地鐵信號聯鎖設備故障診斷技術探究

周江

中鐵十一局集團電務工程有限公司 湖北 武漢 430074

引言

地鐵信號聯鎖系統是地鐵安全系統子系統中最為重要的，因此，為了進一步加強聯鎖設備系統的可靠性，采用高效可行的檢測技術，實時觀測地鐵信號聯鎖的工作狀態，分析診斷存在的問題并反饋給相關單位是提高其診斷技術最重要的環節。

1 iLOCK系統的特點特性

智能安全性計算機聯鎖系統簡稱iLOCK系統，是地鐵信號連鎖聯鎖設備的主要分系統，此系統是以“2取2”為基礎架構的衍生系統，在基礎架構上添加具有自主性的“故障—安全”等新的衍生診斷技術，并且充分運用了NISAL專項知識結構，進一步完善了iLOCK系統，提高其安全可靠性。

iLOCK系統的整合包含了很多技術設計，其設備故障檢測運用了“反應故障、組合故障和固有故障”等多種安全診斷設計，因此，多種技術的整合應用，讓ILOCK的設備故障檢測率達到百分之八十以上。邏輯運行上采用NLSALI技術，獨立分支與整個系統，在傳統邏輯“2取2”之上，提供更多安全空間。在框架架構上，采用冗和互利的原理，雙ups、雙網、ips等多種模塊的冗和結構，因此當其中某模塊因故障導致ILOCK系統不能正常運行時，其他模塊會立即檢測其故障并進行重組重啟，大大提高了診斷系統的穩定可靠性。

2 多種地鐵信號連鎖設備診斷技術的優缺點

地鐵信號連鎖設備診斷雖有著ILOCK系統的加持，擁有著先進的智能信息技術，但是因人為操作失誤、產品質量未達標以及設備年久失修等因素而導致的故障，需要從診斷技術方面出發，探索出新的地鐵信號聯鎖設備故障的診斷方法。

依據之前經驗，可大致劃分為四大類方法：①找到設備故障原理，通過相關檢修人員的現場勘查、實質分析，做出相應舉措來解決故障問題的傳統人工處理方法；②通過分析可測信號的異常，來判斷設備的故障的信號分析法；③建立數學模型，通過現場模擬并依靠信息科技分析，找出問題所在的數學模型法；④在先進計算機技術的加持下，利用遺傳算法、專家系統、模糊邏輯和神經網絡進行分析故障的智能分析法。

第一、二種方法雖方法簡單，工作量小但難免會因負責人員檢修紕漏和錯誤操作，導致問題得不到實質上的解決。第三種方案因不適合用于具有非典型特征的設備故障，所適用到的工程范圍量極小，加之建立數學模型需要消耗極大的人力物力，在實際情況中，數學建立的方法少之又少。第四種智能分析法，是與時代發展相結合的高級算法產物，其所用到的知識架構能很好地囊括人為思想和計算機技術，是當下最具有前景的診斷方法，實際檢測中，極大地提高了信號系統設備故障的診斷率，增強了對地鐵信號聯鎖設備故障診斷技術的可靠性。

3 地鐵信號連鎖設備所存在的問題

雖現有的設備診斷方法很多，大大提高了故障診斷率，但是實際應用過程中還是有不少的問題未能及時解決，這就導致地鐵信號聯鎖設備的可靠安全性一直未能達到實質上的重大突破，這并不是邏輯觀念上簡單的“和”“非”，具體問題如下：①設備故障診斷系統技術雖有著超高的工作能力，但是其適應性小，所用到的范圍也極小，計算機檢測系統在與聯鎖設備系統的結合中，不能進行一些信息上的共享，致使不能實時進行優勢互補和在線診斷互查；②計算機各區域模塊不能達到很好的整合，知識涉及區域有盲區，神經網絡和模糊邏輯的協調不合理，對部分不確定情況做不出及時的匯報和處理；③部分專業人員對計算機智能檢測技術過于依賴，缺少專業知識素養，對于一些突發情況缺少相關的辨識和解決能力。而正是這種不確定問題導致的故障對地鐵信號設備連鎖系統的正常運行影響最大。

4 地鐵信號連鎖設備的完善和發展

結構圖的處理應用。結構圖可以把設備的參數和架構清晰地呈現在圖紙上。以前沒有計算機的幫助，傳統圖紙的應用一直是相關專業人員維修地鐵信號聯鎖設備故障的主要手段，極大地提高了分析效率，讓解決方法在一定程度上實現了固定化和程序化，節省了大量時間，之后在計算機的幫助下，能夠建立明視可見的3D結構圖，讓整個系統模塊展現出來，并且能夠模擬設備故障問題，能夠更快地找到故障原因，提高了地鐵信號聯鎖設備故障診斷技術的可靠安全性。

