铁道信号联锁设备的故障诊断分析

唐佩

(西安铁路局西安电务段咸阳维修车间三民信号，陕西 西安 710000)

铁路信号联锁设备是保障铁路行车安全的一项重要设备设施，一个完善的铁路信号联锁系统的建立，有利于铁路列车的高效有序地运行，有利于进一步改善铁路行车人员的工作环境。作为铁路运输系统的关键组成部分，铁路信号联锁设备的故障诊断分析是保障铁路运输安全的一项重大课题。在列车的实际运行环境中，造成铁路联锁设备故障的原因是多种多样的，比如恶劣环境下设备的失修、设备本身的质量问题引起的故障以及设备维修过程中人为因素造成的设备损坏等，及时准确、快速排出相关故障一直以来都是铁路维修工作者面前的一道难题。

为了解决好这一棘手的问题，维修人员一方面依靠长期的维修经验对故障设备进行维修，另一方面结合先进的科学技术，采用人工智能技术对铁路信号联锁设备故障问题实行有效地处置。随着科技的发展，各类新型的技术在铁道信号联锁设备故障分析领域得到了广泛的应用。

1 铁道信号联锁设备故障诊断分析方法

科技的进步带动了铁路信号设备故障处理技术的不断发展革新，常见的故障诊断方法可以分成以下几类:一、传统故障诊断法;二、信号处理法;三、人工智能法;四、解析模型法。下文将对这些故障诊断法进行详细地阐述。

1.1 传统故障诊断法

铁道信号联锁设备故障传统的诊断方法就是利用维修人员长期对信号设备的维修经验，对所出现的故障进行分析判断，进而提出处理故障的具体方法。传统故障诊断法建立是一种基于维修经验的方法，常见的具体操作方法有:优选法、比较法、校核法、逻辑推理法以及盘面压缩法等。交大1A的微机联锁设备自身具备故障自我诊断的能力，常发生的故障多为非潜伏性故障，当故障发生以后，通过相关的控制线路可以在控制台上表现出来，故障通常体现在一些指示灯的状态上。实践证明，传统的故障诊断方法也能有效地解决交大1A的微机联锁设备的执行表机故障、监视控制机故障等问题。

1.2 信号处理法

信号处理法是一种通过建立信号模型，对反馈信号进行幅值、频率等特征值分析处理，进而诊断出设备的故障。信号处理法在实际信号设备故障诊断工作中具有良好的适用性，操作程序简单可行，但该法也有其缺点，过度依赖设备设施的信号，容易受到外界环境的信号噪声的干扰。此外信号处理法诊断的故障类型比较局限，无法对设备多种故障间的相互影响作出反应，一旦需要诊断的设备比较复杂，信号处理法就难以有效应对，该法更适合于单一设备系统的故障诊断。

1.3 人工智能故障诊断法

人工智能故障诊断法是一种融合了多种诊断技术的综合性诊断法，能对各种复杂的系统故障作出准确判断。人工智能故障诊断法结合了专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及其他诊断技术，对铁道信号设备的各种故障有着很强的辨识性。专家系统是专业人员建立起的一个计算机诊断程序系统，其中包含了海量的专业知识和诊断经验;通过专家系统模拟专家处理故障的流程，为解决设备故障提供有效支持。人工神经网络法是一种模拟人思考处理设备故障的思维方式的诊断方法，该法主要应用于故障模式识别和故障预测。模糊逻辑法利用的是模糊逻辑的结构性知识的表达能力，模糊逻辑推理过程和人类的思维过程很相似，比较容易对复杂的故障进行解释。运用模糊逻辑法对交大1A微机联锁设备进行有效的故障推理，可以快速地定位故障定，得出最终的诊断结果。

2 铁道信号联锁设备故障诊断技术的实际应用

(1)故障树分析法

故障树分析法是一种对故障成因进行细致分析的方法，通过将造成故障的各种子事件列成一个逻辑结构图，从而确定设备故障的主要原因以及故障成因可能的组合方式，计算出故障的发生概率，为故障的最终诊断提供依据。

(2)建立故障诊断专家系统

故障诊断专家系统包含有专业知识数据库、解释及知识获取机构、推理机以及用户界面等组成部分。推理机基于专业知识数据库，对反馈回来的相关数据进行分析推理，判断诊断对象是否处于故障状态，对已发生的故障进行分析评价，整个系统最要要实现故障的有效诊断，故障的有效排除。

(3)诊断故障和控制容错

对铁道信号设备进行必要的故障诊断有利于提高铁路运输系统的安全，容错微机联锁控制系统，是故障诊断的一项典型应用，通过相关的容错软件与冗余系统保障铁路运输系统的安全可靠。

(4)信号联锁系统的运用

铁道信号联锁系统在铁路运输控制中的应用，能有效地对设备故障进行监视，扩大故障的监控范围，提高故障的发现率，做到故障的及时发现，及时处理。

3 铁道信号联锁设备故障诊断未来的发展方向

交大1A信号联锁设备中存在的联锁关系并不是简单的逻辑控制关系，对于信号的处理是一个较大的系统工程，根据实际的使用情况，铁道信号联锁设备诊断技术未来的发展方向将有以下几个:

(1)故障诊断专家系统走向成熟。现阶段铁道信号联锁设备故障诊断系统的使用范围以及诊断对象还是有一定的局限。进一步改善专家系统，有利于对设备故障实施动态、快速的处理。

(2)多种诊断技术相互融合，取长补短。在铁道信号联锁设备故障诊断的研究中，未来的一个重点就是将多种诊断技术中的优点融合在一起，以便于高效地对故障进行辨识和分析处理。

(3)远程故障诊断技术的应用。在未来将大量运用视频图像监测技术对整个区域联锁系统进行有效监控，对远端的故障及时发现处理，保障铁路行车安全。

4 结语

铁道信号联锁设备的故障诊断分析是提高铁路运输系统安全性的重要保障手段。在未来的诊断技术研究中，还必须加强对各种新型诊断技术和方法的研究，相关诊断理论与实践的结合促使故障诊断领域取得长足发展。

［1］刘伯鸿.故障树与故障字典法结合的计算机联锁系统故障诊断［J］.铁道通信信号，2008，44(12):52－53.

［2］王祖亮，田盛丰.电气集中联锁设备故障混合诊断的研究［J］.铁路计算机应用，2006，15(1):15－16.

［3］郎福.铁道信号联锁设备的故障诊断［J］.科技风，2011，02(9):56－58.