保故障的準確判斷，但也容易因為繁重負擔導致效率低下，先進技術的使用可以節省大量人力投入，但其多種故障的綜合診斷準確性還有待進一步提高。智能監測和故障診斷系統可以對客專ZPW-2000A軌道電路的實際狀態實施監測，根據獲取數據進行深入分析，實現預警等功能。同時，定期進行軌道電路的常規檢測有其必要性，可以及時察知軌道電路設備故障前后的變化趨勢。將這些檢測方法用于故障診斷技術的發展和創新，必然能夠有效提升診斷技術的發展效率和作用效果。

3 結束語

綜上所述，客專ZPW-2000A軌道電路系統在我國的大部分地區廣泛普及使用，為進一步確保軌道電路運行實現高標準高質量，進而使得行車效率與行車安全得到充分保障，相關故障診斷技術得以深入研究并用于實際的電路故障診斷工作。隨著高鐵技術的發展，軌道故障診斷技術也會隨之做出持續的優化和調整，整個發展的過程能夠表明技術進步的趨勢。通過相關研究不但對故障診斷有清晰認知，還可以對診斷技術的發展做出必要的判斷，故障技術有非常重要的價值。