铁路信号联锁故障诊断方法及具体应用

铁路信号联锁故障诊断方法及具体应用

王家楠 赵毅 张冠达

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段 内蒙古自治区包头市 014010

摘要：如今随着计算机信息技术、人工智能技术的迅猛发展，各种故障诊断检测技术也层出不穷，因此针对铁路信号设备的故障诊断，有必要引入这些先进的故障诊断检测技术，更有利于提高铁路信号设备故障检测的效率。文章通过对铁路信号设备故障诊断方法发展趋势进行探讨分析，这对提升铁路信号设备故障诊断检修效率，维护铁路整体安全运行有着重要现实意义。

关键词：铁路信号；联锁设备；故障诊断

引言

信号联锁设备是铁路电气系统中不可或缺的装置，其稳定运行有利于保证铁路运输的安全性和可靠性。信号联锁设备的功能多样，在检测信号状态、故障诊断等工作场景中均可使用。文章以铁路信号联锁故障诊断方法为立足点，结合工程实例探讨该类方法在工程中的实际应用，通过本次对铁路信号联锁故障诊断工作的梳理，希望给类似工程提供参考。

1铁路通信信号技术概述

社会发展与交通运输紧密相关。铁路建设作为交通运输的关键一环，在我国经济建设中起着至关重要的作用。铁路运输过程中，相关工作人员要注意整个过程的安全性与可靠性。这恰恰是铁路运输的最大特点。因此，推动现代化铁路信号系统的建设刻不容缓。需要大力发展通信信号技术，只有这样，才能逐渐提高铁路运输生产的效率，降低铁路运输生产的成本。

1.1铁路通信信号技术

铁路通信信号技术从本质上来说是通过不同的通信方式及时、准确地传递和处理铁路运输过程中的各项信息，是铁路运输的核心。近年来，铁路事业的发展变化推动着铁路通信信号技术的进步。与其他行业相比，铁路运输是特殊的。这是因为铁路运输对整个过程的安全性和可靠性有着较高的要求，而这两者都在一定程度上受铁路通信信号技术的控制。

1.2技术特征

我国铁路事业发展迅速，经历了从普快列车到动车和高铁的变迁。列车的不断提速对通信信号技术提出了更高要求。与以往的单一形态相比，现代铁路通信信号技术强调与其他系统的有机结合。不同系统间相互协作，形成一个有机整体，从而为整个铁路的运行提供保障。科学技术的发展以及其他先进技术的推动，促使铁路通信信号技术不断进步，并逐渐具有高效率、可靠性等优点。１）高效率。社会的高速发展决定了必须扩大铁路运输的规模、提高效率。近年来，我国铁路建设的力度大大加强，各条铁路的通车和试行都表明铁路事业正处于蓬勃发展的时期。现代铁路建设的根本目的是实现铁路运行的高效率，在通信信号技术的辅助下更加快速、高效地对列车进行指挥和管理。２）可靠性。与其他行业相比，铁路运输是特殊的，它对运行过程中的安全性和稳定性具有极高要求，这在很大程度上取决于通信信号技术是否先进。

2联锁设备的概述及主要故障分析

2.1双机储备系统概述

（1）基本构成。系统配置A、B两台计算机，功能分配方式为：一台为主机，保持在线运行状态，运行期间切换开关后可将输出引向外部；另一台为备用机，正常情况下不运行，处于备用状态时，功能为检测系统的运行状态。通过两台计算机的协同运行可有效应对突发故障，实现高效切换。（2）工作原理。遵循的是双机储备原则，工作机与备用机的信息具有一致性，均可单独运行程序，期间产生的信息均可得到完整的记录。首先开启主用联锁机，若该装置存在故障则及时触发应急机制，在短时间内实现主备机的切换，以保证系统运行状态的稳定性。理想状态下，工作机与备用机应当实现无缝切换，但实际运行状况表明，其在切换时不可避免存在空档时间。

