鐵路信號聯鎖故障診斷方法及具體應用

趙兵兵

摘 要：截至2019年底，我國高速鐵路營業里程已達到3.5萬公里，位居世界第一。我國已成為世界上高鐵運營里程最長、運輸密度最高、運營場景最復雜的國家。鐵路信號系統軟件測試是保障高鐵信號系統安全運行的重要方法，能夠有效地預防列車追尾和出軌等行車事故，避免造成人員傷亡及重大財產損失，對保障我國高鐵的安全運行具有重要意義。本文對鐵路信號聯鎖故障診斷方法及具體應用進行分析，以供參考。

關鍵詞：鐵路信號;聯鎖故障;診斷

0 引言

鐵路信號系統是車站的重要設備之一。目前國內鐵路建設加快，現場信號設備聯調聯試工程量巨大。在日常施工過程中，施工單位在安裝信號設備后，都需要對室內設備進行全方位的試驗;鐵路運營單位也會組織技術人員進行聯鎖關系試驗。

1 研究主要內容

1.1 信號聯鎖系統核心設備換型升級可行性分析

躍進河車站使用的TYJL-II型聯鎖系統與TYJL-III型聯鎖系統的外部繼電結合電路完全一致，可以實現在不更換繼電設備的前提下進行換型升級。換型升級工作只需更換接口架和接口架上相關配線即可完成設備的更替，工作量較小，風險較低。同時，在計算機聯鎖軟件中增加計軸復零按鈕及WBS光傳輸通道狀態表示燈，將既有單元控制臺換型升級為鼠標+顯示器的控顯操作模式，對微機監測、計軸、電碼化、調度DIMS等其他相關系統設備的接口電路進行相應修改。綜合以上技術分析，方案具有可行性。

1.2 信號聯鎖系統核心設備換型升級實現功能

（1）高可靠的聯鎖控制功能。二乘二取二硬件安全冗余型計算機聯鎖系統能根據車站行車安全的需要在規定聯鎖條件和規定的時序下自動對進路、信號、道岔、軌道電路實行監控，確保信號聯鎖系統本質安全。（2）界面友好的人機顯示功能。人機界面子系統（MMI）采用彩色液晶顯示器作為計算機聯鎖系統的人機交互界面，將操作員通過鼠標給出的控制命令傳送到聯鎖機，并將站場設備工作狀態和行車作業情況的表示信息顯示出來。（3）高智能化的記錄存儲和故障檢測診斷功能。利用計算機的信息存儲能力和存儲容量大的優點，計算機聯鎖系統為實現系統維護、行車管理自動化奠定了基礎。

2 鐵路信號聯鎖邏輯形式化建模研究

2.1 通信的程序進程

通信過程實質上是一個基于進程數的過程，主要用于并行和分布式系統。基本原理是與系統中的過程交互，實現了描述和分析，為實體提供了數學框架。信號可以在一個過程中相互關聯，從而實現密集的數學邏輯。它的主要功能是用一個簡短的描述來描述某個過程中發生的事件，這些事件相互執行操作，然后與計算結果重合，以詳細描述一個復雜的問題。計算包括并發請求、選擇流程、混合流程等。如果流程事件檢測到同一事件是交互的，則該事件稱為通信事件。

2.2 信號分離的屬性特性

地鐵中，車站信號鎖定系統主要用于控制自行車的安全，主要面向休閑捕捉、鎖定技術、故障安全技術等。車站技術在實際應用中，分為車廂和點火操作。但是，在這兩種情況下，都必須從一個位置到另一個位置。拉伸中心是指從起點到入站和入站列車中心的距離，從而確保了車在入站路線上的安全。要達到此效果，必須首先在入口處放置保護信號。一般來說，軌道的中心線較多，并且軌道路徑的兩端都連接了轉彎專用車道，可以根據轉彎專用車道的位置設置轉彎專用車道。如果您要檢查列車的路線是否暢通，可以通過信號輸入來查看。當信號指示器顯示火車正在軌道上但在另一邊時可能會發生交通事故。因此，為了確保車的安全，必須確保信號機器得到充分利用。最后，您需要創建一條道路，將道路轉換為道路的特定位置，然后打開保護信號。如果路徑位置不正確，則會將信號板的開口標記為「錯誤」。此外，在信號板接通時，不得任意變換正在途中的旁路中斷。這是道路中斷回路與信號機制之間的相關性，并且信號具有路徑和身體之間的關系。

