鐵路信號聯(lián)鎖故障診斷方法及具體應(yīng)用

趙兵兵

摘 要：截至2019年底，我國高速鐵路營業(yè)里程已達(dá)到3.5萬公里，位居世界第一。我國已成為世界上高鐵運(yùn)營里程最長、運(yùn)輸密度最高、運(yùn)營場景最復(fù)雜的國家。鐵路信號系統(tǒng)軟件測試是保障高鐵信號系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要方法，能夠有效地預(yù)防列車追尾和出軌等行車事故，避免造成人員傷亡及重大財(cái)產(chǎn)損失，對保障我國高鐵的安全運(yùn)行具有重要意義。本文對鐵路信號聯(lián)鎖故障診斷方法及具體應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路信號;聯(lián)鎖故障;診斷

0 引言

鐵路信號系統(tǒng)是車站的重要設(shè)備之一。目前國內(nèi)鐵路建設(shè)加快，現(xiàn)場信號設(shè)備聯(lián)調(diào)聯(lián)試工程量巨大。在日常施工過程中，施工單位在安裝信號設(shè)備后，都需要對室內(nèi)設(shè)備進(jìn)行全方位的試驗(yàn);鐵路運(yùn)營單位也會(huì)組織技術(shù)人員進(jìn)行聯(lián)鎖關(guān)系試驗(yàn)。

1 研究主要內(nèi)容

1.1 信號聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級可行性分析

躍進(jìn)河車站使用的TYJL-II型聯(lián)鎖系統(tǒng)與TYJL-III型聯(lián)鎖系統(tǒng)的外部繼電結(jié)合電路完全一致，可以實(shí)現(xiàn)在不更換繼電設(shè)備的前提下進(jìn)行換型升級。換型升級工作只需更換接口架和接口架上相關(guān)配線即可完成設(shè)備的更替，工作量較小，風(fēng)險(xiǎn)較低。同時(shí)，在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖軟件中增加計(jì)軸復(fù)零按鈕及WBS光傳輸通道狀態(tài)表示燈，將既有單元控制臺(tái)換型升級為鼠標(biāo)+顯示器的控顯操作模式，對微機(jī)監(jiān)測、計(jì)軸、電碼化、調(diào)度DIMS等其他相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的接口電路進(jìn)行相應(yīng)修改。綜合以上技術(shù)分析，方案具有可行性。

1.2 信號聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級實(shí)現(xiàn)功能

（1）高可靠的聯(lián)鎖控制功能。二乘二取二硬件安全冗余型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)能根據(jù)車站行車安全的需要在規(guī)定聯(lián)鎖條件和規(guī)定的時(shí)序下自動(dòng)對進(jìn)路、信號、道岔、軌道電路實(shí)行監(jiān)控，確保信號聯(lián)鎖系統(tǒng)本質(zhì)安全。（2）界面友好的人機(jī)顯示功能。人機(jī)界面子系統(tǒng)（MMI）采用彩色液晶顯示器作為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，將操作員通過鼠標(biāo)給出的控制命令傳送到聯(lián)鎖機(jī)，并將站場設(shè)備工作狀態(tài)和行車作業(yè)情況的表示信息顯示出來。（3）高智能化的記錄存儲(chǔ)和故障檢測診斷功能。利用計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)能力和存儲(chǔ)容量大的優(yōu)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)、行車管理自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。

2 鐵路信號聯(lián)鎖邏輯形式化建模研究

2.1 通信的程序進(jìn)程

通信過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)基于進(jìn)程數(shù)的過程，主要用于并行和分布式系統(tǒng)?；驹硎桥c系統(tǒng)中的過程交互，實(shí)現(xiàn)了描述和分析，為實(shí)體提供了數(shù)學(xué)框架。信號可以在一個(gè)過程中相互關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)密集的數(shù)學(xué)邏輯。它的主要功能是用一個(gè)簡短的描述來描述某個(gè)過程中發(fā)生的事件，這些事件相互執(zhí)行操作，然后與計(jì)算結(jié)果重合，以詳細(xì)描述一個(gè)復(fù)雜的問題。計(jì)算包括并發(fā)請求、選擇流程、混合流程等。如果流程事件檢測到同一事件是交互的，則該事件稱為通信事件。

2.2 信號分離的屬性特性

地鐵中，車站信號鎖定系統(tǒng)主要用于控制自行車的安全，主要面向休閑捕捉、鎖定技術(shù)、故障安全技術(shù)等。車站技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，分為車廂和點(diǎn)火操作。但是，在這兩種情況下，都必須從一個(gè)位置到另一個(gè)位置。拉伸中心是指從起點(diǎn)到入站和入站列車中心的距離，從而確保了車在入站路線上的安全。要達(dá)到此效果，必須首先在入口處放置保護(hù)信號。一般來說，軌道的中心線較多，并且軌道路徑的兩端都連接了轉(zhuǎn)彎專用車道，可以根據(jù)轉(zhuǎn)彎專用車道的位置設(shè)置轉(zhuǎn)彎專用車道。如果您要檢查列車的路線是否暢通，可以通過信號輸入來查看。當(dāng)信號指示器顯示火車正在軌道上但在另一邊時(shí)可能會(huì)發(fā)生交通事故。因此，為了確保車的安全，必須確保信號機(jī)器得到充分利用。最后，您需要?jiǎng)?chuàng)建一條道路，將道路轉(zhuǎn)換為道路的特定位置，然后打開保護(hù)信號。如果路徑位置不正確，則會(huì)將信號板的開口標(biāo)記為「錯(cuò)誤」。此外，在信號板接通時(shí)，不得任意變換正在途中的旁路中斷。這是道路中斷回路與信號機(jī)制之間的相關(guān)性，并且信號具有路徑和身體之間的關(guān)系。

