鐵路信號(hào)設(shè)備自動(dòng)診斷故障問(wèn)題研究

摘要：鐵路信號(hào)設(shè)備，主要包括車(chē)站信號(hào)、行車(chē)自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、駝峰調(diào)車(chē)控制，區(qū)間信號(hào)等內(nèi)容，想要在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)信號(hào)指示保證列車(chē)運(yùn)行的安全，就需要對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備進(jìn)行合理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的集中調(diào)度。本文主要探討了鐵路信號(hào)設(shè)備自動(dòng)化故障診斷過(guò)程中常見(jiàn)的故障類(lèi)型，并制定出了合理的自動(dòng)化解決方案，希望提高鐵路行車(chē)的安全性。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)設(shè)備;自動(dòng)診斷;故障問(wèn)題;研究分析

鐵路信號(hào)技術(shù)的合理應(yīng)用，是保證鐵路行車(chē)安全的基礎(chǔ)，想要全面提高鐵路區(qū)間和車(chē)站的車(chē)輛通過(guò)能力，就需要做好鐵路信號(hào)設(shè)備的自動(dòng)化故障診斷，保證鐵路運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，鐵路信號(hào)設(shè)備正朝向?qū)I(yè)化和自動(dòng)化發(fā)展，為了提升鐵路運(yùn)輸效率，需要結(jié)合車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)和信號(hào)設(shè)備的使用情況，及時(shí)發(fā)布運(yùn)行指令，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的故障診斷問(wèn)題進(jìn)行深入探討。

一、鐵路信號(hào)設(shè)備常見(jiàn)故障類(lèi)型

道岔故障、軌道電路故障和信號(hào)機(jī)故障是常見(jiàn)的鐵路信號(hào)設(shè)備故障類(lèi)型，因此，在進(jìn)行自動(dòng)化故障診斷工作開(kāi)展的過(guò)程中，需要仔細(xì)分析三種故障的產(chǎn)生原因，且結(jié)合車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)和信號(hào)設(shè)備的使用情況，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備常見(jiàn)故障類(lèi)型進(jìn)行深入探究。

1、道岔故障：主要表現(xiàn)為不能自動(dòng)轉(zhuǎn)換、無(wú)法自動(dòng)顯示所處在的位置等情況，主要分為硬件故障和軟件故障。道岔故障的排除并沒(méi)有詳盡的計(jì)劃與措施，需要工作人員結(jié)合以往的故障排除經(jīng)驗(yàn)，對(duì)道岔故障進(jìn)行檢測(cè)與維護(hù)。硬件故障的主要形成原因是道岔的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，例如：道岔尖軌不貼合、出現(xiàn)道岔變形等，硬件故障會(huì)影響列車(chē)的正常通行。軟件故障主要是信號(hào)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中判斷道岔出現(xiàn)故障，所有通過(guò)故障區(qū)的列車(chē)都會(huì)提前主動(dòng)停車(chē)，軟件道岔故障會(huì)自動(dòng)封鎖鐵路的運(yùn)行狀態(tài)，在規(guī)定的線(xiàn)路上出現(xiàn)障礙物，禁止列車(chē)通行。道岔故障發(fā)生后，管理人員所下達(dá)的車(chē)輛行進(jìn)指令將無(wú)法運(yùn)行，道岔故障需要盡早搶修，防止區(qū)段通行問(wèn)題對(duì)鐵路交通運(yùn)營(yíng)造成影響。