3 系統現場試驗

翻新時，重要的是要先檢查室外信號裝置的功能，如果室外裝置尚未安裝或尚未用電測試。這也是現場聯合優化測試的重要組成部分。該設施與現場要求密切配合，在一次現場初步調查中，在一條溫度范圍為-40℃至70℃、濕度范圍為95℃（25°F）和氣壓范圍為70 kPa～106 kPa、占地面積小于20 m2的鐵路的新火車站建立了試驗計劃。與傳統方法相比，使用現場測試可提高測試效率，并可節省大約三分之一的設備現場調試和驗證時間。現場人員使用設備的經驗越多，節省的時間就越多。

4 聯鎖設備的主要故障描述、診斷及處置

4.1 機柜無法正常啟動

故障描述：監控機、聯鎖機柜、維修機異常，三者均無法順利啟動。

診斷及處置：在確保聯鎖系統得到穩定電源供應的前提下，按規范開啟空氣開關，經分析后準確掌握電源屏處于正常供電時的實際運行特點，再啟動UPS，同時確保對外供電的穩定性和可靠性;再開啟聯鎖、監控機、維修機及控制臺，針對聯鎖系統做全面的檢查，以電源板的電源指示燈為分析依據，確認其處于點亮的狀態。

4.2 后備電源UPS故障

故障描述：UPS無法正常亮燈，可見面板呈紅燈報警。診斷及處置：在UPS滅燈的情況下按壓開機鍵，通過此方式看其是否可正常啟動;若UPS電池負載容量報警，應當從兩個角度展開分析，一是UPS系統的輸入電源運行情況，二是設備帶載狀態下的運行情況;對于電池饋電告警的情況應切換配電箱的開關，將其轉至檢修位，此機制下可通過電源屏向系統供電，給UPS電池的更換創造良好條件;持續按壓電源按鈕12 s，以保證UPS可接收到信號，從而進入自檢模式，此后若UPS各指示燈均無異常，設備便可向外供電，期間無論是電池的容量燈還是UPS輸出顯示燈，均要維持綠色的狀態。

5 典型鐵道信號聯鎖設備故障診斷技術的應用

5.1 故障診斷專家系統

在現階段的鐵路信號聯鎖故障診斷工作中，故障診斷專家系統取得廣泛的應用，其、集多個模塊于一體，其中知識庫與數據庫的基本功能在于完整保存故障信號，而借助該模塊內的信息可做出相應的推理操作，產生的測試信息可借助顯示屏這一載體而完整呈現。通過對鐵路運行期間信息的采集與處理，做出是否存在故障的判斷，若存在則進一步探究，明確其成因、影響范圍以及發展趨勢，在此基礎上由技術人員采取針對性的處理措施，在安全的環境中高效解決問題。

5.2 解析模型法

以診斷對象的數學模型為基礎，通過解析函數等方法的綜合應用實現對信息的有效處理，從中精準探尋故障的成因，再采取相適應的處理措施，以達到解決故障、恢復聯鎖系統穩定運行的效果。

6 結束語

針對目前鐵路車站信號聯鎖試驗模擬裝置存在不足，著眼于提升模擬聯鎖試驗的可靠性和實效性，立足于契合現場客觀需求的迫切性和創新性，研發了一種新型鐵路車站信號聯鎖試驗模擬裝置，經實際使用檢驗達到設計預期，證明本裝置具有提升試驗效率、減輕勞動強度、便于養護維修、適用環境寬松、可以重復使用等特點，不僅在既有線日常施工、維修進行信號聯鎖試驗時運用該裝置可以取得較好效果，更為顯著的是在加快鐵路新線建設的新形勢下，新建鐵路類似工作運用該裝置對于提升線路質量、壓縮建設成本和確保工期控制都具有積極作用。

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