铁路信号联锁故障诊断方法研究

陈璐 张溪

摘 要：随着我国现代化建设，铁路领域发展也迎来了高质量发展时期，特别是高铁领域已经取得了瞩目的成就，故障诊断是铁路运输的核心部分，是铁路列车安全行驶的保障，铁路信号联锁设备是铁路电气系统中不可或缺的装置，其主要借助铁路信号的相互制约，形成设备互锁的目的，本文以铁路信号联锁故障诊断方法为出发点，论述常用诊断分析方法，并提出针对性建议，以期促进铁路信息故障诊断技术做出一定的参考意见。

关键词：铁路信号;联锁故障;诊断方法

故障诊断具有强大的工程应用价值，在减少维修周期和提高维修质量方面起着非常重要的作用。故障诊断重视程度逐渐受到重视，在传统的故障诊断中，借助的设备检查信号和专业知识进行故障判断，但具有一定的局限性，随着信息技術的发展，逐渐形成智能诊断方式，如声学诊断、振动诊断等，能够适用于更复杂的场景，为了保证铁路的安全运输，铁路信号设备故障后的诊断算法已成为一个日益重要的课题。随着铁路建设的不断发展，对铁路信号设备的安全提出了新的要求，需要实现更好、更快的故障诊断，以满足铁路运行的要求。本文针对铁路信号联锁故障诊断方法展开研究。

一、铁路信号联锁故障诊断常用方法

铁路信号联锁设备是铁路列车运行的基础设置，通常情况下，铁路信号会受到诸多因素影响，如相关设备的老化程度、维护情况、质量问题、人为因素等都会造成铁路信号出现故障，因此，以下针对铁路信号联锁设备故障进行分析：

经验诊断：指的是在铁路信号联锁故障诊断中采用了依靠工作人员的维修经验和技术手段进行故障诊断，结合现场设备的运营情况和工作经验进行分析及判断，从而制定对应的解决办法，经验诊断需要设备维护人员具备高水平的维修经验和能力，能够结合实际情况进行有效判断，这样的诊断方式更具有实效性，但受限于维修人员的差异，从而出现人为诊断失误，诊断质量会随着维修人员的水平波动。

模型诊断法：模型针对法指的是开发人员针对铁路信号联锁诊断的要素和指标，依托函数算法建立诊断模型，在铁路信号联锁故障诊断实践中，借助信息技术及数学算法对设备潜在问题进行有效分析，最后得出设备故障原因，但模型诊断法需要庞大的信息数据支撑，并且对于不同的场景和设备都不具有共通性，适用范围较窄。

人工智能诊断法：随着信息化技术的发展，人工智能技术应用到社会各个领域，在铁路信号联锁故障诊断中也得到了广泛的应用，人工智能诊断法主要借助神经网络系统、专家系统、模糊逻辑系统等进行故障诊断。人工智能诊断法相比于其他诊断法更具有科学性及有效性。在整个诊断过程不会受到外界因素影响，是铁路信号联锁故障诊断发的未来趋势。

信号诊断法：在故障诊断中根据信号发出后的反馈数据进行问题判断，信号强度越强，反馈信息更加有效，借助函数、频谱等方式对反馈的信号信息进行有效处理，从而对铁路信号联锁故障进行有效诊断，信号诊断法具有较强的通用性，适用于多场景、多故障问题实施。但信息诊断法，诊断技术相对简单，容易受到环境、信号干扰等因素影响。

二、铁路信号联锁故障诊断专家系统建立案例

诊断专家系统是基于信号监测系统的数据，由数据预处理、故障诊断、生成和维护三部分组成。其中，故障诊断包括人机接口、推理引擎、知识库、数据库、知识库维护和解释机制等。重要组件如下：

数据库数据库。一个结构良好的数据库系统是构建一个专家系统的基础。它用于存储在系统运行过程中生成的所有信息，以及所需的原始数据，包括用户输入信息、推理中间结果和推理过程记录。

知识库。知识库是用于存储知识的实体和实体之间的连接，可分为三类：规则、事实和元知识。它主要包括各种术语的定义、语言描述、相应的一致性、完整性约束和推理控制的元规则。

推理机。推理引擎模拟了领域专家的思维过程，并控制和执行了问题的解决方案。它是一种识别、选择和匹配知识库中的规则，并根据当前问题的信息获取结果的机制。在推理过程中，根据推理策略从知识库中选择相关知识，对用户提供的证据进行匹配，直到得出结论。

解释机制。解释机制需要帮助用户随时理解系统的静态知识和动态推理过程。解释机制由一组跟踪和记录推理过程的程序组成。当用户要求解释时，它会根据问题的要求进行相应的处理。解释机制应提供良好的人机交互界面，便于用户操作。

具体诊断流程：

（1）提问，应用专家系统分析;

（2）将发生的故障与系统中存储的故障特征进行比较，检查相同记录是否存在;

（3）如果系统库中发现相同的故障记录，则激活规则;

（4）（同一记录的所有规则激活后，分析各情况是否与当前故障相同。如果规则的条件未知，通过用户的答案获取更多故障信息;

（5）如果规则的条件都与故障条件一致，将存储该规则的执行结果;

（6）检查是否有其他激活规则，如果有，执行循环;

（7）计算所有激活规则的可信度;

（8）使用最可靠的故障排除方法作为维护计划;

（9）如果没有相应的规则，输出“无相关知识”，用户将再次查找其他信息。

三、结语

随着信息技术的发展，铁路信号联锁故障诊断方法逐渐多元化，借助信息技术能够有效的提高铁路信号联锁故障诊断效率和质量，铁路信息设备维护水平也得到了有效提升，因此，在铁路信号联锁故障诊断方法发展中，需要面了解各类不同诊断技术原理，结合故障特点进行详细分析，积极做好各项诊断与处置工作，确保设备运行正常，保障铁路信号系统安全、稳定。

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