鐵道信號聯鎖設備的故障診斷的研究

馬春英 范予強

摘 要：隨著社會的進步，包括鐵道事業在內的交通事業，加入了快速發展的陣營。作為鐵道運輸設備不可或缺的組成部分，信號聯鎖設備的作用主要體現在保障鐵道運輸安全的方面，研究結果表明，無論是檢查設備故障還是檢測信號狀態，都無法離開信號聯鎖設備而獨立進行。文章首先介紹了信號聯鎖設備的常見故障和故障的診斷方法，然后分析了對不同故障診斷方法進行應用的方法，最后圍繞著故障診斷方法在未來一段時間內的發展展開了討論。

關鍵詞：鐵道信號；聯鎖設備；故障診斷

在諸多可能影響鐵道安全性的因素中，信號聯鎖設備占據著十分重要的地位。建立符合鐵道實際情況的信號聯鎖系統，不僅能夠為鐵道列車的安全運行提供幫助，還能夠改善鐵道人員的工作環境，提高工作效率。針對信號聯鎖設備較易出現的故障展開研究，確保在故障發生后較短的時間內完成發現、分析、解決等一系列工作，提高鐵道運輸具有的安全性就顯得很有必要，本文所研究內容自然也就具有一定的現實意義。

1 鐵道信號聯鎖設備故障的概述

由于信號設備具有分布廣泛、種類眾多和數量較大的特點，信號聯鎖設備自然也會因此而具備復雜性和多樣性的特點，以故障發生時間為依據，可將信號聯鎖設備的常見故障進行劃分，則包括漸進性故障和突發性故障兩種，其中，發生頻率較高的為突發性故障。突發性故障指的是無法提前預測、發生突然的故障，該類故障往往具有明顯的隨機性。根據故障呈現度對其進行劃分，則包括功能故障和潛在故障兩種。出現功能故障的原因主要是參數超出規定導致系統失效，以故障原因為依據對功能性故障進行分類，可概括為外部故障與內在故障兩種，外部故障主要是因為環境因素變化而引起的，例如，惡劣的天氣情況或其他可能給設備帶來干擾的因素；內部故障指的是由于某些內部因素的存在而引發的故障，例如，部件發生變化或設計缺乏合理性[1]。潛在故障指的是參數沒有超出規定，但存在偏移、波動或其他變化，或者參數超出規定但沒有導致系統失效。以故障帶來的結果為依據對其進行劃分，一般性故障和危險性故障可以被視為最主要的兩大類別；以設備中故障存在時間的長短為依據，可以將故障劃分為間歇性與永久性兩種。在應用信號聯鎖設備時，存在的故障具有時有時無的特點，那么該類故障就可以被劃分為間歇性故障，但是如果存在的故障滿足穩定、可持續的特點，該類故障就應當屬于永久性故障的范圍。

2 鐵道信號聯鎖設備診斷方法的概述

隨著科學技術的發展，用于對鐵道信號設備故障進行分析、診斷和處理的技術，也變得更加多元化，現階段，出現頻率較高的故障診斷法包括以下三種，分別是：傳統診斷法，智能診斷法以及信號處理法。下面就針對不同的故障處理法展開詳細敘述。

2.1 傳統診斷法

在很長一段時間內，傳統診斷法在針對信號聯鎖設備所開展故障診斷工作中占據著主導地位。傳統診斷法往往需要以工作人員自身的經驗為依托，換句話說，就是根據工作人員在維修過程中獲取的經驗，完成對故障的診斷和處理工作。另外，較常使用的傳統診斷法包括推理法、優選法和比較法。實踐結果表明，傳統診斷法適用于對監視控制機、執行表機等故障進行診斷和解決的方面。

2.2 智能診斷法

作為綜合性診斷法的一種，智能診斷法的特點在于其融合了大量不同的診斷技術，能夠對不同系統及故障加以判斷。智能診斷法所包含診斷技術有人工神經網絡、專家系統等，正是因為如此，該法才能夠對信號聯鎖設備較易出現的不同類型的故障進行高辨識度的判斷[2]。專家系統指的是專業人員以計算機為平臺搭建的、包含大量專業知識和診斷經驗的系統，選擇該系統作為主要工具，能夠對專家診斷故障的流程進行模擬，從而得出較為準確的結論。人工神經網絡指的是模擬人類思維，完成故障診斷及處理工作的方法，現階段，該法較常出現在預測和識別故障模式的過程中。

2.3 信號處理法

利用信號處理法對信號聯鎖設備的故障進行診斷的關鍵步驟，是根據反饋信號頻率及其他特征展開分析、處理，從而完成設備故障的診斷工作。對信號聯鎖設備而言，選擇信號處理法作為故障診斷方法的原因，主要是該法具有操作靈活、簡單的優勢，但這并不代表信號處理法已經趨于完善，在實踐過程中不難看出，該法過于依賴設備信號，且較易被其他信號所干擾，導致診斷結果存在偏差。除此之外，信號處理法自身具有一定的局限性，如果設備間存在多種相互影響的故障，該法所應用的信號往往難以及時、準確的做出反應。由此可以看出，信號處理法適用于對單一設備故障進行診斷以及處理。

