馬春英 范予強(qiáng)

摘 要：隨著社會(huì)的進(jìn)步，包括鐵道事業(yè)在內(nèi)的交通事業(yè)，加入了快速發(fā)展的陣營(yíng)。作為鐵道運(yùn)輸設(shè)備不可或缺的組成部分，信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的作用主要體現(xiàn)在保障鐵道運(yùn)輸安全的方面，研究結(jié)果表明，無(wú)論是檢查設(shè)備故障還是檢測(cè)信號(hào)狀態(tài)，都無(wú)法離開(kāi)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備而獨(dú)立進(jìn)行。文章首先介紹了信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的常見(jiàn)故障和故障的診斷方法，然后分析了對(duì)不同故障診斷方法進(jìn)行應(yīng)用的方法，最后圍繞著故障診斷方法在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展展開(kāi)了討論。

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

在諸多可能影響鐵道安全性的因素中，信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備占據(jù)著十分重要的地位。建立符合鐵道實(shí)際情況的信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)，不僅能夠?yàn)殍F道列車(chē)的安全運(yùn)行提供幫助，還能夠改善鐵道人員的工作環(huán)境，提高工作效率。針對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備較易出現(xiàn)的故障展開(kāi)研究，確保在故障發(fā)生后較短的時(shí)間內(nèi)完成發(fā)現(xiàn)、分析、解決等一系列工作，提高鐵道運(yùn)輸具有的安全性就顯得很有必要，本文所研究?jī)?nèi)容自然也就具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障的概述

由于信號(hào)設(shè)備具有分布廣泛、種類(lèi)眾多和數(shù)量較大的特點(diǎn)，信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備自然也會(huì)因此而具備復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn)，以故障發(fā)生時(shí)間為依據(jù)，可將信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的常見(jiàn)故障進(jìn)行劃分，則包括漸進(jìn)性故障和突發(fā)性故障兩種，其中，發(fā)生頻率較高的為突發(fā)性故障。突發(fā)性故障指的是無(wú)法提前預(yù)測(cè)、發(fā)生突然的故障，該類(lèi)故障往往具有明顯的隨機(jī)性。根據(jù)故障呈現(xiàn)度對(duì)其進(jìn)行劃分，則包括功能故障和潛在故障兩種。出現(xiàn)功能故障的原因主要是參數(shù)超出規(guī)定導(dǎo)致系統(tǒng)失效，以故障原因?yàn)橐罁?jù)對(duì)功能性故障進(jìn)行分類(lèi)，可概括為外部故障與內(nèi)在故障兩種，外部故障主要是因?yàn)榄h(huán)境因素變化而引起的，例如，惡劣的天氣情況或其他可能給設(shè)備帶來(lái)干擾的因素；內(nèi)部故障指的是由于某些內(nèi)部因素的存在而引發(fā)的故障，例如，部件發(fā)生變化或設(shè)計(jì)缺乏合理性[1]。潛在故障指的是參數(shù)沒(méi)有超出規(guī)定，但存在偏移、波動(dòng)或其他變化，或者參數(shù)超出規(guī)定但沒(méi)有導(dǎo)致系統(tǒng)失效。以故障帶來(lái)的結(jié)果為依據(jù)對(duì)其進(jìn)行劃分，一般性故障和危險(xiǎn)性故障可以被視為最主要的兩大類(lèi)別；以設(shè)備中故障存在時(shí)間的長(zhǎng)短為依據(jù)，可以將故障劃分為間歇性與永久性?xún)煞N。在應(yīng)用信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備時(shí)，存在的故障具有時(shí)有時(shí)無(wú)的特點(diǎn)，那么該類(lèi)故障就可以被劃分為間歇性故障，但是如果存在的故障滿(mǎn)足穩(wěn)定、可持續(xù)的特點(diǎn)，該類(lèi)故障就應(yīng)當(dāng)屬于永久性故障的范圍。

2 鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備診斷方法的概述

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用于對(duì)鐵道信號(hào)設(shè)備故障進(jìn)行分析、診斷和處理的技術(shù)，也變得更加多元化，現(xiàn)階段，出現(xiàn)頻率較高的故障診斷法包括以下三種，分別是：傳統(tǒng)診斷法，智能診斷法以及信號(hào)處理法。下面就針對(duì)不同的故障處理法展開(kāi)詳細(xì)敘述。

