鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備的故障診斷分析

唐佩

(西安鐵路局西安電務(wù)段咸陽維修車間三民信號，陜西 西安 710000)

鐵路信號聯(lián)鎖設(shè)備是保障鐵路行車安全的一項重要設(shè)備設(shè)施，一個完善的鐵路信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的建立，有利于鐵路列車的高效有序地運行，有利于進(jìn)一步改善鐵路行車人員的工作環(huán)境。作為鐵路運輸系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，鐵路信號聯(lián)鎖設(shè)備的故障診斷分析是保障鐵路運輸安全的一項重大課題。在列車的實際運行環(huán)境中，造成鐵路聯(lián)鎖設(shè)備故障的原因是多種多樣的，比如惡劣環(huán)境下設(shè)備的失修、設(shè)備本身的質(zhì)量問題引起的故障以及設(shè)備維修過程中人為因素造成的設(shè)備損壞等，及時準(zhǔn)確、快速排出相關(guān)故障一直以來都是鐵路維修工作者面前的一道難題。

為了解決好這一棘手的問題，維修人員一方面依靠長期的維修經(jīng)驗對故障設(shè)備進(jìn)行維修，另一方面結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，采用人工智能技術(shù)對鐵路信號聯(lián)鎖設(shè)備故障問題實行有效地處置。隨著科技的發(fā)展，各類新型的技術(shù)在鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障分析領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1 鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷分析方法

科技的進(jìn)步帶動了鐵路信號設(shè)備故障處理技術(shù)的不斷發(fā)展革新，常見的故障診斷方法可以分成以下幾類:一、傳統(tǒng)故障診斷法;二、信號處理法;三、人工智能法;四、解析模型法。下文將對這些故障診斷法進(jìn)行詳細(xì)地闡述。

1.1 傳統(tǒng)故障診斷法

鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障傳統(tǒng)的診斷方法就是利用維修人員長期對信號設(shè)備的維修經(jīng)驗，對所出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析判斷，進(jìn)而提出處理故障的具體方法。傳統(tǒng)故障診斷法建立是一種基于維修經(jīng)驗的方法，常見的具體操作方法有:優(yōu)選法、比較法、校核法、邏輯推理法以及盤面壓縮法等。交大1A的微機聯(lián)鎖設(shè)備自身具備故障自我診斷的能力，常發(fā)生的故障多為非潛伏性故障，當(dāng)故障發(fā)生以后，通過相關(guān)的控制線路可以在控制臺上表現(xiàn)出來，故障通常體現(xiàn)在一些指示燈的狀態(tài)上。實踐證明，傳統(tǒng)的故障診斷方法也能有效地解決交大1A的微機聯(lián)鎖設(shè)備的執(zhí)行表機故障、監(jiān)視控制機故障等問題。

1.2 信號處理法

信號處理法是一種通過建立信號模型，對反饋信號進(jìn)行幅值、頻率等特征值分析處理，進(jìn)而診斷出設(shè)備的故障。信號處理法在實際信號設(shè)備故障診斷工作中具有良好的適用性，操作程序簡單可行，但該法也有其缺點，過度依賴設(shè)備設(shè)施的信號，容易受到外界環(huán)境的信號噪聲的干擾。此外信號處理法診斷的故障類型比較局限，無法對設(shè)備多種故障間的相互影響作出反應(yīng)，一旦需要診斷的設(shè)備比較復(fù)雜，信號處理法就難以有效應(yīng)對，該法更適合于單一設(shè)備系統(tǒng)的故障診斷。

