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探究现代铁路信号设备的故障与安全保障措施李晋升

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：李晋升

[导读] 摘要：随着我国经济的繁荣发展，铁路“事业”也蒸蒸日上，铁路信号对于铁路运行、铁路发展的作用是关键性的、核心性的。

        中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司重庆 400023
        摘要：随着我国经济的繁荣发展，铁路“事业”也蒸蒸日上，铁路信号对于铁路运行、铁路发展的作用是关键性的、核心性的。铁路信号关乎行车质量，是行车安全运行，顺利推进不可或缺的因素。当铁路信号系统出现一些故障时，铁路信号会出现弱化，错误等情况，严重干扰行车安全，必须及时进行故障检修，确保铁路安全行车。
        关键词：铁路信号系统；故障维修；工作；问题；对策
        引言
        提高铁路信号设备状态检修技术有助于准确判断设备是否存在故障并分析故障因素，及时发现潜存的故障问题，确保铁路信号设备安全运转，节省维修成本，提高铁路交通安全管理质量。目前，传统人工诊断方法已经不适合当代铁路信号设备故障诊断工作需求，图像识别技术、模型分析技术、模糊逻辑法和人脑神经网络技术已经被广泛应用于铁路机械设备故障诊断工作中，并取得了良好的应用效果。
        1.铁路信号系统及故障维修概述
        铁路信号系统对于铁路安全行车至关重要。就“铁路信号”而言，简单来说，主要是指运用一些特定的物体，如信号灯、音箱等这些设备的特殊性如灯光、颜色、位置、形状等充当铁路网络中的特殊信号，向行车人员、行车维护人员、行车管理人员等传递一些必要信息，将铁路网状态、系统指令、行车状态等综合因素呈现给司机、行车管理人员、乘客等，确保行车安全运行。铁路信号系统的作用是通过信号来传递信息，其作用是能最大限度确保机车、车辆的安全运行。铁路信号种类多元，按照不同标准划分，其分类是有一定差异的。例如，基于不同的应用场景，铁路信号主要有区间信号、车站信号、道口信号。
        2. 铁路信号设备状态检修常用技术方法
        2.1模型分析技术
        模型分析技术是通过构建故障模型来准确反映铁路信号设备故障模型参数、最初条件与其他信息以及所导致的结果，同时，运用数学方法将这些关系用公式或者方程式来表示。其次，在运用模型分析技术的过程中，必须确保数学关系的精确性。需要注意的是，一旦铁路信号设备内部某一部件出现故障，其系统输入与输出关系必然也会发生相应的变化，此时，需要借助数学模型来准确反映设备故障问题，分析故障因素，制定最佳解决对策。
        2.2模糊逻辑故障诊断方法
        在实际进行设备故障诊断时，针对前期预警，我们可以采用模糊语言进行说明，在实际进行诊断过程中，需要应用一些模糊数学理论知识，提高诊断效率。模糊逻辑故障诊断的基本原理是通过借助各种算法来模拟人类思维模糊性特点，从而达到自动化诊断的目的，因此同其他设备故障诊断相比，这种故障诊断不需要建立复杂的数学模型，因此实际应用操作也相对简单一些。在实际应用过程中，仍需要建立一定的规则，并确定在这些规则之下的隶属函数，从而才能达到故障诊断的目的。但由于缺乏完善模型支撑，因此比较适用于简单系统，面对复杂的系统，应用这种故障诊断方法难以起到良好的诊断效果。
        2.3人脑神经网络技术
        人脑神经网络技术是通过模拟人脑的神经元网络来分析铁路机械设备故障，该技术会组合大量节点，绘制函数图像与关系，采取不同连接方式组合网络结构。此外，人脑神经网络技术具备联想功能、化解功能、知识信息存储分析功能和自学功能，会自动模仿人脑神经思维模式和判断方法处理设备故障问题，同时，通过组建和检索信息库迅速找出解决故障问题的方法。