2.1 傳統(tǒng)診斷法

在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)診斷法在針對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備所開(kāi)展故障診斷工作中占據(jù)著主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)診斷法往往需要以工作人員自身的經(jīng)驗(yàn)為依托，換句話(huà)說(shuō)，就是根據(jù)工作人員在維修過(guò)程中獲取的經(jīng)驗(yàn)，完成對(duì)故障的診斷和處理工作。另外，較常使用的傳統(tǒng)診斷法包括推理法、優(yōu)選法和比較法。實(shí)踐結(jié)果表明，傳統(tǒng)診斷法適用于對(duì)監(jiān)視控制機(jī)、執(zhí)行表機(jī)等故障進(jìn)行診斷和解決的方面。

2.2 智能診斷法

作為綜合性診斷法的一種，智能診斷法的特點(diǎn)在于其融合了大量不同的診斷技術(shù)，能夠?qū)Σ煌到y(tǒng)及故障加以判斷。智能診斷法所包含診斷技術(shù)有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)家系統(tǒng)等，正是因?yàn)槿绱?，該法才能夠?qū)π盘?hào)聯(lián)鎖設(shè)備較易出現(xiàn)的不同類(lèi)型的故障進(jìn)行高辨識(shí)度的判斷[2]。專(zhuān)家系統(tǒng)指的是專(zhuān)業(yè)人員以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)搭建的、包含大量專(zhuān)業(yè)知識(shí)和診斷經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)，選擇該系統(tǒng)作為主要工具，能夠?qū)?zhuān)家診斷故障的流程進(jìn)行模擬，從而得出較為準(zhǔn)確的結(jié)論。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指的是模擬人類(lèi)思維，完成故障診斷及處理工作的方法，現(xiàn)階段，該法較常出現(xiàn)在預(yù)測(cè)和識(shí)別故障模式的過(guò)程中。

2.3 信號(hào)處理法

利用信號(hào)處理法對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的故障進(jìn)行診斷的關(guān)鍵步驟，是根據(jù)反饋信號(hào)頻率及其他特征展開(kāi)分析、處理，從而完成設(shè)備故障的診斷工作。對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備而言，選擇信號(hào)處理法作為故障診斷方法的原因，主要是該法具有操作靈活、簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，但這并不代表信號(hào)處理法已經(jīng)趨于完善，在實(shí)踐過(guò)程中不難看出，該法過(guò)于依賴(lài)設(shè)備信號(hào)，且較易被其他信號(hào)所干擾，導(dǎo)致診斷結(jié)果存在偏差。除此之外，信號(hào)處理法自身具有一定的局限性，如果設(shè)備間存在多種相互影響的故障，該法所應(yīng)用的信號(hào)往往難以及時(shí)、準(zhǔn)確的做出反應(yīng)。由此可以看出，信號(hào)處理法適用于對(duì)單一設(shè)備故障進(jìn)行診斷以及處理。

3 鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備診斷方法的應(yīng)用

3.1 信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)

在控制鐵道運(yùn)輸時(shí)合理應(yīng)用信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)，不僅可以對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，還能夠在條件允許的前提下擴(kuò)寬監(jiān)控范圍，提高發(fā)現(xiàn)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備潛在或已經(jīng)存在故障的準(zhǔn)確率，工作人員便能夠根據(jù)實(shí)際情況，確定相應(yīng)的處理措施及方案，避免故障所帶來(lái)不良影響的進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.2 故障樹(shù)分析法

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，故障樹(shù)分析法指的是分析故障出現(xiàn)原因的方法，具體來(lái)說(shuō)，就是以可能導(dǎo)致故障發(fā)生的事件為依據(jù)，制作出相應(yīng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖，在諸多原因中確定最有可能造成直接影響的原因和相應(yīng)的組合方式，最后完成對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障出現(xiàn)幾率的計(jì)算工作，為后續(xù)診斷工作的開(kāi)展提供參考。

3.3 故障診斷與容錯(cuò)控制

（1）故障診斷。

在鐵道信號(hào)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，故障診斷具有的作用是十分突出的，只有定期針對(duì)鐵道信號(hào)設(shè)備開(kāi)展相應(yīng)的故障診斷工作，才能夠保證鐵道運(yùn)輸系統(tǒng)具有的穩(wěn)定性和安全性能夠得到最大程度的提高。

