鐵道信號聯鎖設備的故障及處置方式分析

李崢

摘 要：鐵道信號聯鎖設備主要是負責列車運行指揮，在使用中能夠全面提升鐵道的運輸效率，是確保鐵道安全運輸的重要設備。由于鐵道信號聯鎖設備的工作量較大，因此故障方式也是復雜多樣，本文首先分析了鐵道信號聯鎖設備的故障特點，同時闡述了鐵道信號聯鎖設備的故障類型及原因，最后總結了鐵道信號聯鎖設備的故障處置方法。

關鍵詞：鐵道信號；聯鎖設備；故障特點；故障類型；處置方式

中圖分類號：F532 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0059-02

隨著科學技術的迅速發展，社會經濟的不斷提升，鐵路列車運行控制技術也在不斷發展與完善。隨著鐵路貨物運輸總量的不斷增大，鐵路運輸成為我國的主要交通運輸方式之一。鐵道信號聯鎖設備在鐵路運輸中發揮著及其重要的作用，必須確保鐵路列車的安全運營。

1 鐵道信號聯鎖設備的故障特點

信號設備屬于鐵路運輸生產的重要組成部分，與鐵路運輸安全有著密的聯系。由于鐵路信號設備較多，數量大，且分布的范圍比較廣，運行環境較為復雜。使得引發故障的原因較多，且故障的表現形式也是復雜多樣，一旦聯鎖設備出現故障將會為鐵路運輸秩序帶來較大的影響。

1.1 故障類型特點

按照故障發生的時間可以劃分為突發性、漸進性故障。突發性故障指的是在故障發生前，無法進行提前預測，故障的隨機性較為明顯。漸進性故障是由系統性能、參數能夠問題，逐步劣化導致，能夠進行提前預測，信號故障診斷為專家系統開展分析預測提供了主要依據。

1.2 故障顯現特點

根據故障顯現的特點，可以劃分為潛在、功能故障兩大類。潛在故障指的是系統參數發生的變化在允許的范圍內，且參數有明顯的變化，能夠直觀看到參數的偏移、波動，在超過允許范圍后，也不會對系統功能造成影響，更不會導致系統功能失效。功能故障指的是系統參數已經發生了變化，超出了規定的范圍，導致系統功能失效。

1.3 故障原因特點

故障原因包括內部原因、外界故障。內部原因指的是故障系統設計不當，導致內部的器件發生了變化，進而導致系統故障產生。外界故障指的是，外部環境的影響，比如行車設備對信號設備的干擾產生的故障，惡劣天氣導致信號故障，包括沙塵暴、雨雪、風沙等。

1.4 故障性質特點

故障性質分為顯性、一般故障。在專家分析系統內，導致嚴重后果的即是線性故障，其他故障則稱之為一般故障。由于故障類型不同，故障導致的影響結果也存在著較大的差異，但并不是每一項故障都會導致嚴重的后果。一般故障與其他因素結合在一起會造成較為嚴重的后果。例如：調車信號機藍燈熄滅列車繼續運行、軌道電路分路不良等就屬于嚴重后果。

1.5 故障歷時特點

故障歷時分為間接性、永久性故障，在信號設備的運用過程中，發生故障自動恢復功能、故障并非長久持續性，稱之為間接性故障。故障現象一直持續，故障類型較為穩定的設備故障為永久性故障。

2 鐵道信號聯鎖設備的故障類型及原因

2.1 鐵道信號聯鎖設備故障類型

鐵道信號聯鎖設備按照性質可劃分為三類：（1）信號事故。指的是設備維修不良，信號人員作業操作不規范，導致鐵道信號聯鎖設備故障，影響地鐵列車的穩定運行。（2）其他信號事故。無法防止的自然災害，電務設備的材質無法檢查，導致信號設備的故障影響了鐵路列車的形車時間。（3）信號故障。地鐵設備信號不良，影響了正常使用，但是對鐵路列車的運行不會造成影響。包括：①信號顯示錯誤，導致道路錯誤開放、關閉。②道岔不轉換、轉換錯誤、道岔表示錯誤。③錯誤閉塞、錯誤解除閉塞。④接車、發車的進路閉塞方式改變，非正常手續發車。

2.2 鐵道信號聯鎖設備故障原因

2.2.1 電源故障原因

端電壓存在異常，電壓端電壓沒有主要是因為干電池的連接線斷裂，蓄電池引出線腐蝕、端子松動。電壓端電壓不足，是因為干電池內的電阻增加、炭棒接觸性不良、蓄電池漏電現象嚴重、電源端子短路、共用電源出現串電源現象。電源的端電壓不穩定，端子出現松動、存在半接觸現象。

