鐵路信號設備故障診斷相關研究

楊帥 中國鐵路北京局集團公司石家莊電務段

一、鐵路信號設備現狀

通過顏色，位置，形狀，等等一個特定的對象，它可以幫助司機控制列車的運行。廣義上，鐵路信號是提高行車安全性的技術和設備的總和，狹義的鐵路信號是表示行車狀況的標志。在日本鐵路的快速發展過程中，信號設備的功能日趨復雜，性能得到了提高。但也存在故障問題，影響了實際運行質量。在信息調度中，對集線器調度監控設備的依賴性高，采用分布式運行方式，影響整體運行效率。

二、故障診斷技術在鐵路信號設備中的應用

（一）信號處理

在可測信號的分析中，數學函數法可以將特征值提取到分析結果中，對故障進行有效的診斷和處理。信號處理方法在鐵路信號設備故障診斷中的應用具有良好的適用性，由于對故障模型的要求相對較低，應用非常普遍，操作方法也很簡單，促進了診斷工作效率的提高。然而，當應用信號處理方法時，它會受到外部信號噪聲的干擾，并且對信號的檢測和處理有很高的依賴性。信號處理方法不能診斷出所有的故障問題，是一個有一定局限性的問題，阻礙了實際工作。在未來的發展中，應加強技術創新和改進，以提高信號檢測精度，提高實際應用。

（二）傳統診斷方法

在用傳統的診斷方法診斷鐵路信號設備故障時，對員工經驗的要求更高，主要是人為地對故障進行檢測和處理。比較法，壓縮法，觀察法，邏輯推理法，等等幾種常見的傳統診斷方法及其在診斷中的應用。適合應用。由于電氣集中耦合故障具有很高的抑制能力，計算機聯鎖可以有效地診斷電路故障。同時，它可以針對故障問題及時出現，從而幫助檢修人員和承運商處理故障特征。該方法實現了故障定位的有效定位，同時分析了故障等級，提高了故障處理的實際效率。傳統的診斷方法對ds-6型計算機聯鎖裝置的故障診斷具有很強的可靠性，得到了廣泛的應用。工作人員的豐富經驗要求有全面的判斷力和靈活性。

（三）人工智能診斷方法

1.專家控制系統

專家系統是專家系統的核心內容，在診斷過程中，需要利用豐富的專家知識來確定故障的類型、位置和處理方法。操作人員在操作過程中需要專家的科學指導，對工程師的整體技能要求很高。特別是在鐵路信號設備故障非常復雜的情況下，它可以與專家控制系統配合使用，診斷和保證邏輯的嚴密性，并能快速執行診斷動作。由于知識是用符號表示和顯示的，對細節知識的要求不高，設置了相應的基本規則，滿足了模塊的處理要求。在專家控制系統中，可以應用知識獲取子系統、集成數據庫子系統、設備狀態監測數據導入等系統，有效地改進專家系統。但是，知識的獲取存在一定的困難，應用效果也受到影響。

2.模糊邏輯方法

模糊邏輯方法是以事物的模糊性為特征所揭示的診斷方法之一，在目前的鐵路信號設備故障診斷中經常被應用。這種方法最早出現于20世紀60年代，80年代被應用于地鐵列車自動控制中，結構知識表示能力是模糊邏輯方法的一個基本特征，在定性知識和模糊知識的表達上具有很強的優越性。特別是在道口繼電器閉合的情況下，在信號燈亮的情況下對診斷是有效的，通過案例推理和規則推理可以實現對信號設備故障的及時定位，保證診斷結果的可靠性。用模糊邏輯對故障的診斷是嚴格的，但在確定征兆與故障之間的關系時，存在一定的困難。對模糊知識和誤診等問題的依賴程度很高。在實際工作中，通常采用邏輯不清的方法和人工神經網絡的方法來保證良好的診斷效果。

3.人工神經網絡方法

模擬人腦信息處理是人工神經網絡方法的最大優點，在故障識別中，可以通過分類器和動態預測模型對故障問題進行評估。知識庫建設的局限性是專家控制系統的主要問題，人工神經網絡方法的應用有效地解決了上述問題，保證了快速推理，提高了系統的泛化能力和容錯能力。由于神經元的獨立性強，故障診斷的效率大大提高，且成本要求高。

（四）分析模型法

分析模型法的基本原理是用相應的數學方法，如數字統計、分析函數等，在應用中需要建立一個精確的數學模型。當鐵路信號設備發生故障時，系統的輸入輸出發生變化，并通過數學模型直觀地分析變化情況，針對變化特征闡明故障的類型、位置和處理方法。分析模型法的應用不僅可以有效地解決信號設備的故障問題，而且可以預測故障的發展趨勢，并采取相應的預防措施。該診斷方案對工程師的專業知識要求較高，對突發事件的處理更快速、更可靠。運用數學理論方法和數學思想，可以保證故障診斷邏輯的嚴密性，對故障問題進行妥善處理，保證鐵路運營安全。

三、結束語

綜上述，在進行列車控制和信息傳輸過程中，要以信號設施為主，組織鐵路的行車條件，提高運營安全性，提高運輸效率。特別是當前交通量逐年增加，對信號設施的應用提出了更高的要求，一旦設備出現故障，將影響整個鐵路系統。標志、信號、顯示器是鐵路信號設施的主要類型，在運營過程中易受人為因素、環境因素和設備本身的影響。沿用傳統的診斷方法，不僅工作效率降低，而且對故障問題的有效評估和處理難以實現，風險增大。因此，應積極采用故障診斷技術和方法，以適應鐵路系統的運行特點和要求。診斷計劃應根據故障的當前狀態和信號設施制定。