杨易
中铁九局集团电务工程有限公司 辽宁省沈阳市 110000
摘要：铁路信号联锁设备是铁路运输过程中确保列车安全运行的基础设备，通过对列车运行位置的监控建立相应的联锁机制。所以对于铁路信号联锁设备的安全、快捷的故障诊断技术的要求十分严格。对于传统的几种故障诊断方法进行研究对比，其中基于人工智能的故障诊断方法中的故障树诊断方法能够满足信号联锁设备的诊断需求，并且通过对故障树的定性分析和定量分析可以对故障进行优先级的分类，减少诊断时间。
关键词：铁路信号；联锁故障；诊断方法；应用
1信号联锁设备的发展趋势
随着世界经济和科技的发展，铁路和高速铁路也在不断发展。铁路信号联锁设备经历了由电气集中联锁向计算机联锁的转变。计算机联锁的优点是利用计算机通过逻辑关系控制联锁设备的联锁方法，因此，与集中联锁相比，计算机联锁更方便、快捷，容错性低，减少了人工工作量，大大提高了铁路运输的安全性。计算机联锁也是未来社会发展的必然趋势，因此有必要对计算机联锁设备的故障进行介绍和分析。
2故障诊断方法的实用性研究
传统的故障诊断方法需要有丰富经验的专家和技术人员进行故障分析，不适合大规模推广。同时，由于人工检测，检测效率不高，难以满足铁路系统发展的需要。基于信号处理的故障诊断方法顾名思义就是对信号进行处理，但由于不能对瞬时信号和干扰信号进行准确分析，不适合于铁路故障检测。在基于解析模型的诊断方法中，对于铁路上较为复杂的故障，不能建立相应的数学模型，只能解决简单的逻辑问题。人工智能是社会的主流。由于铁路系统中也使用了大量的人工智能设备，与上述三种故障诊断方法相比，人工智能故障诊断最适合于铁路联锁设备的故障诊断。
故障树诊断系统相对于其他人工智能诊断系统具有独特的优势。故障树诊断系统根据设备系统的故障类型建立联锁设备的故障树，计算影响顶层事件的部件的故障概率，选择优先级，当部件发生故障时，故障树根据优先级对部件进行故障诊断。
3铁路信号联锁故障诊断方法及应用
假设本工程全长59.96km，共设车站41座，包含车辆段2座，停车场1座。具体有：A站12组联锁道岔和3股到发线，B站16组联锁道岔和5股到发线，其他车站均包含2组联锁道岔和2股到发线。信号设备技术形式采取联锁制式，即双机热备型微机联锁。
3.1联锁设备的概述及主要故障分析
3.1.1双机储备系统概述
(1）基本构成。系统配置A、B两台计算机，功能分配方式为：一台为主机，保持在线运行状态，运行期间切换开关后可将输出引向外部；另一台为备用机，正常情况下不运行，处于备用状态时，功能为检测系统的运行状态。通过两台计算机的协同运行可有效应对突发故障，实现高效切换。(2）工作原理。遵循的是双机储备原则，工作机与备用机的信息具有一致性，均可单独运行程序，期间产生的信息均可得到完整的记录。首先开启主用联锁机，若该装置存在故障则及时触发应急机制，在短时间内实现主备机的切换，以保证系统运行状态的稳定性。理想状态下，工作机与备用机应当实现无缝切换，但实际运行状况表明，其在切换时不可避免存在空档时间。(3）故障监测。通过软硬件结合的方式共同完成故障监测工作，其中比较法得到广泛的应用。
3.1.2联锁设备的主要故障描述、诊断及处置
机柜无法正常启动。故障描述：监视器、联锁柜、检修机异常，启动不顺畅。
诊断与处理：在保证联锁系统稳定供电的前提下，按规范开启空气开关，分析后准确掌握电源盘在正常供电时的实际运行特点，再启动，保证稳定可靠外部电源，然后打开联锁、监控机、维护机、控制台，对联锁系统进行全面检查，确保系统安全，以电源板的电源指示灯为分析依据，确认其开启。