3 鐵道信號聯鎖設備診斷方法的應用

3.1 信號聯鎖系統

在控制鐵道運輸時合理應用信號聯鎖系統，不僅可以對信號聯鎖設備的情況進行實時監督，還能夠在條件允許的前提下擴寬監控范圍，提高發現信號聯鎖設備潛在或已經存在故障的準確率，工作人員便能夠根據實際情況，確定相應的處理措施及方案，避免故障所帶來不良影響的進一步擴大。

3.2 故障樹分析法

從本質上來說，故障樹分析法指的是分析故障出現原因的方法，具體來說，就是以可能導致故障發生的事件為依據，制作出相應的邏輯結構圖，在諸多原因中確定最有可能造成直接影響的原因和相應的組合方式，最后完成對信號聯鎖設備故障出現幾率的計算工作，為后續診斷工作的開展提供參考。

3.3 故障診斷與容錯控制

（1）故障診斷。

在鐵道信號設備運行過程中，故障診斷具有的作用是十分突出的，只有定期針對鐵道信號設備開展相應的故障診斷工作，才能夠保證鐵道運輸系統具有的穩定性和安全性能夠得到最大程度的提高。

（2）容錯控制。

與故障診斷相同，容錯控制對鐵道信號設備的安全運行同樣具有不容忽視的作用。根據實際情況對容錯軟件、冗余系統加以應用，能夠為鐵道運輸系統提供具備良好安全性與穩定性的運行環境。

3.4 故障診斷專家系統

在構成故障診斷專家系統時，推理機構、知識數據庫和相應的獲取機構都是不可或缺的部分。推理機構需要建立在知識數據庫的基礎上，針對反饋信息數據開展相應的分析、推理工作，完成對信號聯鎖設備所處狀態進行判斷的工作。如果通過檢查發現信號聯鎖設備已經有故障存在，工作人員則可以在第一時間對其進行重新的分析和評價。

對故障診斷專家系統而言，其核心功能是對故障診斷具有的要求進行滿足，保證針對故障開展的排除工作，具備應有的合理性及有效性。

4 鐵道信號聯鎖設備診斷方法的發展

4.1 遠程診斷法的應用

在未來一段時間內，遠程診斷技術將會被大量應用在對信號聯鎖設備存在的故障進行分析的過程中，通過視頻監測的方式，即使發現、診斷及排除故障，為鐵道提供安全的行車平臺。針對信號聯鎖設備開展的故障診斷工作，對鐵道運輸具有十分重要的作用，運用發展的眼光來看待這一問題，無論是系統自身的特點，還是外部環境因素的制約，都會給故障診斷工作帶來不同程度的影響，因此，想要保證針對故障所開展診斷工作能夠取得應有的效果，升級適用于信號聯鎖設備的故障診斷系統，創新故障診斷方法就顯得很有必要[3]。

4.2 不同診斷技術的融合

現階段，針對信號聯鎖設備故障開展的分析和診斷工作，已經將重心放在融合不同診斷技術的方面，實踐結果也表明，這樣做能夠在一定程度上提高分析、處理設備故障的效率，因此，診斷技術的融合必然是故障診斷的主流發展趨勢。

4.3 建立健全故障專家系統

調查結果表明，目前，圍繞信號聯鎖設備所開展故障診斷工作應用的系統，在適用范圍和對象方面仍舊存在著明顯的局限性，這對于診斷工作的順利開展，具有一定影響。想要解決上述問題，關鍵是根據信號聯鎖設備較易出現故障的特點，改善專家系統，使其更加完善，保證故障診斷具備應有的動態性和準確性，并提高鐵道行車的安全性。

5 結論

通過對上文所敘述的內容進行分析能夠看出，針對信號聯鎖設備展開的故障分析工作，是保證鐵道安全運輸的關鍵，用發展的眼光看待鐵道事業的發展，能夠發現對故障診斷技術加以研究，結合不同診斷方法，形成綜合診斷系統具有重要的現實意義，另外，深入研究新型診斷技術，做到理論與實際相結合同樣很有必要。希望本文可以在某些方面為從事相關研究的人員提供幫助，使故障診斷技術向更加完善的方向發展。

參考文獻：

[1]唐佩.鐵道信號聯鎖設備的故障診斷分析[J].河南科技，2013（07）：115.

[2]蘇濤.探究鐵道信號連鎖設備的故障診斷[J].科技創新導報，2017，14（10）：7879.

[3]占雪梅，張甄.鐵道信號聯鎖設備的故障診斷分析[J].電子技術與軟件工程，2017（09）：29.

作者簡介：馬春英（1965），女，河南許昌人，本科，講師，工程師，電工技術 。