关于地铁信号联锁设备故障诊断技术的探究

上海电气泰雷兹交通自动化系统有限公司 上海 201206

引言

信号联锁设备一旦出现问题,不仅会影响地铁的正常运输,还会威胁到乘客的人身安全。因此,对于其故障诊断技术的探讨尤为必要,一方面,能够有效地排查潜在的故障问题,排除安全隐患;另一方面可以地铁处于有效运行的状态,能够避免由于信号联锁设备故障导致的经济损失。

一、地铁信号联锁设备的优点

地铁信号联锁设备的优点主要表现在可靠性设计、安全故障设计、NISAL技术以及冗余工作原理四个方面。

可靠性设计主要表现在地铁联锁系统本身就是通过计算机与微处理器之间相关技术与设备的配合实现的,因此为满足运算功能,实现控制命令有效传送,所选择的电路板都属于高品质元器件,无论是抗电磁还是防雷的效果都比较高,能够在任何情况下稳定的运行,表现出一定的可靠性。

安全故障设计是指为了达到有效制定的效果,在安全故障方面,采用了三种不同的安全技术,同时具备三种安全技术本身大大提升了其系统的安全性。这三种技术是反应故障技术、组合故障技术以及固有故障技术。

NISAL技术是指建立相对独立与系统的安全校核,通过与“2取2”技术的相互链接,综合运用,形成强有力的数据运行保障[1]。

冗余工作原理是指通过冗余结构,在出现故障时,如果故障来自内部的子系统时,则能够通过故障分析,自主完成对于子系统运行的重组工作,进而借助没有故障的系统完成稳定的工作,保持信号传送与接收的稳定性。

二、故障诊断方法

本文对于故障诊断方法的分析主要常见的三种方法来实现,即传统故障诊断法、信号处理法以及人工智能故障诊断法来进行。通过三种分析方法的内容阐述,在对比中实现对于地铁信号联锁设备故障诊断的分析方法论述。

(一)传统故障诊断法。这种方法相对于后文中接受的另外两种方法来说较为传统,诊断本身主要依靠维修人员来完成,其优势在于维修人员具有相对丰富的维修经验,能够较为准确的判断故障问题,进而开展维修工作。缺陷在于经验主义论在实践过程中,存在一定的不确定性,因此可能会存在有安全隐患但未被发现排查的情况出现。

(二)信号处理故障诊断法。信号处理故障诊断法有赖于信号模型,即通过信号模型实现对于信号频率的数值分析,进而判断故障所在。其优势在于,本身的操作程序比较简单,且具有一定的灵活性。缺陷在于由于诊断方法本身依赖于信号模型,因此如果信号模型出现问题,就是无法实现对于故障的判断。除此之外,信号处理故障诊断法还具有一定的局限性,即无法实现对于多个故障的诊断,也无法对于多鼓掌中存在的相互影响作出具体的分析,所以只适用于较为单一的设备诊断中。

(三)人工智能故障诊断法。人工智能故障诊断法本质上并不是一种方法,而是由多种方法共同构成的综合性较强的一种诊断技术[2]。人工智能故障诊断法最大的优势就在于弥补了信号处理故障诊断中单一性的问题,能够对较为复杂的问题进行有效的故障诊断,并作出较为精确的结果分析。既可以建立在专业视角下,运用丰富的专业知识形成专业分析,也可以建立在人工神经网络的条件下,模拟思维形成诊断识别和安全隐患风险识别,甚至可以通过设备检修工作的开展,来做出一定的预测工作。

三、典型应用

在典型应用这一内容中,本文主要通过故障树分析法和联锁系统的应用两个方面,来完成对于现阶段地铁信号联锁设备故障诊断技术的应用展开分析论述。

(一)故障树分析法。一般情况下,故障并非一个零件一个设备的故障所导致的,而是基于多种原因而诱发的某一故障问题的出现,因此,需要通过建立故障树,对于参与或涉及到的系统及部件逐一进行逻辑关系的整理分析,进而优化对于其故障原因的排查,完成对于故障的综合分析,并对于可能存在的故障隐患进行进一步的诊断。

故障树分析法在建立中,主要涉及五个方面,首先是数据库的调用,数据库主要是指具有一定专业程度和领域问题内容的数据组成的系统,这其中包括了对于地铁信号联锁设备故障问题中所涉及的诸多中间状态及相关内容,能够在诊断过程中提供有力的数据支撑[3]。其次是解释机构的使用,解释结构是指通过问答,来实现对于整个故障过程的诊断,并通过诊断透明化,进行故障的排查。再次知识库,知识库与数据库相对,知识库主要是对于求解问题的收集,是基于专家系统形成的对于特定问题的阐述与解释。接着是用户界面,用户界面就是用户提出问题的具体界面,主要作用是通过信息的交换与通信,实现故障分析。最后是知识获取机构,知识获取机构通过整个排查过程,将获取到的知识内容转输给知识库,不断扩充知识库内容来达到对于故障的有效分析与排查。在这个较为成熟的系统架构中,专家系统是核心,也是当下较为常见与应用范围最广的故障诊断系统[4]。

(二)联锁系统。联锁系统的应用范围也比较广泛,具体到实际的地铁轨道交通中,主要是用于设备故障的诊断和控制范围的拓展。联接系统具有较强的再现能力,能够较好地完成对于系统故障的报警,通过数据判断,实现对于可靠性与安全性的分析,然后做出良好的分析,达到排除故障的效果。

四、结束语

综上所述,新型诊断技术的进一步研发与应用与当下诊断技术的综合应用是未来地铁信号联锁设备故障诊断技术的发展趋势之一,但围绕在实际运用过程中,地铁轨道交通存在的不同问题,还要对于其重点和技术难点进行进一步的克服,为地铁轨道交通的安全性,再加上一层有力的“保护罩”。