大连科技学院 116052
摘要：列车安全运行是铁路管理人员意识、技术、设备质量的反映。我国现代化铁路正在迅速发展，列车的运行速度、数量都在不断的提高，所以行车安全也越来越重要。信号设备的安全是列车安全运行的保障，是铁路的重要组成部分。铁路信号系统的构成具有复杂性、多样性，设备的质量和环境因素都会影响设备的正常工作。本文主要是对车站信号设备故障检测与排故的研究，如何及时的发现设备故障，如何检测这些设备故障，以及如何准确的排除这些故障是本文研究的重点。首先对于车站信号的各种设备进行了阐述，接着对车站信号设备常见的一些故障进行了简单的分析，并对设备故障产生的原因进行了的分析，最后对三个基础设备常见的故障进行了详细的阐述。主要阐述了以下三个设备故障：（一）ZD6型转辙机：主要阐述了机械故障的检测和排故，并对挤岔保护机构进行改进；（二）轨道电路：主要是以25Hz相敏轨道电路为例，阐述了常见的三个故障的检测和排故，并对轨道电路进行改进；（三）联锁设备：主要是以TYJL-Ⅱ计算机联锁为例，分析了三种故障的检测和排除。
关键词：车站信号，信号设备，设备故障，列车安全运行，故障检测，故障排除
1 课题研究背景及意义
近些年来，随着我国经济和城市化的不断快速发展，城市人口也变得越来越多，从而导致交通拥堵问题越来越严重，对运输的需求量也随之增加，进而对车站信号设备的安全性要求也越来越高。车站信号系统包含了大量设备，如果这些设备出现了问题或故障，就会严重危害到列车的稳定运行。车站信号设备可以实现道岔、进路和信号机之间联锁关系，是用于指挥车站的列车运行和列车调车作业，以保证车站列车行车安全并提高运输效率的设备[1]。我国铁路使用的车站信号设备控制和监督的对象是道岔、进路和信号机，主要包括电气集中联锁和计算机联锁。其中电气联锁阶段在发展的过程中，由于技术的革新，出现了两种联锁装置：电锁器联锁和继电联锁两种联锁。计算机联锁系统的核心技术是微机控制，它是一种具有故障-安全性能的自动控制系统。计算机技术正在迅速的发展，可靠性技术和容错技术也很好的融入其中，计算机联锁正逐渐趋向成熟并推广使用，已经成为我国铁路车站主要的联锁设备。
为了保证信号设备处在安全状态，铁路各个部门也都制定了不同的检修制度。常见的故障可以分为如下几种：检修人员失误造成的故障和设备本身质量问题引起的故障、机械设备故障和电气故障、室内故障和室外故障、短路故障和断路故障等等。铁路信号设备故障具复杂性和特殊性，针对这些故障，我们应该采用备用设备和应急措施来避免故障造成的损失，可以采用计算机实时监测系统来监测设备故障。
车站信号设备无故障运行是铁路运输的重要环节，信号设备发生故障会给列车运行安全性带来很多危害，例如：列车碰撞、列车脱轨和倾覆、列车在运行过程中撞到行人、车辆、牲畜及其他障碍物等事故。针对这些危害，我们必须要对设备进行故障的检测和排除。列车安全是整个车站信号设备完好无损的表现，车站信号设备故障是一个难以充分解决的问题，针对不同设备出现的问题，我们应该采取相应的技术方法和手段来检测故障和防止故障的发生，才能保证列车运行的经济性、安全性、社会和谐稳定性，对列车安全运行有着重要意义。
2国内外研究的现状
2.1 国外研究的现状
国外铁路信号技术经历了机械、机电、继电、电子和微电子信号技术的演变和发展。2016年，Bologna大学的Zattoni运用线性时不变数学模型描述了道岔的转动过程；Supavatanakul，P等人利用时间自动机构建了离散时间模型，并用于道岔的故障诊断；Previdi，F等人通过使用频谱相干分析的方法，设计了适用于道岔故障诊断的方法[2]。
因为轨道电路在室外，环境恶劣，故障率高，维修量大，所以铁路信号设备的故障诊断也是国外重点研究的对象。
