關(guān)于鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的故障分析

劉雪松 高敏濤

摘 要：隨著地鐵運(yùn)輸量的不斷增大，運(yùn)行速度的不斷提高，對(duì)地鐵信號(hào)設(shè)備的安全性和可靠性的要求也要隨之提高。這就促使工作人員對(duì)地鐵信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障的診斷進(jìn)行研究，目前信號(hào)設(shè)備故障可以通過計(jì)算機(jī)連鎖系統(tǒng)、區(qū)間自動(dòng)控制系統(tǒng)以及電氣設(shè)備達(dá)到故障報(bào)警和自檢的功能，在故障報(bào)警、數(shù)據(jù)邏輯判斷以及地鐵信號(hào)狀態(tài)監(jiān)測(cè)中微機(jī)監(jiān)測(cè)作用巨大。而且，為了解決信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行故障診斷的問題，在地鐵所處環(huán)境和自身系統(tǒng)復(fù)雜的條件下，在地鐵信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備中應(yīng)用智能診斷技術(shù)和容錯(cuò)控制技術(shù)較好地解決了這一問題。

關(guān)鍵詞：鐵道信號(hào)；聯(lián)鎖設(shè)備；故障診斷

一、鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷的方法

1.傳統(tǒng)型的故障診斷方法。根據(jù)技術(shù)人員掌握的故障機(jī)理的程度及經(jīng)驗(yàn)，對(duì)存在的故障實(shí)施分析、判斷并處理。其方法主要包括以下集中：邏輯推理法、儀表測(cè)試法、優(yōu)選法、逐項(xiàng)排除法、比較法、調(diào)研法、斷線法、檢查法、校核法以及實(shí)驗(yàn)分析法等。

2.信號(hào)處理法。通常是對(duì)型號(hào)模型進(jìn)行利用，例如：函數(shù)、自回歸滑動(dòng)平均、頻譜、小波變換等。對(duì)可測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析，將方差、頻率以及幅值等特征值進(jìn)行提取，使得故障得以發(fā)現(xiàn)。該方法的運(yùn)用具有簡(jiǎn)單方便的優(yōu)勢(shì)。

3.模型解析法。其建立的診斷對(duì)象在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行精確，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、函數(shù)解析等數(shù)學(xué)方法，處理診斷出被測(cè)信息。在實(shí)際診斷過程中，一般河南將被診斷對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型得到構(gòu)成，另外結(jié)合大型復(fù)雜設(shè)備的非線特點(diǎn)，對(duì)解析模型診斷法的范圍及使用效果造成了制約。

4.人工智能故障診斷方法。該診斷技術(shù)是運(yùn)用遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)以及模糊邏輯等實(shí)施診斷，和其他傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行操作。形成以診斷對(duì)象實(shí)施狀態(tài)識(shí)別、預(yù)測(cè)以及故障辨識(shí)的智能化診斷系統(tǒng)。該診斷方法主要包括：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷法、專家系統(tǒng)故障診斷法、遺傳算法故障診斷法以及模糊邏輯故障診斷法等內(nèi)容。

二、故障診斷技術(shù)

1.機(jī)內(nèi)測(cè)試技術(shù)。機(jī)內(nèi)測(cè)試（Built-inTest，簡(jiǎn)稱BIT）是一種顯著改善系統(tǒng)或設(shè)備測(cè)試性和診斷能力的重要技術(shù)手段力。根據(jù)其發(fā)展歷程，可分為兩種類型：常規(guī)BIT技術(shù)和智能BIT技術(shù)。常規(guī)BIT技術(shù)主要包括通用的BIT技術(shù)、數(shù)字電路BIT技術(shù)、模擬電路BIT技術(shù)。智能BIT通過在BIT的設(shè)計(jì)、檢測(cè)、診斷、決策等階段采用智能理論與技術(shù)，從各個(gè)層面提高BIT的綜合效能，以降低虛驚率，提高設(shè)備效能，減少使用維修費(fèi)用。具有分層集成組織結(jié)構(gòu)的智能BIT，應(yīng)用于聯(lián)鎖設(shè)備故障的智能測(cè)試和診斷，有積極的研究?jī)r(jià)值。

2.檢測(cè)診斷智能化技術(shù)。采用基于VXI總線的/虛擬儀器0技術(shù)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)構(gòu)成智能化檢測(cè)診斷系統(tǒng)，即測(cè)試系統(tǒng)的檢測(cè)方法和過程從激勵(lì)的產(chǎn)生到測(cè)試和診斷結(jié)果的輸出都做到智能化、數(shù)字化和可視化，對(duì)聯(lián)鎖設(shè)備（系統(tǒng)）各個(gè)組成部件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，以便提前發(fā)現(xiàn)問題，減少人為操作帶來的不穩(wěn)定性，提高檢測(cè)率。

