鐵路信號(hào)設(shè)備故障分析

王永軍

摘要：隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展越來(lái)越快，鐵路信號(hào)設(shè)備也一直在逐漸完善。關(guān)于鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性研究，我國(guó)正處于積極的探索中。就我國(guó)目前的情況來(lái)看，鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性還存在一些問(wèn)題，這就需要采取一些方法策略去提高鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性。對(duì)鐵路設(shè)備的可靠性研究可以從幾個(gè)方面展開(kāi)討論：首先對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性中所存在的缺點(diǎn)進(jìn)行探究，包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不明確、可靠性模型缺乏和全面的可靠性指標(biāo)缺乏等問(wèn)題，其次制定鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的研究策略。

關(guān)鍵詞 ：鐵路信號(hào)設(shè)備 ;故障安全模式 ;穩(wěn)定性

引言

近年來(lái)，我國(guó)鐵路建設(shè)事業(yè)取得了巨大發(fā)展，伴隨列車(chē)運(yùn)行速度和行車(chē)密度的持續(xù)增長(zhǎng)，若僅僅通過(guò)人工方式進(jìn)行維護(hù)維修很難達(dá)到預(yù)期效果。在鐵路信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，鐵路信號(hào)設(shè)備是控制終端，由于其工作環(huán)境不佳，結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，極易產(chǎn)生故障問(wèn)題。單純依靠人工進(jìn)行故障排查，不僅耗費(fèi)人力、物力，還極易產(chǎn)生人為失誤，導(dǎo)致故障漏判、錯(cuò)判，將大大影響列車(chē)的運(yùn)行安全。此外，若故障處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很可能會(huì)出現(xiàn)列車(chē)大面積晚點(diǎn)現(xiàn)象，將會(huì)嚴(yán)重影響鐵路的運(yùn)營(yíng)秩序。因此，開(kāi)展鐵路信號(hào)聯(lián)鎖故障診斷方法研究具有重要的意義。

一、 鐵路信號(hào)可靠性設(shè)備研究存在的問(wèn)題

1.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不明確我國(guó)在推進(jìn)鐵路信號(hào)運(yùn)輸設(shè)備系統(tǒng)可靠性的技術(shù)研究應(yīng)用方面起步比較晚，我國(guó)比較早時(shí)期開(kāi)始進(jìn)行研究的課題是關(guān)于軍工業(yè)和太空航天工業(yè)的鐵路信號(hào)運(yùn)輸設(shè)備系統(tǒng)可靠性技術(shù)研究，直到20個(gè)世紀(jì)60年代開(kāi)始第一次在我國(guó)軍工業(yè)和太空航天工業(yè)中開(kāi)始實(shí)行鐵路信號(hào)運(yùn)輸設(shè)備系統(tǒng)可靠性技術(shù)研究，我國(guó)在推進(jìn)鐵路信號(hào)運(yùn)輸設(shè)備系統(tǒng)可靠性技術(shù)研究應(yīng)用方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很少，使得我國(guó)鐵路運(yùn)輸管理方面的技術(shù)工作效率大大降低。在關(guān)于我國(guó)目前制定的《裝備可靠性通用文件要求》標(biāo)準(zhǔn)文件中，關(guān)于提高鐵路信號(hào)運(yùn)輸可靠性相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范比較少，而且這些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范由于缺乏實(shí)際化和工程化應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，不一定能夠有效支撐目前我國(guó)的現(xiàn)有鐵路信號(hào)運(yùn)輸設(shè)備的穩(wěn)定發(fā)展，從而嚴(yán)重影響了目前我國(guó)國(guó)內(nèi)鐵路運(yùn)輸?shù)慕】蛋l(fā)展。

