淺析幾個常見鐵路信號設(shè)備故障診斷方法

喬曦

摘 要：鐵路信號設(shè)備在對于鐵路安全運行、鐵路行車信息及時發(fā)布、鐵路運輸效率和鐵路行車人員的工作條件改善、提高等方面有著不可忽視的作用和影響。目前，我國鐵路信號設(shè)備故障以及常見的故障診斷方法有很多，文章對這些常見的故障診斷方法進行了分析，闡述了在鐵路信號故障診斷中的實際運用和目前還存在的不足，希望對未來我國鐵路信號設(shè)備的發(fā)展和提高起到積極的推動作用。

關(guān)鍵詞：鐵路信號設(shè)備；故障診斷；人工智能；方法

引言

伴隨著鐵路事業(yè)的不斷向前發(fā)展和不斷深入，鐵路信號設(shè)備也向著專業(yè)化、自動化和密集化的方向發(fā)展推進。目前我國有不少機構(gòu)和組織對鐵路信號設(shè)備的故障診斷都進行了相應(yīng)的研究和分析，取得了一些新的進展和成果。眾所周知，鐵路信號設(shè)備是鐵路安全運行必不可少的，它對進行指揮列車運行，提高鐵路運輸能力和效率，提高并改善行車人員工作、保障鐵路運輸良好穩(wěn)定安全的關(guān)鍵設(shè)備。鐵路信號用特定的裝置設(shè)備的顏色、形狀或用儀表和音響等設(shè)備裝置向鐵路行車相關(guān)的工作人員傳遞出機車車輛運行和設(shè)備狀態(tài)的實況信息，及時發(fā)布指示和命令等方面的內(nèi)容和信息。就目前我國的發(fā)展現(xiàn)狀來看，鐵路信號主要包括有鐵路區(qū)間信號、列車車站信號和駝峰調(diào)車控制等項目內(nèi)容。信號是指揮火車的命令，也是告誡人們要時刻注意鐵路安全的警示語和溫馨提示。

對有關(guān)的鐵路的信號的掌握對保證自身安全是大有裨益的，它也是一種生活常識。鐵路信號按作用可劃分為指揮列車運行的行車信號和指揮調(diào)車作業(yè)的調(diào)車信號；按信號設(shè)置的處所可劃分為車站信號、區(qū)間信號，以及行車指揮和列車運行自動化等；按信號顯示制式可劃分為選路制信號和速差制信號；按結(jié)構(gòu)可分劃為臂板信號、色燈信號、燈列信號以及機車信號機。鐵路信號設(shè)備總體上可分為三大類：一是信號機，二是標志，三是表示器。隨著科技的普及和廣泛應(yīng)用，鐵路信號在元部件制造方面向著小型化、固態(tài)化、高可靠性方向發(fā)展；在設(shè)計方面朝著故障自動檢測、高可用度、自動診斷、與計算機、微處理機相結(jié)合的方面發(fā)展；在安裝施工方面朝著模塊化和工廠施工化的方向發(fā)展；在使用方面正向著無維修或高度自動化、少維修、智能化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)鐵路信號設(shè)備故障診斷方法過去過于依賴個人能力，無法如實客觀反映問題，未來診斷系統(tǒng)的智能化趨勢會成為系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，需要加大對鐵路信號系統(tǒng)的建設(shè)力度和強度，通過不斷的研究和摸索，應(yīng)用相關(guān)的高新技術(shù)和成果，不斷完善故障診斷機制。

1 常見鐵路信號設(shè)備故障診斷方法及措施分析

為了提高鐵路信號設(shè)備工作的安全性和準確性，采取必要的措施對其運行實況進行監(jiān)測和故障診斷對設(shè)備的良好運行時大有裨益的。然而，因為控制設(shè)備本身構(gòu)造復(fù)雜，尤其是控制電路極為復(fù)雜，受到設(shè)備使用和操作環(huán)境等因素的影響，容易造成設(shè)備故障的原因多方面的，具有明顯的隨機性、不確定性和模糊性。鑒于此現(xiàn)狀，十分有必要建立和開發(fā)專家系統(tǒng)以對鐵路信號設(shè)備故障進行準確的分析和診斷，可以提供輔助性的決策對此很有幫助，可以提高現(xiàn)有的對鐵路信號設(shè)備裝置的技術(shù)水平。以鐵路信號設(shè)備故障處理技術(shù)的歷史發(fā)展脈絡(luò)為考慮，可以將針對鐵路信號設(shè)備故障所采用的方法和診斷氛圍這樣四大類，分別是：傳統(tǒng)的鐵路信號設(shè)備故障診斷法、機遇鐵路信號設(shè)備故障處理方法、基于解析鐵路信號模型法以及基于人工智能專家系統(tǒng)故障診斷方法。

