铁路信号连锁故障的诊断

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摘要：随着我国铁路建设的不断发展，铁路连续装置也越来越重要。但是由于种种原因，铁路信号连锁装置出现了许多问题，如果这些问题没有及时进行很好的检测与措施的处理，会对铁路运行产生重大的安全隐患。本文对铁道连锁信号装置作全面的了解，并且对影响铁路信号出现故障的因素进行分析，最后笔者提出了故障诊断方法以及应用。

关键字：铁路信息、连锁故障、诊断分析

中图分类号： F540.3文献标识码：A

引言

随着经济的不断发展，铁道行业也得到了突飞猛进的发展，尤其是高铁行业也得到了快速的发展。铁路运输是整个交通运输行业的脊梁，为国民经济提供良好的经济服务。铁路车站信号装置的运行情况直接关系到铁路运行的安全性以及运行的效率，是保障铁路运行管理的重要设备。在铁路运行的过程中，对铁路信号的监测与控制，保障铁路运输的的稳定性与安全性至关重要。在实际的运输过程中，由于受到诸多因素的影响，铁道信号设备会出现一些故障，例如产品质量故障。人为操作故障、设备运行故障等，这些故障如果没有及时进行很好的检测与措施的处理，会对铁路运行产生重大的安全隐患。为此，本文主要进行铁道信号连锁装置故障诊断方法的研究，具有重要的实践工程意义。

二、铁道连锁信号装置

随着技术的不断发展，铁道信号从布线逻辑的继电器连锁方法向着计算机连锁设备转变，改变了原有方式的效率低下，故障定位不准确、维修不方便等问题，在现在的铁路行业具有重要的作用。其主要由连锁机构、监控机器、执表机以及维修机，构成了一个完整的系统。其中连锁机构可以进行自动切换以及热备等，而其他监控机器可以进行调试维修。

整个计算机连锁信号可以有控制与检测模块，连锁控制模块，输入输出模块，通信模块。各个模块之间构成了一个统一的整体。信号在传递的过程中，通过一定的信号编码以及冗余技术，实现信道的安全性。另外对信号的输入环节采用光电隔离的方式，实现信号的防干扰的能力。

为了减少危险性，提高系统的安全性，可以采用相互关联的两重系统结构，利用安全性与可靠性的冗余措施，可以有效地减少设备发生故障时候，系统停止工作的概率。当系统运行的过程中，通过对现场道岔定反位控制、报警、轨道电路占用等方面检测，实现了列车运行的安全性与可靠性，其中最为重要的实验是进行进路连锁的检测。

故障因素分析

1、电气化条件对信号系统的影响

作为弱电系统，信号设备在电气化铁路中处于从属被动的地位。电气化铁路属于强电系统,它具有额定电压高、牵引电流可达到数百安培甚至上千安培、电力机车为非线性负载,在整流换相和运行过程中会产生大量谐波成分等特点。这些特点构成了电气化铁路对信号设备干扰的基本原因。从干扰的种类来说,可分为传导、感应、辐射三种形式。不同的信号设备对不同类电气化干扰的反应不同,因此,具体的信号设备所采取的措施各不相同。

2、外部因素对信号系统的影响

每一个系统都有其固有的结构和组织形式,各组成部分不仅受设备本身技术水平和实现方式的影响,同时也受外部环境的影响。铁路信号设备的信号采集除来自列车和轨道系统外,车站和区段调度所还通过强风、雨、雪检测器及立交处防落物检测器采集的信号发出限速或停车指令;人的因素是铁路信号系统的主导因素,不论在列车正常运营的管理、信号的采集分析和判断以及指导铁路运输作业方面,还是在非正常运营条件下对设备的维护保养,特别是局部区段发生故障后的信号处理和指挥,这些都直接影响着列车的运输等。

故障诊断方法的应用

1、故障诊断专家系统

在铁道运输中，故障诊断专家系统也得到了广泛的应用。其结构由六部分组成，其中知识库与数据库是进行故障信息的存储，推理机将知识库中的知识进行运用，并将其推理后进行数据的解释分析，在界面上直观的显示出相关的测试信息。整个诊断的过程中，动态的将运行中的实时数据信息进行推理分析，来判断铁路运行过程中是否发生故障，发生了故障是在什么位置以及故障级别等，进行故障结果的判断与评价，为故障的排除提供了数据依据从而进行故障的处理。处理完成后，重复进行以上操作。这个系统在铁路设备检测过程中得到了广泛的应用，是一个比较实用的故障诊断系统，可以进行故障位置、故障类型与故障级别等的诊断与分析。