2、軌道電路故障：主要表現(xiàn)為軌道繼電器的電壓?jiǎn)栴}，工作人員在進(jìn)行故障排除的過(guò)程中需要根據(jù)信號(hào)設(shè)備的所處位置，了解軌道繼電器的使用情況，一般情況下，軌道繼電器會(huì)出現(xiàn)電壓過(guò)高、電壓過(guò)低和無(wú)電壓三種狀態(tài)，軌道電路故障問(wèn)題的排除需要進(jìn)行深入分析。軌道電路故障主要分為：開(kāi)路故障和短路故障，開(kāi)路故障的產(chǎn)生主要是各種設(shè)備的斷線(xiàn)問(wèn)題，例如：端子線(xiàn)路松動(dòng)接觸不良、送受電端電纜出現(xiàn)斷線(xiàn)、限流電阻出現(xiàn)斷線(xiàn)、保險(xiǎn)連接不良等問(wèn)題。工作人員在進(jìn)行故障檢查與維護(hù)過(guò)程中，需要對(duì)電纜、軌道變壓器、適配器等器材之間的連接線(xiàn)進(jìn)行檢查，如果沒(méi)有從中找出故障發(fā)生的影響因素，就需要在與鋼軌連接的電源引接線(xiàn)和鋼軌接續(xù)線(xiàn)處尋找原因。短路故障的發(fā)生主要是變壓器內(nèi)部的線(xiàn)圈出現(xiàn)短路、軌道區(qū)段范圍內(nèi)設(shè)置的絕緣出現(xiàn)破損、補(bǔ)償電容擊穿等問(wèn)題，在進(jìn)行故障檢查和排除時(shí)需要了解適配器、軌道變壓器的連接線(xiàn)接觸情況，需要注意，短路故障還可能引發(fā)電源引接線(xiàn)、尖軌連接桿絕緣等設(shè)備連接處出現(xiàn)其他故障，要提前做出預(yù)防。

3、信號(hào)機(jī)故障：主要表現(xiàn)為紅燈故障顯示、允許燈光故障顯示問(wèn)題，工作人員在對(duì)此故障進(jìn)行檢查與維護(hù)時(shí)，需要對(duì)室內(nèi)故障情況和室外故障情況進(jìn)行分別分析，判斷故障發(fā)生的主要影響因素。鐵路行車(chē)站內(nèi)的軌道眾多，道路交叉情況較為復(fù)雜，為了更好的保證鐵路信號(hào)設(shè)備與道岔、進(jìn)路保持順序一致，需要形成鐵路信號(hào)聯(lián)鎖。信號(hào)機(jī)故障就是鐵路信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備中最常見(jiàn)的故障類(lèi)型，當(dāng)信號(hào)機(jī)的燈泡和燈座接觸不良時(shí)，就會(huì)發(fā)生信號(hào)燈忽明忽滅的現(xiàn)象，當(dāng)燈絲熔斷后，會(huì)導(dǎo)致斷路器跳閘，信號(hào)機(jī)自動(dòng)滅燈等問(wèn)題，控制臺(tái)的信號(hào)顯示器經(jīng)常伴有閃光現(xiàn)象，如果車(chē)站允許滅燈，不放開(kāi)信號(hào)機(jī)，就難以發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題。

二、鐵路信號(hào)設(shè)備自動(dòng)診斷措施

1、道岔故障自動(dòng)化診斷。為了保證診斷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確化，診斷結(jié)果的清晰化，需要建立解析模型，在運(yùn)用解析模型診斷法時(shí)，會(huì)涉及到物理、函數(shù)的基本知識(shí)，因此相關(guān)工作人員，需要不斷提高自身的數(shù)學(xué)解析能力，通過(guò)信息技術(shù)的應(yīng)用，建立數(shù)學(xué)模型判斷故障類(lèi)型。一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，模型系統(tǒng)的輸入和輸出就會(huì)出現(xiàn)變化，根據(jù)變化規(guī)律對(duì)故障內(nèi)容進(jìn)行判斷，通過(guò)對(duì)模型的觀(guān)測(cè)與分析，結(jié)合模型內(nèi)容的變化規(guī)律，判斷出鐵路信號(hào)中的某個(gè)系統(tǒng)是否存在運(yùn)行故障，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障隱患時(shí)，及時(shí)的制定出解決方案。通過(guò)模型獲取信號(hào)設(shè)備診斷相關(guān)的知識(shí)，對(duì)歷史故障數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、對(duì)比，通過(guò)工程師之間的交流和學(xué)習(xí)，判斷信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)的故障原因，滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求，故障數(shù)據(jù)庫(kù)具有較強(qiáng)的層次性，因此需要對(duì)系統(tǒng)中存在的運(yùn)行故障記錄和維修記錄進(jìn)行連接，判斷故障發(fā)生節(jié)點(diǎn)。