（2）容錯(cuò)控制。

與故障診斷相同，容錯(cuò)控制對(duì)鐵道信號(hào)設(shè)備的安全運(yùn)行同樣具有不容忽視的作用。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)容錯(cuò)軟件、冗余系統(tǒng)加以應(yīng)用，能夠?yàn)殍F道運(yùn)輸系統(tǒng)提供具備良好安全性與穩(wěn)定性的運(yùn)行環(huán)境。

3.4 故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)

在構(gòu)成故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)時(shí)，推理機(jī)構(gòu)、知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和相應(yīng)的獲取機(jī)構(gòu)都是不可或缺的部分。推理機(jī)構(gòu)需要建立在知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)反饋信息數(shù)據(jù)開(kāi)展相應(yīng)的分析、推理工作，完成對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備所處狀態(tài)進(jìn)行判斷的工作。如果通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備已經(jīng)有故障存在，工作人員則可以在第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行重新的分析和評(píng)價(jià)。

對(duì)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)而言，其核心功能是對(duì)故障診斷具有的要求進(jìn)行滿(mǎn)足，保證針對(duì)故障開(kāi)展的排除工作，具備應(yīng)有的合理性及有效性。

4 鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備診斷方法的發(fā)展

4.1 遠(yuǎn)程診斷法的應(yīng)用

在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，遠(yuǎn)程診斷技術(shù)將會(huì)被大量應(yīng)用在對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備存在的故障進(jìn)行分析的過(guò)程中，通過(guò)視頻監(jiān)測(cè)的方式，即使發(fā)現(xiàn)、診斷及排除故障，為鐵道提供安全的行車(chē)平臺(tái)。針對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備開(kāi)展的故障診斷工作，對(duì)鐵道運(yùn)輸具有十分重要的作用，運(yùn)用發(fā)展的眼光來(lái)看待這一問(wèn)題，無(wú)論是系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，還是外部環(huán)境因素的制約，都會(huì)給故障診斷工作帶來(lái)不同程度的影響，因此，想要保證針對(duì)故障所開(kāi)展診斷工作能夠取得應(yīng)有的效果，升級(jí)適用于信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的故障診斷系統(tǒng)，創(chuàng)新故障診斷方法就顯得很有必要[3]。

4.2 不同診斷技術(shù)的融合

現(xiàn)階段，針對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障開(kāi)展的分析和診斷工作，已經(jīng)將重心放在融合不同診斷技術(shù)的方面，實(shí)踐結(jié)果也表明，這樣做能夠在一定程度上提高分析、處理設(shè)備故障的效率，因此，診斷技術(shù)的融合必然是故障診斷的主流發(fā)展趨勢(shì)。

4.3 建立健全故障專(zhuān)家系統(tǒng)

調(diào)查結(jié)果表明，目前，圍繞信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備所開(kāi)展故障診斷工作應(yīng)用的系統(tǒng)，在適用范圍和對(duì)象方面仍舊存在著明顯的局限性，這對(duì)于診斷工作的順利開(kāi)展，具有一定影響。想要解決上述問(wèn)題，關(guān)鍵是根據(jù)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備較易出現(xiàn)故障的特點(diǎn)，改善專(zhuān)家系統(tǒng)，使其更加完善，保證故障診斷具備應(yīng)有的動(dòng)態(tài)性和準(zhǔn)確性，并提高鐵道行車(chē)的安全性。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)上文所敘述的內(nèi)容進(jìn)行分析能夠看出，針對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備展開(kāi)的故障分析工作，是保證鐵道安全運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵，用發(fā)展的眼光看待鐵道事業(yè)的發(fā)展，能夠發(fā)現(xiàn)對(duì)故障診斷技術(shù)加以研究，結(jié)合不同診斷方法，形成綜合診斷系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，另外，深入研究新型診斷技術(shù)，做到理論與實(shí)際相結(jié)合同樣很有必要。希望本文可以在某些方面為從事相關(guān)研究的人員提供幫助，使故障診斷技術(shù)向更加完善的方向發(fā)展。

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[3]占雪梅，張甄.鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備的故障診斷分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（09）：29.

作者簡(jiǎn)介：馬春英（1965），女，河南許昌人，本科，講師，工程師，電工技術(shù) 。