1.3 人工智能故障診斷法

人工智能故障診斷法是一種融合了多種診斷技術(shù)的綜合性診斷法，能對各種復(fù)雜的系統(tǒng)故障作出準(zhǔn)確判斷。人工智能故障診斷法結(jié)合了專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及其他診斷技術(shù)，對鐵道信號設(shè)備的各種故障有著很強的辨識性。專家系統(tǒng)是專業(yè)人員建立起的一個計算機診斷程序系統(tǒng)，其中包含了海量的專業(yè)知識和診斷經(jīng)驗;通過專家系統(tǒng)模擬專家處理故障的流程，為解決設(shè)備故障提供有效支持。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是一種模擬人思考處理設(shè)備故障的思維方式的診斷方法，該法主要應(yīng)用于故障模式識別和故障預(yù)測。模糊邏輯法利用的是模糊邏輯的結(jié)構(gòu)性知識的表達(dá)能力，模糊邏輯推理過程和人類的思維過程很相似，比較容易對復(fù)雜的故障進(jìn)行解釋。運用模糊邏輯法對交大1A微機聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行有效的故障推理，可以快速地定位故障定，得出最終的診斷結(jié)果。

2 鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷技術(shù)的實際應(yīng)用

(1)故障樹分析法

故障樹分析法是一種對故障成因進(jìn)行細(xì)致分析的方法，通過將造成故障的各種子事件列成一個邏輯結(jié)構(gòu)圖，從而確定設(shè)備故障的主要原因以及故障成因可能的組合方式，計算出故障的發(fā)生概率，為故障的最終診斷提供依據(jù)。

(2)建立故障診斷專家系統(tǒng)

故障診斷專家系統(tǒng)包含有專業(yè)知識數(shù)據(jù)庫、解釋及知識獲取機構(gòu)、推理機以及用戶界面等組成部分。推理機基于專業(yè)知識數(shù)據(jù)庫，對反饋回來的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析推理，判斷診斷對象是否處于故障狀態(tài)，對已發(fā)生的故障進(jìn)行分析評價，整個系統(tǒng)最要要實現(xiàn)故障的有效診斷，故障的有效排除。

(3)診斷故障和控制容錯

對鐵道信號設(shè)備進(jìn)行必要的故障診斷有利于提高鐵路運輸系統(tǒng)的安全，容錯微機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，是故障診斷的一項典型應(yīng)用，通過相關(guān)的容錯軟件與冗余系統(tǒng)保障鐵路運輸系統(tǒng)的安全可靠。

(4)信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的運用

鐵道信號聯(lián)鎖系統(tǒng)在鐵路運輸控制中的應(yīng)用，能有效地對設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)視，擴大故障的監(jiān)控范圍，提高故障的發(fā)現(xiàn)率，做到故障的及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。

3 鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷未來的發(fā)展方向

交大1A信號聯(lián)鎖設(shè)備中存在的聯(lián)鎖關(guān)系并不是簡單的邏輯控制關(guān)系，對于信號的處理是一個較大的系統(tǒng)工程，根據(jù)實際的使用情況，鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備診斷技術(shù)未來的發(fā)展方向?qū)⒂幸韵聨讉€:

(1)故障診斷專家系統(tǒng)走向成熟?，F(xiàn)階段鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的使用范圍以及診斷對象還是有一定的局限。進(jìn)一步改善專家系統(tǒng)，有利于對設(shè)備故障實施動態(tài)、快速的處理。

(2)多種診斷技術(shù)相互融合，取長補短。在鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷的研究中，未來的一個重點就是將多種診斷技術(shù)中的優(yōu)點融合在一起，以便于高效地對故障進(jìn)行辨識和分析處理。

(3)遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。在未來將大量運用視頻圖像監(jiān)測技術(shù)對整個區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)控，對遠(yuǎn)端的故障及時發(fā)現(xiàn)處理，保障鐵路行車安全。

4 結(jié)語

鐵道信號聯(lián)鎖設(shè)備的故障診斷分析是提高鐵路運輸系統(tǒng)安全性的重要保障手段。在未來的診斷技術(shù)研究中，還必須加強對各種新型診斷技術(shù)和方法的研究，相關(guān)診斷理論與實踐的結(jié)合促使故障診斷領(lǐng)域取得長足發(fā)展。

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