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铁路信号联锁设备的故障诊断王崧

发表时间：2021/6/22 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王崧

[导读] 摘要：铁路信号联锁设备的故障诊断分析对铁路运输行车安全具有很大的影响。

        中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特电务段内蒙古自治区呼和浩特市 010010
        摘要：铁路信号联锁设备的故障诊断分析对铁路运输行车安全具有很大的影响。故障诊断技术的好坏对铁路信号联锁设备的安全性、可靠性有着直接的影响，严重的话有可能会导致铁路行车事故的发生。本文对铁路信号联锁设备故障诊断技术进行分析，找出来故障诊断技术的应用类型以及以后的发展途径。
        关键词：铁路；信号联锁；设备；故障诊断；分析
        引言
        随着经济的不断发展，铁道行业也得到了突飞猛进的发展，尤其是高铁行业也得到了快速的发展。铁路运输是整个交通运输行业的脊梁，为国民经济提供良好的经济服务。铁路车站信号装置的运行情况直接关系到铁路运行的安全性以及运行的效率，是保障铁路运行管理的重要设备。在铁路运行的过程中，对铁路信号的监测与控制，保障铁路运输的的稳定性与安全性至关重要。在实际的运输过程中，由于受到诸多因素的影响，铁道信号设备会出现一些故障，例如产品质量故障。人为操作故障、设备运行故障等，这些故障如果没有及时进行很好的检测与措施的处理，会对铁路运行产生重大的安全隐患。为此，本文主要进行铁道信号联锁装置故障诊断方法的研究，具有重要的实践工程意义。
        一、铁道联锁信号装置
        随着技术的不断发展，铁道信号从布线逻辑的继电器联锁方法向着计算机联锁设备转变，改变了原有方式的效率低下，故障定位不准确、维修不方便等问题，在现在的铁路行业具有重要的作用。其主要由联锁机构、监控机器、执表机以及维修机，构成了一个完整的系统。其中联锁机构可以进行自动切换以及热备等，而其他监控机器可以进行调试维修。整个计算机联锁信号可以有控制与检测模块，联锁控制模块，输入输出模块，通信模块。各个模块之间构成了一个统一的整体。信号在传递的过程中，通过一定的信号编码以及冗余技术，实现信道的安全性。另外对信号的输入环节采用光电隔离的方式，实现信号的防干扰的能力。为了减少危险性，提高系统的安全性，可以采用相互关联的两重系统结构，利用安全性与可靠性的冗余措施，可以有效地减少设备发生故障时候，系统停止工作的概率。当系统运行的过程中，通过对现场道岔定反位控制、报警、轨道电路占用等方面检测，实现了列车运行的安全性与可靠性，其中最为重要的实验是进行进路联锁的检测。
        二、故障因素分析
        作为弱电系统，信号设备在电气化铁路中处于从属被动的地位。电气化铁路属于强电系统，它具有额定电压高、牵引电流可达到数百安培甚至上千安培、电力机车为非线性负载，在整流换相和运行过程中会产生大量谐波成分等特点。这些特点构成了电气化铁路对信号设备干扰的基本原因。从干扰的种类来说，可分为传导、感应、辐射三种形式。不同的信号设备对不同类电气化干扰的反应不同，因此，具体的信号设备所采取的措施各不相同。
        外部因素对信号系统的影响
        每一个系统都有其固有的结构和组织形式，各组成部分不仅受设备本身技术水平和实现方式的影响，同时也受外部环境的影响。铁路信号设备的信号采集除来自列车和轨道系统外，车站和区段调度所还通过强风、雨、雪检测器及立交处防落物检测器采集的信号发出限速或停车指令；人的因素是铁路信号系统的主导因素，不论在列车正常运营的管理、信号的采集分析和判断以及指导铁路运输作业方面，还是在非正常运营条件下对设备的维护保养，特别是局部区段发生故障后的信号处理和指挥，这些都直接影响着列车的运输等。
        三、故障诊断方法
        1）故障处理流程图法。故障处理流程图就是把处理铁路信号故障的一般规律用图表的方式表示出来，让故障处理的过程变得程序化，让处理故障的维修人员按照流程图的处理故障过程进行处理，最大限度的减少故障修理的时间。
        2）故障树状分析法。故障树状分析法是指把系统故障形成的原因，由总体到部分按照树状逐级细化的分析方法。

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这种分析方法通过对可能造成故障发生的各种因素（硬件、软件、认为因素等）进行分析，根据故障树状结构框图来确定设备出现故障原因的各个组合方式及其发生的概率，为故障诊断提供决策基础，提高解决故障的效率。
        3）故障诊断专家系统。故障诊断专家系统是指由知识库、解释机构、数据库、推理机、知识获取机构和用户界面等主要部件组成的系统。
        4）故障诊断与容错控制（容错控制是指计算机联锁容错控制系统）。为了提高列车运行的安全性就必须采用故障诊断技术。故障诊断技术典型的应用就是容错计算机联锁控制系统，这种系统采用的是计算机软件和硬件相结合冗余处理技术，使用这种方法来提高信号联锁控制系统的可靠性。
        四、铁路信号联锁设备故障诊断存在的问题以及日后技术研究方向
        联锁关系不是简单的与或非逻辑控制关系．对安全性和可靠性要求高。有其特殊性。因而制约了许多新的故障诊断理论的实际应用。针对现有问题以学学科特点，铁路信号联锁设备将会在以下几个方面不断发展。
        4.1故障诊断专家系统将趋于成熟，联锁设备故障诊断专家系统目前有了一定应用．但范围、规模有限。如果信号机监测系统或者计算机联锁系统中的维修机分别与专家系统更好地结台．实现在线实时、动态故障考询和诊断．将有利于快速处理故障．对其现场处理故障也将发挥越来越大的作用。
        4.2基于故障诊断技术融合的方法
        故障诊断技术系统克服了专家系统获取知识的瓶颈现象，又能处理不确定知识。优点是融合了模糊逻辑和神经网络的长处，既兼顾故障诊断知识的模糊性，又利用了神经网络自学习能力强的特点，共同实现对故障的模糊诊断。
        4.3机内测试技术
        机内测试根据其发展历程．可分为常规技术和智能拄术。常规技术主要包括通用的数字电路技术、模拟电路技术。智能技木通过在设计、检测、诊断、决策等阶段采用智能理论与技术，从各个层面提高其综合效能，提高设备效能，减少使用维修费用。
        4.4检测诊断智能化技术
        智能化检测诊断系统采用基于“虚拟仪器”技术，利用计算机技术、传感器技术、动态测试技术和信号处理技术构成，检测方法和过程从产生到测试和诊断结果的输出都做到智能化、数字化和可视化，对联锁设备各个组成部件进行实时检测。减少人为操作带来的不稳定性．提高检测率。
        结语
        铁路信号联锁设备故障诊断分析是目前铁路正常运行的保证。这种故障诊断系统对铁路信号设备故障有一定的自我检测能力和故障报警能力。根据以上两点得出结论，我们要不断的发展这种故障诊断技术，保证铁路列车运行的安全。
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