铁路信号设备故障诊断方法研究

铁路信号设备故障诊断方法研究

王静 ,杨静鑫

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段  内蒙古包头市 014000

摘要：铁路信号设备，主要包括车站信号、行车自动化指挥系统、驼峰调车控制，区间信号等内容，想要在列车运行过程中，通过信号指示保证列车运行的安全，就需要对铁路信号设备进行合理应用，实现车辆的集中调度。本文主要探讨了铁路信号设备自动化故障诊断过程中常见的故障类型，并制定出了合理的自动化解决方案，希望提高铁路行车的安全性。

关键词：铁路；信号；故障诊断；

引言：

铁路信号设备的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。

一、铁路信号设备常见故障类型

道岔故障、轨道电路故障和信号机故障是常见的铁路信号设备故障类型，因此，在进行自动化故障诊断工作开展的过程中，需要仔细分析三种故障的产生原因，且结合车辆的运行状态和信号设备的使用情况，对铁路信号设备常见故障类型进行深入探究。

（一）道岔故障

主要表现为不能自动转换、无法自动显示所处在的位置等情况，主要分为硬件故障和软件故障。道岔故障的排除并没有详尽的计划与措施，需要工作人员结合以往的故障排除经验，对道岔故障进行检测与维护。道岔故障发生后，管理人员所下达的车辆行进指令将无法运行，道岔故障需要尽早抢修，防止区段通行问题对铁路交通运营造成影响。

（二）轨道电路故障

轨道电路故障问题主要有室内故障和室外故障这两种形式，对于轨道故障的室内室外进行判断，首先可以利用万用表对出现故障的信号设备区域分线盘两端进行检测，观察分线盘的两端是否存在电压，如果轨道电路出现了相位不正确或继电器局部区域的电路设备出现故障时，万用表就会显示出分线盘两端的电压。

需要注意的是，只有轨道电路的施工刚刚结束，之后才可能会发生相位故障问题，在一般条件下这种情况几乎不会发生，因此可以根据轨道电路的施工时间，将相位故障问题的可能性排除。如果轨道电路出现了室内故障，那么在使用的过程中，电路电压可能会高于标准值，容易出现断路的问题，这主要是由于分线盘在异常状况下通常会选择送电端最近的设备集中送电，虽然在此时设备内部电压值已经低于了标准值，但是在检测过程中测得的电压值很可能不准确，这时故障检修人员就需要对室内设备的电路电压进行再次测量，再次确定室内故障线路的故障范围。如果轨道电路上存在严重的漏电问题。那么，在检测的过程中，在电路电压较低的情况下，轨道继电器依然不能吸起，这就证明，在电流传送的过程中已经出现了电流虚短的现象，这种故障问题通常存在于室外轨道电路中。

（三）信号机故障

主要表现为红灯故障显示、允许灯光故障显示问题，工作人员在对此故障进行检查与维护时，需要对室内故障情况和室外故障情况进行分别分析，判断故障发生的主要影响因素。铁路行车站内的轨道众多，道路交叉情况较为复杂，为了更好的保证铁路信号设备与道岔、进路保持顺序一致，需要形成铁路信号联锁。

二、铁路信号设备自动诊断措施

（一）道岔故障自动化诊断

为了保证诊断数据的准确化，诊断结果的清晰化，需要建立解析模型，在运用解析模型诊断法时，会涉及到物理、函数的基本知识，因此相关工作人员，需要不断提高自身的数学解析能力，通过信息技术的应用，建立数学模型判断故障类型。一旦出现系统故障，模型系统的输入和输出就会出现变化，根据变化规律对故障内容进行判断，通过对模型的观测与分析，结合模型内容的变化规律，判断出铁路信号中的某个系统是否存在运行故障，当发现故障隐患时，及时的制定出解决方案。通过模型获取信号设备诊断相关的知识，对历史故障数据进行整理、对比，通过工程师之间的交流和学习，判断信号系统运行出现的故障原因，满足系统运行的基本要求，故障数据库具有较强的层次性，因此需要对系统中存在的运行故障记录和维修记录进行连接，判断故障发生节点。