3 系統(tǒng)現(xiàn)場試驗(yàn)

翻新時(shí)，重要的是要先檢查室外信號裝置的功能，如果室外裝置尚未安裝或尚未用電測試。這也是現(xiàn)場聯(lián)合優(yōu)化測試的重要組成部分。該設(shè)施與現(xiàn)場要求密切配合，在一次現(xiàn)場初步調(diào)查中，在一條溫度范圍為-40℃至70℃、濕度范圍為95℃（25°F）和氣壓范圍為70 kPa～106 kPa、占地面積小于20 m2的鐵路的新火車站建立了試驗(yàn)計(jì)劃。與傳統(tǒng)方法相比，使用現(xiàn)場測試可提高測試效率，并可節(jié)省大約三分之一的設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試和驗(yàn)證時(shí)間?，F(xiàn)場人員使用設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)越多，節(jié)省的時(shí)間就越多。

4 聯(lián)鎖設(shè)備的主要故障描述、診斷及處置

4.1 機(jī)柜無法正常啟動(dòng)

故障描述：監(jiān)控機(jī)、聯(lián)鎖機(jī)柜、維修機(jī)異常，三者均無法順利啟動(dòng)。

診斷及處置：在確保聯(lián)鎖系統(tǒng)得到穩(wěn)定電源供應(yīng)的前提下，按規(guī)范開啟空氣開關(guān)，經(jīng)分析后準(zhǔn)確掌握電源屏處于正常供電時(shí)的實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)，再啟動(dòng)UPS，同時(shí)確保對外供電的穩(wěn)定性和可靠性;再開啟聯(lián)鎖、監(jiān)控機(jī)、維修機(jī)及控制臺(tái)，針對聯(lián)鎖系統(tǒng)做全面的檢查，以電源板的電源指示燈為分析依據(jù)，確認(rèn)其處于點(diǎn)亮的狀態(tài)。

4.2 后備電源UPS故障

故障描述：UPS無法正常亮燈，可見面板呈紅燈報(bào)警。診斷及處置：在UPS滅燈的情況下按壓開機(jī)鍵，通過此方式看其是否可正常啟動(dòng);若UPS電池負(fù)載容量報(bào)警，應(yīng)當(dāng)從兩個(gè)角度展開分析，一是UPS系統(tǒng)的輸入電源運(yùn)行情況，二是設(shè)備帶載狀態(tài)下的運(yùn)行情況;對于電池饋電告警的情況應(yīng)切換配電箱的開關(guān)，將其轉(zhuǎn)至檢修位，此機(jī)制下可通過電源屏向系統(tǒng)供電，給UPS電池的更換創(chuàng)造良好條件;持續(xù)按壓電源按鈕12 s，以保證UPS可接收到信號，從而進(jìn)入自檢模式，此后若UPS各指示燈均無異常，設(shè)備便可向外供電，期間無論是電池的容量燈還是UPS輸出顯示燈，均要維持綠色的狀態(tài)。

5 典型鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

5.1 故障診斷專家系統(tǒng)

在現(xiàn)階段的鐵路信號聯(lián)鎖故障診斷工作中，故障診斷專家系統(tǒng)取得廣泛的應(yīng)用，其、集多個(gè)模塊于一體，其中知識庫與數(shù)據(jù)庫的基本功能在于完整保存故障信號，而借助該模塊內(nèi)的信息可做出相應(yīng)的推理操作，產(chǎn)生的測試信息可借助顯示屏這一載體而完整呈現(xiàn)。通過對鐵路運(yùn)行期間信息的采集與處理，做出是否存在故障的判斷，若存在則進(jìn)一步探究，明確其成因、影響范圍以及發(fā)展趨勢，在此基礎(chǔ)上由技術(shù)人員采取針對性的處理措施，在安全的環(huán)境中高效解決問題。

5.2 解析模型法

以診斷對象的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過解析函數(shù)等方法的綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對信息的有效處理，從中精準(zhǔn)探尋故障的成因，再采取相適應(yīng)的處理措施，以達(dá)到解決故障、恢復(fù)聯(lián)鎖系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的效果。

6 結(jié)束語

針對目前鐵路車站信號聯(lián)鎖試驗(yàn)?zāi)M裝置存在不足，著眼于提升模擬聯(lián)鎖試驗(yàn)的可靠性和實(shí)效性，立足于契合現(xiàn)場客觀需求的迫切性和創(chuàng)新性，研發(fā)了一種新型鐵路車站信號聯(lián)鎖試驗(yàn)?zāi)M裝置，經(jīng)實(shí)際使用檢驗(yàn)達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，證明本裝置具有提升試驗(yàn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、便于養(yǎng)護(hù)維修、適用環(huán)境寬松、可以重復(fù)使用等特點(diǎn)，不僅在既有線日常施工、維修進(jìn)行信號聯(lián)鎖試驗(yàn)時(shí)運(yùn)用該裝置可以取得較好效果，更為顯著的是在加快鐵路新線建設(shè)的新形勢下，新建鐵路類似工作運(yùn)用該裝置對于提升線路質(zhì)量、壓縮建設(shè)成本和確保工期控制都具有積極作用。

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