2、軌道電路故障自動(dòng)化診斷?？梢酝ㄟ^(guò)模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，開(kāi)展人工智能故障診斷，與傳統(tǒng)的診斷記憶相結(jié)合，自動(dòng)化識(shí)別軌道電路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)可能出現(xiàn)的故障類(lèi)型進(jìn)行預(yù)測(cè)，并通過(guò)推理和分析，制定出合理的預(yù)防方案。人工智能故障診斷法通常被應(yīng)用到復(fù)雜故障問(wèn)題的解決過(guò)程中，首先需要設(shè)立故障診斷信息平臺(tái)，將傳統(tǒng)的故障維修模式向系統(tǒng)預(yù)測(cè)維修模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)信息資源的有效整理，研發(fā)團(tuán)隊(duì)之間的資料共享，能夠打破傳統(tǒng)的故障出現(xiàn)后維護(hù)的工作形式。借助人工智能的高效運(yùn)行思維，開(kāi)展可視化故障遠(yuǎn)程指導(dǎo)工作體系，并與維修人員進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，當(dāng)出現(xiàn)軌道電路故障時(shí)，應(yīng)急中心的技術(shù)專(zhuān)家可以快速的與故障現(xiàn)場(chǎng)建立聯(lián)系，指導(dǎo)維修人員從容應(yīng)對(duì)，及時(shí)的提供維修方案，降低維護(hù)費(fèi)用，減少道路運(yùn)行損失。

3、信號(hào)機(jī)故障自動(dòng)化診斷。信號(hào)機(jī)滅燈會(huì)影響到控制臺(tái)的指揮作用，因此需要制定形象化、具體化的檢測(cè)方案，在列車(chē)信號(hào)機(jī)記錄時(shí)，對(duì)信號(hào)燈的指示情況進(jìn)行觀(guān)察，顯示器完成指示后，禁止燈光顯示，立刻進(jìn)行顯示恢復(fù)，這一故障現(xiàn)象可以判斷為允許燈光滅燈。一般情況下信號(hào)機(jī)故障產(chǎn)生的原因是燈泡出現(xiàn)雙斷絲或燈泡和燈座之間出現(xiàn)接觸不良等，需要結(jié)合故障發(fā)生的頻率，對(duì)老化的設(shè)備硬件進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程集中控制。

三、鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)

為了更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化故障診斷，減少人力投入，可以建立專(zhuān)家診斷系統(tǒng)。

鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，是在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，專(zhuān)家系統(tǒng)會(huì)通過(guò)信號(hào)危機(jī)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，定期進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)信息技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)得到的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)人機(jī)接口，將信息數(shù)據(jù)內(nèi)容整理到系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)，并對(duì)數(shù)據(jù)情況進(jìn)行推理分析，定期開(kāi)展自動(dòng)化知識(shí)庫(kù)維護(hù)工作，不斷創(chuàng)新系統(tǒng)解釋機(jī)制。專(zhuān)家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)將鐵路信號(hào)設(shè)備相關(guān)部件的工作內(nèi)容存放在對(duì)應(yīng)的服務(wù)器上，通過(guò)工作人員對(duì)客戶(hù)端的統(tǒng)一使用，進(jìn)行瀏覽器自主訪(fǎng)問(wèn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)的統(tǒng)一化操作，專(zhuān)家系統(tǒng)不需要安裝額外的分析軟件，只需要簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程操控，就能夠進(jìn)行自動(dòng)化故障實(shí)時(shí)診斷。只有專(zhuān)家系統(tǒng)的維護(hù)功能需要通過(guò)管理員權(quán)限來(lái)操作，系統(tǒng)的其他功能只需要使用人員只通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)，就能夠查詢(xún)信息內(nèi)容，還可以通過(guò)服務(wù)器終端，進(jìn)行新功能的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

總結(jié)：

綜上所述，鐵路信號(hào)設(shè)備常見(jiàn)的故障類(lèi)型有道岔故障、軌道電路故障和信號(hào)機(jī)故障，因此，在進(jìn)行故障檢查與維護(hù)過(guò)程中，需要借助自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，建立故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)，及時(shí)判斷故障問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因，并制定圖出理的解決措施，保證鐵路行車(chē)安全。

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作者簡(jiǎn)介：姓名：羅松植，男（1981.08-）壯族，廣西來(lái)賓人，學(xué)歷：大學(xué)本科 職稱(chēng)：高級(jí)工程師 研究方向：鐵道信號(hào)

基金項(xiàng)目：柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院2021年度校級(jí)立項(xiàng)項(xiàng)目.站內(nèi)電碼化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).編號(hào)2021-KJA05