2.2.2 電路故障原因

斷線故障，可能是電路中的熔絲燒斷，有外界原因，線路被切斷，軌道的引接線碰端，各類連接線被拉斷。半斷線故障，多發生于線頭的剪力點、導線位置。混線故障，高發于外線路、軌道、局部電路混線。專極錯誤，可能是因為外線接反。

2.2.3 元器件故障原因

不管何種設備、器材都具有一定的使用期限，若是超過使用期限范圍，將會導致部件出現質變。例如：傳感器信號故障，軌道電路一次進入過程中，沒到計到脈沖，在一般情況下，傳感器不計軸。

2.2.4 接觸故障原因

接點無法有效接觸，手柄、按鈕、繼電器的接點距離較大。接點氧化、接點間存在灰塵，端子出現松動、焊接線焊接不牢固，出現腐蝕現象。接點斷開，節點燒焦，導致接點片脫落。

2.2.5 其他故障原因

機械手柄、按鈕、插座接觸片的剪刀點被切斷，使得彈簧按鈕超限，螺絲出現松動、接點位置變動。磁路卡頓、磁鐵螺釘脫落。

3 鐵道信號聯鎖設備的故障處置方法

3.1 傳統故障處置法

傳統故障檢測法采取的是手工工業方式，因此對相關故障診斷人員的綜合素質要求較高。為了確保傳統故障處置法得到高效應用，診斷人員必須要具備扎實的診斷理論，并且自身具備較為熟練的故障處置技術、豐富的故障處置經驗，以此確保診技術人員在面對各項故障時，能夠采取合理的傳統故障處置法。找出引發故障的根本原因，進而提升故障解決計劃的適用性，及時解決鐵道信號聯鎖設備的各類故障處置效率。

通常情況下，故障處置法分為優先、比較等，例如：以朔黃鐵路發展有限責任公司使用的交大1A聯鎖設備為例，在實際的應用中，能夠對自身的故障進行診斷處置，診斷出的故障類型均屬于常見的故障問題。系統監測到相關故障信號之后，控制線路會及時將故障信息傳輸到控制臺，通過系統的分析，借助信號燈顯著故障類型，進而開展相應的報警。就相關研究資料顯示，在交大1A聯鎖設備的應用中，傳統的故障處置法能夠實現各類故障問題的檢驗，及時將各類故障問題診斷出來，確保對故障問題的高效處理，進而提升鐵道信號聯鎖設備故障處置的有效性，最大程度維護鐵路列車的安全運行。

3.2 信號故障處理法

以鐵道信號聯鎖設備的應用為依據，構建出對應的信號演示模型，及時將收集到的信息發送到控制臺，接著控制臺對接收到的信息進行分析，主要是分解幅值、頻率，對信息記錄記性解析，根據解析出的信息，判斷設備的狀況，進而檢測鐵道信號聯鎖設備的故障問題、引發故障的原因，故障的類型等，這類故障處置法就是信息處置法。信號故障處置法在具體的應用中，同樣存在一定的不足，主要表現為：這類故障處置法對設備發出的信號存在較強的依賴性，若是在聯機設備故障處置過程中，設備的信號被干擾、信號搜集出現遺漏，會導致最終的檢測結果出現較大的偏差，影響監測結果的精準性。若是鐵道信號聯鎖設備的故障問題較多，信號故障處置法得到的數據的參考價值不高，通過對比發現判斷結果與實際的數據存在著較大的差異，進而影響了信息故障處置法的應用效果。

3.3 人工智能處理法

人工智能故障處理法屬于多種處理技術綜合在一起的處置法，將神經、遺傳。邏輯等處理技術融為一體。即便是復雜的系統故障，均能夠做出精準的故障判斷。人工神經網絡屬于一種人為網絡模板，主要是模仿人的大腦，開展故障分析，進而選擇最佳的處置方式。在模糊的邏輯推理過程中，與人體的思維模式較為相似，進而可以解釋各類復雜的故障，科學應用模糊分析法。

隨著科學技術的迅速發展，鐵道信號聯鎖設備也在不斷的改進，其各類故障的樣式也更加復雜，在智能化的發展進程中，聯機設備故障問題的處置方法也逐漸在變化。結合相關資料顯示，目前應用較為廣泛的故障處理技術——人工智能故障處置法。人工智能故障處置過程中，結合了專家、人工神經網絡、各類先進的診斷技術，提升了診斷結果的精準性。在鐵道信號聯鎖設備的故障分析、排查過程中，能夠借助專家系統的故障處置流程，為各類故障處理提供有效的依據。人工神經網絡，通過模擬人的思考方式，及時排查各類故障，進而總結出故障的解決方法，這類故障檢測法適用于故障模式的識別、預測。模糊邏輯法借助的是模糊邏輯的結構性質、知識能力，對聯鎖設備進行分析之后就能夠推理出故障的位置、造成故障的原因。

