王昱
郑州局集团有限公司郑州电务段 郑州市 450000
摘要：随着社会的快速发展，铁路业快速发展起来，铁路运行速度不断加快。要怎样对铁路信号设备故障进行快速诊断解决对推动铁路发展，保证铁路运行的安全和速度是十分重要的。本文就常见的铁路信号故障类型、传统铁路故障诊断方法，和目前的铁路故障诊断方法和发展趋势作讨论。
关键词：铁路信号；故障诊断；发展趋势
前言
随着技术的不断发展，铁路的作用在日常生产、生活的作用日益突出。同时为了更好提升铁路的运行能力，铁路交通设备不断更新换代，铁路信号设备升级，加上引发铁路信号故障的因素良多且复杂，因此对铁路信号设备故障诊断能力也提出了更高的要求。现在铁路信号设备诊断的方法也不再是单纯依靠传统技术，而是加入更多人工智能、计算机网络技术等高新技术发展铁路信号设备故障诊断方法。
一、常见的铁路信号故障
一是由于铁路信号管理人员未按规定操作铁路信号设备或是之前的铁路信号设备没有完全维修好，未完全解决故障原因引发的铁路信号故障。二是铁路信号设备零件老化，未及时发现和维修更换导致的铁路信号故障。如信号设备电器开关失灵、螺丝松动、电子元件超过使用寿命却未及时更换等。三是铁路信号设备自身故障或信号不良，影响信号设备正常运行。
二、传统的铁路信号设备故障诊断方法
传统铁路信号故障诊断方法一般只能对一些较为明显的铁路信号设备故障进行排除诊断。通常会采用比较法、推理法、断线排除法、代换法等。当铁路信号设备出现故障，铁路信号管理人员会通过控制台灯信号状态或通过对设备某块区域信号设备断电等进行对比，逐步排除出故障部位，从而进一步判断故障原因及情况。
传统的铁路信号设备故障诊断方法对铁路信号管理人员技术能力，经验和对铁路信号设备的了解程度有较高的要求，主观性较强且不够及时，同时对一个问题的诊断需要进行的步骤繁多，所以障诊断效率低，排查难度大。但是该方法是基于数学函数模型、由面到点的进行故障排除，实用性和适用性都很强。
三、铁路信号设备故障诊断方法的发展及趋势
在铁路运行中，保证信号设备正常运行十分地重要，信号设备关系到铁路能否正常安全地运行。如果信号设备出现故障，必须马上进行故障诊断，否则将会影响铁路交通正常运行，甚至发生严重的安全事故。因此近年来人们对铁路故障诊断技术十分重视，也想出了很多有可行性和可靠性的铁路信号设备故障诊断方法。
（一）专家系统分析诊断法
专家系统分析诊断法是通过对专家的知识和诊断经验进行收集统计，将数据添加到计算机里，编写成一个应用程序。专家系统分析诊断利用计算机模拟专家对铁路信号设备故障的诊断和解决过程，最后应用于实际问题的解决。铁路信号专家诊断系统实质是将铁路信号设备故障诊断领域许多专家的理论和实际操作经验融合到一起写成程序，需要诊断时输入对应信息，便可以得到可能的故障结果。
在实际应用中，当铁路信号设备发生故障时，人们可以通过专家诊断系统的精密密算法得出的有针对性的、十分有效的解决方案。
但是专家诊断系统的源数据来自于对铁路信号设备故障诊断有充分研究的业内专家，且需要大量的经验和知识作支撑，所以存在难以收集专业的信息，应用面小，灵活性不高等问题。另外如果要保持专家诊断系统有较强的指导性，要不断收集最新的知识和经验更新系统，对领域信息交流协同性要求较高，系统维持也较为麻烦。
（二）铁路信号处理分析法
铁路信号处理分析法是对铁路信号进行检测，通过计算机计算程序进行对比分析，算出异常信号值，找出故障的一种适应性和灵活性相对较强的方法。由于这种方法仅仅是对信号值进行对比分析，不需要构建对象模型，因此信号处理分析诊断法不是很复杂，可应用于多种铁路信号故障场景。但是也因为该方法仅仅对铁路信号值进行对比分析，所以分析结果一般都不够全面。另外，一旦需要检测的信号数量增多且复杂，这种方法就难以对数据进行快速有效的整理并作出对应的反应。所以铁路信号处理分析法在处理检测对象的数量和复杂程度有局限性。
（三）模糊逻辑诊断分析法
实际中，模糊逻辑诊断分析法在对铁路信号设备进行设备故障诊断时，只能通过对信号设备的问题特点用模糊语言表示，实际在实际进行诊断过程中，需要应利用模糊数学知识，然后利用计算机算法进行模拟，最后得出诊断结果。尽管这个诊断方法在诊断时无需构建很复杂的虚拟模型，但是它需要对应的诊断规则，还要对应规则在函数模型中的表示，才能完成诊断并表示出诊断出对应的结果。由于这种方法需要基于充分的数据运算最后较为成熟的模型和对应的算法作为诊断支撑，也需要收集大量的知识和经验信息，获取难度较大，所以在实际应用中难以得到很好的诊断结果。
（四）人工神经网络分析法
人工神经网咯分析法是模拟人的大脑分析和解决问题的一种方法。与以上几种诊断方法相比，这种方法的数据获取较为容易，无需建立较为庞大的专家知识网络和经验数据库。并且人工神经网络分析法对检测对象的数量和变量的限制不多，灵活性较强，检测效率也相对较高。
由于人工神经网络分析法是利用多种数学知识建立数学模型，这个数学模型是动态的，所以能够做到实时检测，可是由于铁路规模的庞大和铁路信号设备故障因素多样，在实际应用中这个数学模型稳定性不足。另外是要模拟人的大脑进行构建数学模型，所以系统构建难度高，需要很多时间、大量的资金和高素质人才投入做支撑。
四、结语
综上所述，铁路信号设备诊断对于维持铁路正常运行十分重要。目前铁路信号设备诊断系统虽然在不断发展，但是从总体来看，铁路信号设备诊断方法还比较依赖于人的知识和经验，主观性较强，但适用性不够。因此传统铁路信号故障诊断方法应该与先进技术相结合，让铁路信号设备故障的诊断方法更具有科学性、全面性。铁路信号设备诊断未来的发展需要运用大量的数学知识和大量的数据，呈不断朝着智能化、科技化发展趋势。人们要重视铁路信号设备诊断领域，发展和完善铁路信号设备故障诊断方法，从而更好推动铁路运输和社会经济发展。
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作者简介：王昱（1998-10），男，汉族，籍贯：河南省周口市，当前职务：科员，当前职称：助理工程师，学历：大学本科，研究方向：轨道交通信号