2.2后备电源UPS故障

UPS无法正常亮灯，可见面板呈红灯报警。诊断及处置：在UPS灭灯的情况下按压开机键，通过此方式看其是否可正常启动；若UPS电池负载容量报警，应当从两个角度展开分析，一是UPS系统的输入电源运行情况，二是设备带载状态下的运行情况；对于电池馈电告警的情况应切换配电箱的开关，将其转至检修位，此机制下可通过电源屏向系统供电，给UPS电池的更换创造良好条件；持续按压电源按钮1-2s，以保证UPS可接收到信号，从而进入自检模式，此后若UPS各指示灯均无异常，设备便可向外供电，期间无论是电池的容量灯还是UPS输出显示灯，均要维持绿色的状态。

3铁路信号设备故障诊断方法

3.1神经网络故障诊断方法

对于神经网络而言，本身有着较强的自主学习能力，同时还能够进行并行计算，非线性优势也非常强。因此非常适合应用于设备故障诊断，并且当前已经形成了一个神经网络故障诊断方法。在该诊断方法实施过程中，能够针对网络现有数据，来预测相关的故障发生概率，与此同时，在模式识别算法的帮助下，针对不同故障，还能够实现智能化分类，并且还能够从故障的知识处理的角度，实现故障诊断系统的建立，从而有效提高故障诊断与处理的效率。为达到上述目的，需要先结合实际，选择一个合理的网络数据结构，并以此为依据完成神经网络的建立，在此基础上，还需要合理选择针对性的学习方法，通过不断的进行试错学习，在这一过程中，需要输入很多变量、权值，选择合理的数据值，输出相应的样本，从而能够对神经网络不断进行训练，最终能够获得相应的理想值，然后再留下阈值和权值，并给予现场相应的实际检测数据进行计算，在获得输出数据后，再与各种故障数据进行比较，最终即可完成故障的诊断。在铁路信号设备故障诊断时，比较适合应用于由各种人为因素引起的各种故障问题诊断。

3.2模糊逻辑故障诊断方法

在实际进行设备故障诊断时，针对前期预警，我们可以采用模糊语言进行说明，在实际进行诊断过程中，需要应用一些模糊数学理论知识，提高诊断效率。模糊逻辑故障诊断的基本原理是通过借助各种算法来模拟人类思维模糊性特点，从而达到自动化诊断的目的，因此同其他设备故障诊断相比，这种故障诊断不需要建立复杂的数学模型，因此实际应用操作也相对简单一些。在实际应用过程中，仍需要建立一定的规则，并确定在这些规则之下的隶属函数，从而才能达到故障诊断的目的。但由于缺乏完善模型支撑，因此比较适用于简单系统，面对复杂的系统，应用这种故障诊断方法难以起到良好的诊断效果。在铁路信号设备故障诊断时，比较适合应用于由一些简单的机械故障因素引起的各种故障问题诊断。

3.3解析模型法

以诊断对象的数学模型为基础，通过解析函数等方法的综合应用实现对信息的有效处理，从中精准探寻故障的成因，再采取相适应的处理措施，以达到解决故障、恢复联锁系统稳定运行的效果。

结语

综上所述，铁路系统的运行是一项高度复杂的工作，信号联锁设备在其内部组成中具有重要作用，鉴于该类设备故障影响范围较大的情况，需要以合理的方法对其做出诊断，在明确成因后采取针对性的处理措施。作为工程技术人员，首先需要重视技术的引入，采取合适的诊断方法，并在现有技术的基础上进行优化，切实提高诊断技术的应用水平，给故障诊断以及处理工作提供可靠的技术支撑。

参考文献

[1]刘富钱.铁路信号设备故障诊断方法探讨[J].电子技术与软件工程,2016,023(011):56-57.

[2]沈振.铁路信号设备故障诊断方法综述[J].城市建设理论研究:电子版,2016,012(009):660-660.

[3]陈丽.铁道信号联锁设备的故障诊断研究[J].天工,2019,023(10):140-140.