（二）轨道电路故障自动化诊断

可以通过模糊逻辑和人工神经网络的应用，开展人工智能故障诊断，与传统的诊断记忆相结合，自动化识别轨道电路的运行状态，对可能出现的故障类型进行预测，并通过推理和分析，制定出合理的预防方案。人工智能故障诊断法通常被应用到复杂故障问题的解决过程中，首先需要设立故障诊断信息平台，将传统的故障维修模式向系统预测维修模式进行转变，通过互联网信息资源的有效整理，研发团队之间的资料共享，能够打破传统的故障出现后维护的工作形式。借助人工智能的高效运行思维，开展可视化故障远程指导工作体系，并与维修人员进行协同作业，当出现轨道电路故障时，应急中心的技术专家可以快速的与故障现场建立联系，指导维修人员从容应对，及时的提供维修方案，降低维护费用，减少道路运行损失。

（三）信号机故障自动化诊断

信号机灭灯会影响到控制台的指挥作用，因此需要制定形象化、具体化的检测方案，在列车信号机记录时，对信号灯的指示情况进行观察，显示器完成指示后，禁止灯光显示，立刻进行显示恢复，这一故障现象可以判断为允许灯光灭灯。一般情况下信号机故障产生的原因是灯泡出现双断丝或灯泡和灯座之间出现接触不良等，需要结合故障发生的频率，对老化的设备硬件进行升级，实现智能化远程集中控制。

三、铁路信号设备故障诊断专家系统

为了更好的实现自动化故障诊断，减少人力投入，可以建立专家诊断系统。

铁路信号设备故障诊断专家系统，是在自动化技术的应用基础上实现的，专家系统会通过信号危机对铁路信号设备的运行情况进行监控，定期进行系统数据传输，通过信息技术的应用，对得到的运行数据进行预处理，通过人机接口，将信息数据内容整理到系统知识库，并对数据情况进行推理分析，定期开展自动化知识库维护工作，不断创新系统解释机制。专家系统数据库会将铁路信号设备相关部件的工作内容存放在对应的服务器上，通过工作人员对客户端的统一使用，进行浏览器自主访问，实现对专家系统的统一化操作，专家系统不需要安装额外的分析软件，只需要简单的远程操控，就能够进行自动化故障实时诊断。只有专家系统的维护功能需要通过管理员权限来操作，系统的其他功能只需要使用人员只通过浏览器访问，就能够查询信息内容，还可以通过服务器终端，进行新功能的开发与应用。

四、铁路信号设备故障人工经验诊断法

人工经验诊断法其实是一种较为传统且最为常见的诊断方式。人工经验诊断法对于铁路故障维修和检测工作人员的专业素质以及工作经验都具有较为严格的要求。在采用人工经验诊断法对铁路信号设备的故障问题进行检测的过程中，维修检测人员需要结合自身的工作经验以及信号，设备运行过程中的实际故障进行自主判断，在故障判断的过程中，可以通过逻辑推理、故障比较或优选法及时地查找出铁路信号设备的故障类型。

从客观的角度来说，传统的人工经验诊断法在诊断过程中，大多数依据维修检测人员自身的经验素质，可以说，检测的结果具有一定的主观性，无法确保诊断结果的科学准确。虽然在当前信息技术的发展背景下，人工智能检测方式具有极大的应用优越性，但是传统的人工经验诊断方式仍然具有不可替代的关键价值。

结束语：

综上所述，铁路信号设备的故障诊断工作关系到了铁路指挥信号的正常传输。因此，在故障检测工作中，必须要了解常见故障问题的显性特征，结合人工经验和计算机诊断这两种方式确保故障问题判断的精准性和科学性，通过理论与实践相结合的方式，有效地解决中国铁路信号设备的故障问题。

参考文献：

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[2]乔曦.浅析几个常见铁路信号设备故障诊断方法[J].科技创新与应用，2014（13）.

[3]陆晓峰，王小敏，李光耀.基于Mamdani模糊神经网络的相敏轨道电路故障诊断方法研究[J].铁道标准设计，2015（11）.