2006年，英国伯明翰大学的J.Chen和C.Roberts等将模糊神经网络应用在英国所使用的FS2500型轨道电路的常见故障诊断研究中[3]；2010年，法国L Oukhellou、T Debiolles和P Akinn等学者在研究轨道电路补偿电容的故障诊断时，运用了数据融合理论、自回归分析和人工神经网络等方法对故障进行研究。
2.2 国内研究的现状
随着我国铁路车站信号设备的不断发展，我国彻底改变了老式铁路车站信号设备简陋、杂乱、信号显示不统一、器材规格不同的落后局面。2015年，张克峰在《基于神经网络的微机监测系统故障诊断研究》一文中，通过将模糊系统与神经网络相结合，对设备的故障类型进行初步诊断，通过计算故障权重来进一步完成对故障类型的精确诊断[4]。
2018年，王刚在《基于贝叶斯网络的计算机联锁系统故障诊断算法的研究》一文中，提出了一种基于贝叶斯网络的计算机联锁系统故障诊断方法，并以道岔局部控制电路故障子类诊断实例来对其进行了深入的理论研究[5]。
2018年，张帆、黄世泽、郭其一等人在《基于故障树分析法的道岔故障诊断与可靠性评估方法》一文中，通过建立故障树模型，详细的分析了道岔空转故障，对道岔发生空转故障的原因进行逐层分析，并对故障树进行分析，使检测和维修效率得到了提高，同时，行车安全也得到了保证[6]。
2019年周英杰在《铁路信号联锁设备故障研究》一文中，分析了铁路信号联锁设备故障中存在的主要问题，并结合实际情况进行了合理的分析，提出了有效的建议[7]。
2019年，徐宗奇在《铁路信号基础装备雷电防护智能化技术及发展》一文中，通过结合高速铁路新的技术特点，分析了我国的防雷技术及雷电故障。并介绍了雷电活动定位，同时建立了雷电故障诊断系统，确定了我国的雷电防护工作应该向智能化发展[8]。
3 研究内容
主要以车站信号设备为研究对象，对车站信号包含的几种常见设备和信号系统进行阐述，了解设备的组成结构，理解它们的工作原理。同时，对车站信号的故障进行分类，通过查找资料并结合列车运行和设备的使用情况，对各种信号设备发生故障的原因进行分析。本文的研究重点是设备的故障检测及排除故障，主要研究ZD6型转辙机、25Hz相敏轨道电路、联锁设备这三个设备的故障检测和排故。
我国铁路事业经过多年不断的发展，铁路车站信号设备逐渐变得自动化、专业化、智能化。在车站信号设备故障维修方面也取得了不小的进展，实施了多种维修制度，如年修、大修、中修、厂修等。但是车站信号设备会受到各种因素影响而出现故障，进而对列车运行造成巨大影响和威胁。因此，我们有必要采取合理的措施，从多方面防止设备发生故障。
4结论
随着我国铁路行业的不断快速发展，对信号设备的要求也越来越高。车站中的每个信号设备不可能一直是完好无缺的，或多或少的会出现一些故障。设备发生故障，对人和列车都会带来严重影响，那么如何检测故障和排除故障对人身安全和列车安全运行都有着非常重要的作用。
本文主要研究了车站信号基础设备常见的一些故障的检测和排除，介绍了我国目前列车运行中的信号设备有哪些，故障的类型有哪些，及出现这些故障的原因，较为详细的阐述了如何检测和排除ZD6型转辙机、25Hz轨道电路和联锁设备的故障。在研究中发现ZD6型转辙机和25Hz相敏轨道电路都可以在它们原有的结构上加以改进，在它们原有的结构上更换或者添加某个设备，使它们的性能变得更好，并且可以很好地解决一些故障。对于信号设备故障，应该加强设备维修人员的专业知识和安全责任意识，同时还要提高对设备维修的管理力度，采用更先进的安全技术。
参考文献:
[1]王兰勇.铁路信号设备故障诊断专家系统[D]，吉林大学，2015
[2]朱孟霎.ZYJ7型提速道岔故障诊断系统研究[D]，西南交通大学，2016
[3]艾羽乔.基于案例推理的轨道电路故障诊断研究[D]，北京交通大学，2015