2、故障树分析方法

故障树分析方法主要是采用逻辑的方式进行故障的分析，它是一种倒立树状的逻辑因果关系图的方式来进行描述各个事件之间的关系。本方法应用在铁路连锁装置的故障诊断中，通过对发生故障的诸多因素进行分析，建立起不同的事件与故障的逻辑关系图，通过此方式可以作为一种故障诊断与分析的方法之一。例如：在铁道连锁装置中采用故障分析的方法首先进行系统的整体参数与状态熟悉，根据铁道连锁事故的统计来确定顶上事件，经过统计分析够确定铁道连锁事故发生的概率，并查到相关的因素与原因；然后根据原因的因果关系，画出故障树，然后进行分析得到事故发生概率。

3、解析模型法

所谓解析模型法是指运用数理统计、解析函数等数学方法进行信息处理的方法。这种方法是被建立在诊断对象精确数学模型的基础之上的。运用解析模型的方法高智商地建立数学模型的方法是非常实用和有效的。因为在系统出现了故障的时候，跟着改变的是系统的输入输出关系。我们根据数学模型可以发现这些问题，然后通过对数学模型的检查再判断是不是有故障出现，进而采取有效措施解决故障。我们可以了解系统内部的具体问题，并且进行合理的预测和解决。这种方法对于高科技的运用非常到位，有很多研发能力非常强高科技的操作人员参与进来，对于故障的解决以及及时处理突发事变的能力的塑造非常有效。我们在故障检测和处理的时候应该多考虑这种方法，及时地处理故障。铁路信号故障进行检测，从而为这些故障的解决提供行之有效的办法。数学的运算方法在这一方法中得到了淋漓尽致的运用，人类的智慧表达了人类对于解决现实问题的超然物外的优越性。

4、铁路信号连锁系统应用

铁路信号连锁系统在运行过程中，通过对网络连接的工作状态进行监控。当某个网络节点发生故障时候，可以通过发出报警信息来提示相关人员，并进行故障的记录。在监视的过程中，对各类接口的运行情况包括电源电压，轨道接收电压以及电压波形曲线等，进行数据的分析得到结果，从而可以来预测出铁路信号连锁系统中存在的故障隐患。当在进行铁路连锁装置的进路测试环节，必须进行相反进路不能同时开放，保证进路能够正常的解锁的功能。铁路信号计算机连锁系统可以进行铁路运行段的故障报警，系统报警以及铁路信号的过程监控，对设备的故障进行实时的检测与诊断，以报警的方式提示给相关的工作人员，从而实现对机车运行状态的监督。

5、铁路信号连锁设备故障诊断方法发展

铁路信号连锁设备故障诊断方法虽然都得到了很广泛的应用，但是整体来说各个不同的方法都存在着一些不足的情况。故障诊断专家系统应用的范围比较局限，整体的应用性还是初级阶段，因此在故障检测环节将监视系统、维修机与专家系统实现有效的结合，能够准时的进行故障的查询与诊断是一个发展趋势。随着技术的不断的发展，将常规技术与智能化技术相结合，实现多层次的有效地提高检测能力，提高智能化检测水平以及信息处理能力，便于诊断的数字化与可视化，减少费用以及人为的影响因素，提高检测的准确性。同时可以采用远程故障诊断技术的方法进行监测、诊断、记录以及图形处理的功能，将故障诊断与容错控制技术有效地结合起来，根据连锁系统的特点，进行故障的及时处理，保证机车的安全与铁路运行的效率。

五、结束语

总而言之，铁路连锁装置由于受到诸多因素的影响，直接影响着铁路运行的安全与可靠性，因此进行故障诊断与检测至关重要。将故障诊断和科学的方法结合能够有效地提高了信号连锁设备的故障诊断的能力。

参考文献：

[1] 杜秋香：《快速开关盖式压力容器安全连锁装置》，《煤炭技术》，2005年10期

[2] 王海燕：《燃料运输铁路信号微机联锁系统技术改造》，《科学之友》，2011年12期

[3] 尚淑芳：《浅析铁路信号设备的防雷设计》，《数字技术与应用》，2010年03期

[4] 李制军：《浅议电气铁路牵引供电对铁路信号设备的影响》，《西铁科技》，2009年09 期