2.可靠性模型缺乏鐵路信號(hào)傳輸設(shè)備系統(tǒng)可靠性分析模型其實(shí)是通過(guò)一種數(shù)學(xué)計(jì)算法來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的效率分布，而且由于理論計(jì)算中的失效率指數(shù)要求是固定一年不變，指數(shù)效率分布其實(shí)也只是一種簡(jiǎn)單的效率分布，其失效率其實(shí)是一個(gè)數(shù)學(xué)常數(shù)，在通常實(shí)際情況下，我國(guó)的關(guān)于鐵路信號(hào)傳輸設(shè)備系統(tǒng)可靠性的模型有關(guān)課題研究大部分都主要是通過(guò)使用指數(shù)效率分布模型來(lái)進(jìn)行處理這些相關(guān)研究對(duì)象，也就是說(shuō)，是通過(guò)很多的基礎(chǔ)物理學(xué)和實(shí)驗(yàn)方法來(lái)計(jì)算得出失效率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但是大部分的家用電子電器設(shè)備中，只有完全排除這些環(huán)境因素，失效率才能算是一個(gè)重要常數(shù)。但是在實(shí)際的產(chǎn)品工作使用環(huán)境中，機(jī)械類型的產(chǎn)品大多數(shù)都可能是由于長(zhǎng)期使用疲勞產(chǎn)生損耗才可能會(huì)產(chǎn)生失效，它的相互作用與失效率之間不能成正比，不能用一個(gè)指數(shù)疲勞分布模型作為衡量產(chǎn)品工作可靠性的模型。

3.全面的可靠性指標(biāo)體系缺乏可靠性衡量指標(biāo)主要是目前衡量我國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備使用可靠性的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，要根據(jù)設(shè)備可靠性衡量指標(biāo)的具體要求標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行確定設(shè)備產(chǎn)品性能是否質(zhì)量合格，能否能夠進(jìn)行正常使用，我國(guó)以前的設(shè)備可靠性衡量指標(biāo)主要要求包括目前設(shè)備故障失效前正常工作的平均時(shí)間和目前設(shè)備的平均無(wú)故障工作時(shí)間，我國(guó)目前制定的《鐵路信號(hào)表情可靠性要求評(píng)定方法》明確要求表明，鐵路信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備使用可靠性衡量指標(biāo)主要是根據(jù)設(shè)備使用平均無(wú)故障時(shí)間指標(biāo)要求來(lái)進(jìn)行確定的。但是這個(gè)數(shù)據(jù)可靠性高的指標(biāo)目前只能廣泛應(yīng)用于政府指數(shù)數(shù)據(jù)分布中，其他政府部門(mén)任何應(yīng)用也做不了。因此，鐵路信號(hào)傳輸設(shè)備的產(chǎn)品可靠性不僅僅是要根據(jù)鐵路產(chǎn)品的無(wú)故障率和使用壽命時(shí)間進(jìn)行評(píng)定，還要根據(jù)引進(jìn)更加全面的產(chǎn)品可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行綜合評(píng)定，以達(dá)到推動(dòng)鐵路建設(shè)發(fā)展的目的。

二、鐵路信號(hào)聯(lián)鎖故障診斷常用方法

在列車(chē)運(yùn)行中，鐵路信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備是最關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施，一般來(lái)講，影響鐵路信號(hào)設(shè)備正常運(yùn)行的因素很多，比如設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題、設(shè)備維護(hù)不當(dāng)、人為操作有誤等，這些問(wèn)題的大量出現(xiàn)，均會(huì)造成信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障。1） 經(jīng)驗(yàn)診斷法。經(jīng)驗(yàn)診斷法是通過(guò)人工方式進(jìn)行的診斷，即利用維修人員的多年工作經(jīng)驗(yàn)，分析、判斷及處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障。比如邏輯法、試驗(yàn)法、調(diào)查法、斷線法等。2） 人工智能診斷法。21 世紀(jì)是信息化的時(shí)代，大量先進(jìn)的信息化技術(shù)不斷涌向，在鐵路信號(hào)聯(lián)鎖故障診斷中，人工智能診斷技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越多，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、專家系統(tǒng)、模糊邏輯等，通過(guò)這種方式可以將現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)診斷技術(shù)有機(jī)結(jié)合，利用人工智能診斷方法有效識(shí)別、診斷設(shè)備故障，并預(yù)測(cè)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用狀態(tài)。比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中的RBF 網(wǎng)絡(luò)算法，作為一種三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含輸入層、隱層與輸出層。由輸入空間變換為隱層空間屬于非線性，由隱層空間變換為輸出空間屬于線性。3） 信號(hào)處理法。在故障診斷中，信號(hào)處理法是指在發(fā)送信號(hào)的過(guò)程中，信號(hào)發(fā)出后可能會(huì)存在各種各樣的問(wèn)題，信號(hào)是否準(zhǔn)確、信號(hào)頻率問(wèn)題、相關(guān)函數(shù)問(wèn)題等，將大量問(wèn)題收集并處理，通過(guò)得出一個(gè)準(zhǔn)確的判斷。相比之下，信號(hào)處理法很簡(jiǎn)單，但其極易受環(huán)境影響，信號(hào)穩(wěn)定性差，很容易產(chǎn)生誤判。