3.4 故障診斷技術應用

3.4.1 故障數分析

故障樹故障診斷、分析法，主要是服務鐵道信號聯鎖裝置的故障診斷工作，對可能引發故障的因素進行全面分析，進而建立起不同時間、不同故障兩者間的關系結構圖。應用故障樹分析法，能夠實現故障診斷、分析，全面提升鐵路系統運行的安全性、可靠性，推動鐵路列車的高效發展。故障樹診斷方式，主要應用于容錯計算機的聯鎖控制系統內，以此提升聯鎖系統的可靠性、精準性。

3.4.2 故障診斷專家系統

專家系統內的故障處置，會將大量的故障信息保存在數據庫、知識庫內，在開展推理工作時，會應用到知識庫內的各項故障信息。專家系統內的推理機能夠對推理之后的信息進行加工，將處理好的測試信息借助顯示屏展現出來。在故障處理過程中，若是出現了相應的故障，系統會繼續對故障展開分析，確定影響范圍、故障具體位置，根據分析出的原因、數據開展深入分析，確定故障導致的結果，進而工作人員可借助故障處置方法，及時有效處理各類故障。故障處理結束之后，繼續進行故障處置操作，對鐵道信號聯鎖設備開展故障分析、排查工作。在實際的工作中，故障診斷專家系統，在鐵路設備的檢測工作中具備較好的應用價值，借助該系統能夠確定故障級別、故障類型、故障位置，進而開展具備針對性的故障檢測工作，全面提升鐵路列車的運行質量。開展故障診斷，主要是為了提升鐵道信號聯鎖系統的可靠性、安全性，能夠借助計算機聯鎖控制系統，有效確保聯鎖系統故障檢測的可靠性。

3.4.3 聯鎖系統應用

聯鎖系統屬于雙贏的操作系統，在應用過程整中能夠實現設備故障的診斷、報警處置，擴大了對鐵路列車的控制范圍。聯鎖系統內具備三項功能：計算機聯鎖系統故障報警，區間內自動控制系統故障，能夠及時報警，加強鐵路信號機檢測。計算機聯鎖系統本身具備較強的查找能力，能夠更好的保存各項數據，顯現出故障情況。在區間自動控制中，故障報警屬于一種運行狀態監督方式，能夠在不同狀態下，發出不同的檢測警報。信號機監測是通過在線監測聯鎖電路，對數據進行深入分析，進而實現故障預防的最終目的。

4 鐵路信號聯鎖設備的發展趨勢

隨著科技水平的提升，鐵路運行方式的轉變，信號聯鎖設備的未來發展趨勢主要如下：

4.1 專家系統的發展

雖說在當前的應用中，聯鎖設備故障處置專家系統內的專家系統本身具備一定的應用效果，但是故障處置范圍、規模上還存在著較大的局限性。若是信號監測系統、計算機聯鎖系統未能和專家系統相結合，進而實現在線故障監測、實時故障查詢、動態故障診斷，全面提升故障的處理效率，進而將現場故障處置的作用發揮到極致。

4.2 融合故障診斷技術

將各類故障診斷技術相融合，能夠及時克服專家系統內的阻礙，強化不確定因素的處理，將模糊邏輯、神經網絡的優勢融合在系統內。通過將故障診斷處置技術的模糊性兼顧其中，借助神經網絡，提升系統的處置能力，強化了故障模糊診斷質量。

4.3 內部測試技術

內部測試技術是將常規技術、智能技術相結合，促使故障處置技術內兼容數字電路技術、模擬電路技術，提升內部測試的智能性。在智能技術設計、診斷、檢測、決策階段使用智能技術，通過不同層次提升內部測試系統的綜合能力，最大可能的降低故障處置技術的維修時間、維修成本。

4.4 智能化診斷技術

智能化技術主要是借助虛擬的儀器，激勵診斷結果，實現測試結果輸出的智能化、可視化，進而實現對聯鎖設備不同部件開展實時檢測，盡量減少因人為操作的誤差，提升檢測精準率。遠程故障處置技術能夠強化系統的監測、診斷、處置、強化檢測數據的儲存、圖像顯示。根據聯鎖系統的特征，及時處理各類故障，確保鐵道行車安全，進而全面提升鐵道列車運輸效率。

5 結語

綜上所述，鐵路作為當前的主要交通、貨物運輸渠道，鐵路運行順暢性與國民經濟水平的有著密切的關系。朔黃鐵路公司為了確保鐵路運行安全，在各個沿線車站均使用了鐵道信號聯機設備。通過使用有效的故障處置方法，能夠確保鐵路的運輸安全，全面提升朔黃鐵路運輸效率，進而更好的推動我國重載鐵路事業向前發展。

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