控制台不显示站场。故障描述：控制台处于黑屏状态，或发出“监控通信”故障消息。
诊断处理：检查后，确定视频延长电缆与电源线的接触情况（指与显示器相连的部分）；对机器监视器的运行状态进行准确判断，即机器是否死机；如果存在，重新启动；如果在此过程中监控机器的蓝色屏幕，则通过CMOS系统将第一次启动设置为第二个电子盘；如果该操作后能正常启动，则第一个电子盘异常运行，可更换。
UPS后备电源故障。故障描述：UPS不能正常亮起，面板发出红灯报警。
诊断处理：UPS关闭时按电源on按钮，通过这种方式是否能正常启动；UPS电池负荷容量报警应从两个方面进行分析，一是UPS系统输入电源的运行，二是设备在负载状态下的运行；对于电池供电报警，配电箱开关应切换到该机构下的维护位置，ups可通过电源盘向系统供电，为ups电池的更换创造良好条件；连续按电源按钮1-2s，确保ups能接收到信号进入自检模式。之后，ups指示灯正常，设备可向外界供电。在此期间，蓄电池容量灯和ups输出显示灯都应保持绿色状态。
控制台显示全站红灯带。故障说明：控制台报警，即“维修机通讯中断”，站场监控也处于异常状态，红灯带显示。
3.2典型铁路信号联锁设备故障诊断技术的应用
（1）故障诊断专家系统。在目前铁路信号联锁故障诊断阶段，故障诊断专家系统已得到广泛应用，该系统集成了多个模块。知识库和数据库的基本功能是对故障信号进行完整的存储。通过模块中的信息，可以进行相应的推理操作，并借助显示屏完全显示生成的测试信息。通过对铁路运行过程中信息的收集和处理，可以判断是否存在故障。如果存在缺陷，可以进一步探讨，明确其成因、影响范围和发展趋势。在此基础上，技术人员可以采取针对性的处理措施，有效解决安全环境中的问题。
（2）故障树分析方法。在铁路联锁装置故障诊断中，故障树分析方法也得到了广泛应用，它可以全面分析故障的具体原因，实现各种事件和故障的串联。
然后根据图中给出的信息，进行判断，并在短时间内解决故障。故障诊断技术的核心目标是消除内外因素对联锁系统的不利影响，使联锁系统保持正常运行。容错计算机软硬件冗余技术是必不可少的技术。多种技术的应用有助于提高联锁系统的可靠性，保证联锁系统乃至整个铁路系统的运行安全可靠性。
(3）解析模型法。以诊断对象的数学模型为基础，通过解析函数等方法的综合应用实现对信息的有效处理，从中精准探寻故障的成因，再采取相适应的处理措施，以达到解决故障、恢复联锁系统稳定运行的效果。
结论
综上所述，铁路系统的运行是一项高度复杂的工作，信号联锁设备在其内部组成中具有重要作用，鉴于该类设备故障影响范围较大的情况，需要以合理的方法对其做出诊断，在明确成因后采取针对性的处理措施。作为工程技术人员，首先需要重视技术的引入，采取合适的诊断方法，并在现有技术的基础上进行优化，切实提高诊断技术的应用水平，给故障诊断以及处理工作提供可靠的技术支撑。
参考文献：
[1]苏涛.探究铁道信号连锁设备的故障诊断[J].科技创新导报，2019(10):78-79.
[2]金正忠.浅谈铁路信号联锁设备的故障诊断[J].中国新通信，2020(6):137.
[3]邹志武.铁路信号微机联锁系统常见故障及解决方案[J].黑龙江科技信息，2016（14）.
[4]卢剑锋.铁路信号微机联锁系统常见故障分析及排除[J].科技创新与应用，2016（25）.
[5]李涛.铁路信号微机联锁系统常见故障及解决方案[J].科学与财富，2019（04）.