1.1 傳統(tǒng)故障診斷方法

所謂傳統(tǒng)故障診斷方法有賴于信號設(shè)備維修人員，依靠設(shè)備故障所存在的問題，對此進行的把，這需要維修人員有維修的經(jīng)驗和能力技術(shù)，來到現(xiàn)場進行實地分析、考察以提高判斷和處理故障的準確性。這些維修人員主要常用方法有這樣幾種：比較法、校核法、代換法、觀察檢法、優(yōu)先選擇法、實驗分析法、邏輯推理法等。通過這些不同的方法和技巧，可以檢查出鐵路信號設(shè)備故障出現(xiàn)的原因和大體位置以便于進行接下來的維修工作的順利進行。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，利用大型計算機聯(lián)鎖設(shè)備和設(shè)施，對傳統(tǒng)的故障方法進行了故障處理和診斷工作。可以對硬件故障中的控制臺按鈕損壞情況或者連線斷線的問題、按鈕采集板損壞、鐵路聯(lián)鎖機光電隔離板損壞等問題的出現(xiàn)進行故障診斷和軟件故障診斷。以上這些都是傳統(tǒng)故障診斷中咋實際處理故障問題時所經(jīng)常用到的方法。

1.2 信號處理法

信號處理法一般而言是利用信號模型，這些信號模型檢測出鐵路信號，從而順利診斷出鐵路信號設(shè)備的故障。信號處理方法的長處很明顯，這個放放的不需要對象的準確模型，有很強的適應(yīng)性和應(yīng)用性。信號處理操作方法簡單容易實現(xiàn)；但與此同時，短處也很明顯，在于信號處理法對信號的檢測和處理結(jié)果的依賴性太強了，這樣會帶來不穩(wěn)定因為信號噪聲的影響而不穩(wěn)定，這種方法在現(xiàn)實使用中一般只在于特定信號診斷或某些特定故障時采用這個方法處理故障。當所面對的診斷對象太龐大太復(fù)雜，需要多增加檢驗手段、方法、策略和加大計算量，這樣會使得診斷系統(tǒng)局限性太強，一般來說只適用于某一具體的系統(tǒng)或折具體的故障的診斷，在擴充使用領(lǐng)域和擴大應(yīng)用對象方面是有難度的，不容易實現(xiàn)，在現(xiàn)實中對鐵路信號故障處理存在受限的方面，使用起來便利性和實用性受到影響。

1.3 解析模型法

所謂解析模型法以診斷對象精確，并已經(jīng)建立號數(shù)學模型的基礎(chǔ)之上的一種診斷故障方法，它的運用涉及到相關(guān)的數(shù)理統(tǒng)計和解析函數(shù)等數(shù)學方法一旦系統(tǒng)中存在故障，那么系統(tǒng)的輸入和輸出方面就會相應(yīng)有所改變，這些改變會相對應(yīng)地反映在解析模型中，這里用到的是數(shù)學模型。所以說，通過對數(shù)學模型的觀測，分析參數(shù)的變化可以利于判定出該系統(tǒng)是否存在故障和問題這個方法的有點事對深入研究系統(tǒng)本質(zhì)的動態(tài)性質(zhì)大有幫助。

1.4 人工智能故障診斷法

人工智能故障診斷法是通過對專家系統(tǒng)的利用、模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的使用等來進行故障診斷和其他的傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的一種診斷方法，是以診斷對象進行狀態(tài)識別、狀態(tài)預(yù)測和狀態(tài)判斷和推理，通過模擬專家決策的過程來解決那些要用到專家來解決的復(fù)雜性問題。

2 結(jié)束語

鐵路信號故障的類型及現(xiàn)象有很多種，不僅涉及的設(shè)備種類多，而且由故障帶來的各種現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因、形式十分復(fù)雜，有的故障具有很大的偶發(fā)性和模糊性，因此故障診斷問題具有非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的特征，鑒于此，十分有必要通過相應(yīng)的診斷故障的系統(tǒng)和方法，為故障診斷分析決策提供可靠準確的依據(jù)。綜上所述，傳統(tǒng)鐵路信號設(shè)備故障診斷方法過去過于依賴個人能力，無法如實客觀反映問題，未來診斷系統(tǒng)的智能化趨勢會成為系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，需要加大對鐵路信號系統(tǒng)的建設(shè)力度和強度，通過不斷的研究和摸索，應(yīng)用相關(guān)的高新技術(shù)和成果，不斷完善故障診斷機制，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定且應(yīng)用范圍廣泛的故障診斷技術(shù)，以確保鐵路信號設(shè)備穩(wěn)定運行，有效推動鐵路運輸?shù)牧夹越】捣€(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]杜潔.基于故障樹技術(shù)的鐵路信號設(shè)備診斷專家系統(tǒng)的實現(xiàn)方法研究[D].2009.

[2]張大威.鐵路信號故障診斷專家系統(tǒng)探討[J].鐵道通信信號，2011.