3.遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)。由于鐵路運(yùn)輸速度的不斷提高、運(yùn)輸量的日益增大，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的安全性和可靠性也隨之提出了更高的要求。對(duì)于個(gè)站來說，強(qiáng)化自監(jiān)測(cè)，自診斷，儲(chǔ)存記錄，圖像功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷。對(duì)于區(qū)域計(jì)算機(jī)連鎖系統(tǒng)（或以機(jī)車信號(hào)為主的行車指揮系統(tǒng)）來說，遠(yuǎn)程故障診斷意義更大。可根據(jù)整個(gè)區(qū)域連鎖系統(tǒng)（是采用調(diào)度集中監(jiān)督加集中連鎖方式實(shí)現(xiàn)的區(qū)域性計(jì)算機(jī)連鎖系統(tǒng)還是集中加分站連鎖方式實(shí)現(xiàn)區(qū)域性計(jì)算機(jī)連鎖控制）的特點(diǎn)，采用適當(dāng)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷，及時(shí)處理故障，保證行車安全，提高運(yùn)輸效率。

三、鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

1.故障診斷專家系統(tǒng)在鐵道運(yùn)輸應(yīng)用比較廣。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有六個(gè)部分，這些部分中，知識(shí)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)部分主要是用于故障信息的保存，知識(shí)庫(kù)里面的信息將用于推理機(jī)進(jìn)行推理。推理機(jī)還會(huì)對(duì)推理后的信息進(jìn)行加工處理，將處理好的測(cè)試信息通過顯示屏直接展示出來。故障被診斷的過程就是動(dòng)態(tài)地將鐵路運(yùn)輸過程中的各種信息進(jìn)行綜合整理，然后根據(jù)處理后的信息分析鐵路運(yùn)行的時(shí)候有沒有出現(xiàn)故障。若是分析出了故障，繼而就會(huì)分析出故障出現(xiàn)的具體位置和影響范圍，與此同時(shí)給出故障將導(dǎo)致的結(jié)果。工作人員將根據(jù)這些故障診斷信息及時(shí)進(jìn)行故障的處理。待處理完故障，重復(fù)以上的故障診斷操作，繼續(xù)對(duì)鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行故障的排查。

2.故障樹的構(gòu)建。故障樹是為故障發(fā)現(xiàn)和診斷提供輔助性分析決策的一個(gè)重要工具。故障樹的原理，是首先對(duì)故障發(fā)生的各個(gè)因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過樹形的圖案表現(xiàn)出來。將各個(gè)系統(tǒng)和相關(guān)部件的影響可能性以及故障發(fā)生的可能原因組合，給分析者提供故障發(fā)生的各種可能的原因組合，起到幫助分析故障原因的效果。故障樹還提供了各種原因組合發(fā)生的不同概率，以幫助找出最可能引起故障的原因。

3.故障診斷系統(tǒng)。故障診斷系統(tǒng)是由各個(gè)應(yīng)用模塊組成的有機(jī)的診斷系統(tǒng)，其組成部分包括知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)中心、推理模型、解釋模塊、知識(shí)提取模塊和用戶操作入口等。故障診斷系統(tǒng)可以對(duì)各種故障發(fā)生情況進(jìn)行自動(dòng)評(píng)價(jià)和分析，診斷出故障原因。故障得到了有效的處理后，故障診斷系統(tǒng)還會(huì)對(duì)故障再次進(jìn)行診斷，以確定故障真正得到了有效解決。

4.容錯(cuò)問題的控制。故障診斷的最大目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷技術(shù)就從這個(gè)角度入手，提高了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，更提高了安全性。故障診斷技術(shù)一個(gè)重要的應(yīng)用就是容錯(cuò)計(jì)算機(jī)的中央控制系統(tǒng)。容錯(cuò)計(jì)算機(jī)通過信號(hào)連鎖，采用信息集成分析的模式來提高連鎖工作結(jié)果的可靠性。在容錯(cuò)度方面，鐵道信號(hào)連鎖故障分析系統(tǒng)做到了最大的可能。所以可以說，鐵道信號(hào)連鎖故障分析診斷技術(shù)，通過對(duì)容錯(cuò)性的有效控制，大大提高了故障診斷結(jié)果的可信度。

四、結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)快速發(fā)展，城市交通問題已日益突出，地鐵作為城市出行的首選交通工具，是我國(guó)未來經(jīng)濟(jì)建設(shè)研究的重點(diǎn)工程。保障地鐵運(yùn)行時(shí)旅客的人身安全，達(dá)到國(guó)家對(duì)軌道交通系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金文 淺談鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展 《中小企業(yè)管理與科技》-2011年第1期.

[2]韓臻 鐵路信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的故障診斷 《中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)》-2007年第12期.