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        3.铁路信号系统故障维修与安全的有效对策
        3.1 根据铁路信号的不同故障进行针对性维修
        铁路信号系统故障主要有电源类和接触类两种，针对不同种类的故障，电务工作人员应该有针对性地、有目的地进行识别，并进行维修，避免方法不对，策略不对造成维修不当，维修质量差等问题。针对电源类故障，一方面可恰当测试电源接地以及混电情况，看两极对地之间的电压数值，如果数值大于1：3，则可认为是有故障。另一方面，要能够尽快找到故障点，继而对症下药，可使用断开组合框架保险，继而再逐一逐个去关闭。一旦找到故障点，要及时进行维修。针对接触类故障，可运用两种方式来对待：第一，对一些信号设备进行时常检修、检查，预防接触类故障。例如，针对端子松动，接点接触不良等问题，应该提前预防，避免因其产生的一些严重信号故障。第二，可根据接触电阻、电容、信号频率三者之间的关系来科学判断故障，做出及时检修。如果只存在接触电阻，信号传输并不会受到电触点中故障频率的影响；如果只存在接触电容，输出的信号将一定程度上受到频率传输幅度的影响。根据不同的情况，专业的电务工作者将能够准确判断接触故障，并实施补救措施。
        3.2搭建铁路信号设备故障诊断技术管理平台
        搭建铁路信号设备故障诊断技术管理平台，必须充分借助智能化技术、信息技术和大数据技术优化该平台监控管理模块功能。一般来讲，铁路信号设备故障诊断技术管理平台监控模块功能主要包括监控资源池、监控计算机终端、提醒设备故障、监控平台信息存储。从微观层次来看，监控资源池则是指对整个铁路信号设备的运行状况进行全方位监控，以此了解是否潜存故障因素、分析故障源、监控宿主机内部处理器工作效率和内存状况以及数据转发速率。在平台运转过程中，会自动编制主机信息表以实现对页面信息的监控，全方位了解主机的名称与 IP 地址。一般情况下，主机信息表的字段名称有八个：第一，Hostuid，其描述为主机编号，对应的数据类型是Varechar，长度为 32，唯一输出显示 Y（即 yes）；第二，Nerate，其描述为网络流量，对应的数据类型是 Float，唯一输出显示 N（即 no）；第三，Hostname，其描述为主机名称，对应的数据类型是Varechar，长度为 32，唯一输出显示 N（即 no）；第四，Memrate，其描述为内存利用率，对应的数据类型是Float，唯一输出显示 N（即 no）；第五，Poolid，其描述是所在资源池集群编号，对应的数据类型是Numric，长度为 20，唯一输出显示 N（即 no）；第六，Cpurate，其描述是 CPU 利用率，对应的数据类型是 Float，唯一输出显示N（即no）；第七，State，其描述是主机0-在线、1-在线，对应的数据类型是Tinyint，唯一输出显示N（即no）；第八，ipadd，其描述是 IP 地址，对应的数据类型是Varechar，长度为 18，唯一输出显示 N（即 no）。
        3.3完善相关制度标准，确保维修工作规范运行
        铁路信号系统故障维修需要一定的制度来规范，只有强化制度规范才能确保维修工作能够按照规范进行，避免很多不必要的问题。因此，完善相关制度标准，确保维修工作规范运行势在必行，且迫在眉睫。首先，应制定相关的维修工作标准制度，让工人按照标准化作业流程操作，减少因行为操作不规范导致的“二次维修”事故，特别是对于一些老设备的维修，按照标准规范进行维护更为必要。其次，完善对工作人员的管理制度，实施激励性的管理策略，提升工作人员积极性。要让维修人员“主动”去修，而不是被“催着”修。
        结束语
        要想铁路系统安全运营，铁路信号是基础性保障，也是必要性保障。电务工作人员要时刻关注铁路信号系统的安全运行情况，如遇出现故障情况，一定要先确定故障的类型，找出致使铁路信号故障的因素，继而对信号系统故障进行及时、快捷、高效的维修。唯有在此基础上，铁路系统整体才能朝着更安全、更绿色、更快捷的方向发展。
        参考文献：
        [1] 方升炜 . 高速铁路信号设备实施状态修的思考 [J]. 上海铁路局杭州电务段,2016(09):183-184.
        [2] 郭旭 . 基于移动互联网的铁路信号设备故障诊断系统的研究与开发[D].山东大学,2016.
        [3] 宋志雄 . 铁路信号设备若干智能化关键技术应用研究 [D]. 西南交通大学,2013.