樹狀分析法的結構應用。造成設備系統故障的原因有很多，可能是因某一模塊引起的連鎖效應，也可能是因所種模塊故障環環相扣導致的系統癱瘓，針對此上的幾種情況，需要有一個完善的樹狀分析系統來進行診斷，簡稱FTA（故障樹分析）法。對導致地鐵信號連鎖設備故障原因進行大數據分析，計算出各種概率以及它們之間的組合方式，從而對鏈條反應進行實質上的分析，輔佐相關專業人員快速診斷并進行解決。

建立專家診斷系統。專家診斷系統由多個區域模塊組成，包括數據庫、解釋機構、知識庫和用戶界面問答系統。其數據庫模塊用來儲存相關領域數據并進行分類整合；解釋機構是用來回答用戶相關專業知識，讓用戶清楚透明的來了解系統的運作方式和工作原理；知識庫是用來存放某些不確定情況問題，呈現給相關工作人員或專家，讓其解決問題；用戶界面是來連接系統和外界信息的通道，保持系統開放性和包容性。此診斷系統的建立，實現了“診斷故障—提出問題—呈現問題—解決問題—公開透明”的區塊模式。對實時數據進行分析處理，并通過大數據人工智能分析學習，使得此系統更加智能化，處理能力更大的得到提高。因其成熟的框架結構，此專家系統診斷系統是目前應用范圍最廣的系統。

5 未來技術發展趨勢

對地鐵信號聯鎖設備故障的分析，不是簡簡單單的方法處理，需要其安全性和可靠性達到理想狀態，現如今有很多新概念新核心思想，但只是理論上的可行性，由于地鐵信號聯鎖設備系統的復雜性和不穩定性，所提出的新概念思想不夠成熟，若強行納入到診斷系統中，會給相關人員提供錯誤信號，大大降低系統的準確率，并耽誤地鐵的正常運行。但也不乏一些值得人們思考探究的方案設計，例如故障診斷技術的整合技術、模擬機內故障檢測（BIT）技術、人工智能檢測（模糊邏輯）檢測技術、遠程系統故障分析維修與控制容錯技術等多種新概念技術。其中故障診斷技術的整合技術能充分利用電子神經網絡和模糊邏輯技術，對一些不確定和專家系統知識空缺的情況進行智能分析，打到模糊診斷的標準：BIT技術，根據其原理大致可分為兩種，傳統技術和智能技術。為提高BIT模擬檢測技術的判斷正確率并減少人力物力資源的整合利用，其智能技術在整合、規劃、診斷、決策等階段，采用理論和智能結合來實現；傳統技術包含模擬電子技術、BIT傳統架構技術和數字電路技術等多個方面；人工智能檢測（模糊邏輯）檢測技術，其本質上是以VXI總線的“虛擬儀器”技術、信號分析技術、傳感器技術、大數據分析技術等為基礎結構框架系統檢測技術。為達到實時檢測地鐵信號聯鎖設備各個區域模塊整合、提高診斷正確率以及減少人為操作失誤而導致的不確定性的目標，可視化、信息化、智能化是貫穿智能檢測技術的“主線”。 就目前來看，這幾種技術雖在實際應用中取得一定的功效，但從長遠來看，其可靠安全性還要有一定的考究，當其能充分融入地鐵信號設備檢測系統并提高其診斷率時，才能完全應用。

6 結束語

伴隨著地鐵運輸量的加大，行程速度的提升以及其普及范圍的擴大，對地鐵信號聯鎖設備診斷技術的可靠性和安全性也會更高[3]。因此，需要相關專業人員具備更高的專業知識素養和實踐經驗，來對診斷技術進行更深層次的探究。由于地鐵系統本身具有的特性，嚴重依賴于信號連鎖設備，對地鐵信號連鎖設備診斷系統的診斷正確率、可靠安全性以及實時檢測性要求也極為苛刻，必須要求其精準度和診斷判斷率達到國家規定安全標準，設計出合理可行的方案才能正常投入使用，對于那種模棱兩可，偷工減料以及不能做到實時檢測的技術系統，若將不成熟系統投入使用是對公眾生命的不負責，嚴重威脅人們生命財產安全。目前智能時代的到來，雖在地鐵信號聯鎖設備檢測上節省了大量人力物力資源，但還不具備獨立完全性的診斷檢測性，又因地鐵所處環境以及其自身系統本就極其復雜，不斷完善創新，提高系統容錯率，來應對多種不確定因素以及突發情況，始終將生命財產安全放在第一位，才是提高地鐵信號聯鎖設備故障診斷率的萬全之策。