三、鐵路信號(hào)聯(lián)鎖故障處置措施

為了保證鐵路運(yùn)行安全，鐵路信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)由此誕生，作為一種安全性高、可靠性強(qiáng)的系統(tǒng)，鐵路信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)負(fù)責(zé)保障列車(chē)在車(chē)站內(nèi)的調(diào)車(chē)作業(yè)和列車(chē)作業(yè)。目前，我國(guó)車(chē)站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)水平越來(lái)越高，在設(shè)備運(yùn)營(yíng)中，由于工作環(huán)境惡劣，加上長(zhǎng)期大量操作，極易產(chǎn)生故障問(wèn)題，比如機(jī)柜無(wú)法正常啟動(dòng)、控制臺(tái)黑屏、控制臺(tái)顯示全站紅光帶、聯(lián)鎖設(shè)備 FCX-Ⅰ通信中斷報(bào)警等，因此，必須根據(jù)故障診斷情況，采取切實(shí)可行的處置措施。

1.無(wú)法正常啟動(dòng)機(jī)柜故障分析： 監(jiān)控機(jī)、聯(lián)鎖機(jī)柜、維修機(jī)均出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，不能有效啟動(dòng)。故障處置： 在保證鐵路信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備電源供電穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，按照操作手冊(cè)要求開(kāi)啟空氣開(kāi)關(guān)，了解正常供電狀態(tài)下電源屏的運(yùn)行特點(diǎn)，隨后將UPS啟動(dòng)，并保證供電穩(wěn)定。之后將聯(lián)鎖、監(jiān)控機(jī)、維修機(jī)及控制臺(tái)啟動(dòng)，全面系統(tǒng)地檢查聯(lián)鎖系統(tǒng)，確認(rèn)電源板的電源指示燈是否處于亮起狀態(tài)。

2.大量信息采集不到時(shí)： 可能是采集電源故障或采集回線斷線，若集中在同一塊采集板上，可能是采集板故障或采集板接口松動(dòng)。處理采集板故障時(shí)首先應(yīng)觀察各表示燈是否存在異常，判斷故障點(diǎn)，也可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)、采集表檢查那些信息未采集到，判斷故障點(diǎn)。

3.充分利用信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等智能化載體，準(zhǔn)確掌握信號(hào)設(shè)備狀態(tài)，針對(duì)性抓好設(shè)備維修、養(yǎng)護(hù)和故障分析處理。信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)提供了道岔、軌道電路、信號(hào)機(jī)等信號(hào)設(shè)備的電氣特性。及時(shí)利用微機(jī)監(jiān)測(cè)信息可以精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，及時(shí)檢查處理，從而預(yù)防設(shè)備故障的發(fā)生。

總結(jié)

綜上所述，鐵路信號(hào)傳輸設(shè)備對(duì)保證列車(chē)行駛的安全起到了非常重要的保障作用，針對(duì)鐵路可靠性問(wèn)題研究中可能存在的難點(diǎn)問(wèn)題及時(shí)研究采取合理的解決方式，加強(qiáng)鐵路可靠性問(wèn)題研究的基礎(chǔ)工作，在不斷加強(qiáng)目前我國(guó)大型鐵路安全通信運(yùn)行和提高運(yùn)行管理效率的研究同時(shí)，為我國(guó)大型鐵路信息事業(yè)的進(jìn)步打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，從而推動(dòng)我國(guó)大型鐵路信息行業(yè)的健康發(fā)展。

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