铁路信号设备联锁安全预控管理
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【摘要】作为信号基础设备的计算机联锁在铁路信号控制系统，近几年也得到了迅速发展，铁路信号联锁安全预控管理，按照用程序控制过程，用过程保障结果的管理理念，使联锁安全由被动受控向主动预控转变，使设备设计、施工、维护等单位的协同管理标准化、规范化，使管理层操作层执行层在生产作业和管理工作中实现合理地人机联控、岗位自控。
Abstract：computer interlocking signal infrastructure in railway signal control system in recent years has been the rapid development of railway signal interlocking safety pre-control management, in accordance with the process to protect the results of the process of program control, management philosophy ,interlock safety to take the initiative to pre-controlled by passive controlled, collaborative management standardization, standardization of equipment design, construction, maintenance and other units, so that the management operation level to executive level in the production operations and management to achieve a reasonably human-machine joint control, self-control positions.
Key words：railway signaling equipment interlock safety pre-control management
中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：
一、铁道信号联锁设备的故障诊断
1、传统的故障诊断方法
依靠技术人员对设备故障机理的把握程度和经验，进行分析、判断和故障处理。主要方法有逻辑推理法、优选法、比较法、断线法、校核法、试验分析法、检查法、调研法、逐项排除法、仪表测试法等。
2、信号处理法
一般利用信号模型，如相关函数、频谱、自回归滑动平均、小波变换等，分析可测信号，提取方差、幅值、频率等特征值，检测出故障。这些方法简单方便。
3、解析模型法，它建立诊断对象精确数学模型的基础上，运用数理统计、解析函数等数学方法，对被测信息进行处理诊断。但在实际诊断中，经常难以构成被诊断对象的精确数学模型，加上大型复杂设备的非线特征，限制了解析模型诊断法的使用效果和范围。
4、人工智能故障诊断法，是利用神经网络、遗传算法、模糊逻辑、专家系统等进行诊断以及与其他传统技术相融合的诊断技术，构成以诊断对象进行状态识别、故障辨识和状态预测的故障智能诊断系统。这种诊断方法有：神经网络故障诊断法、遗传算法故障诊断法、模糊逻辑故障诊断法和专家系统故障诊断法等。
随着电子技术计算机技术及信息技术的发展，智能故障诊断技术广泛应用在铁道信号设备，为故障分析和诊断提供了现代化辅助决策工具。为提高故障预防和状态维修的水平发挥了重要作用。
二、可靠性与安全性技术保障
保障性是指道岔电子控制模块的设计特性满足实际使用要求的能力。通过可靠性、维修性设计以及测试性设计。能够使设备在实际应用中具有高安全性、高可靠性的技术保障。另一方面通过模块的技术保障设计，使模块得到所要求的保障资源和措施，在这个过程中，需要进行深入的技术保障分析，使设备的设计与技术保障措施达到最佳的匹配，保障系统以最佳的寿命周期，完成和实现应用领域的控制要求。
道岔电子控制模块的设计特性主要包括可靠性、安全性、易维护性、测试性、运输性、保障性、标准化等等，其重要性显得尤为突出的是可靠性和安全性，而达到高可靠性和高安全性的基础就是模块可靠性、安全性的技术保障。
1、硬件技术保障
硬件电路性能的好坏直接影响整个系统工作质量，应用硬件抗干扰措施是经常采用的一种有效方法。通过合理的硬件电路设计可以削弱或抑制绝大部分干扰，在道岔电子控制单元的硬件设计中，主要采取了以下几种保障措施：
1)尽可能的采用电流器件，减少使用电压器件。因为干扰都是以电压的形式出现的，而形成电流必须有一定的能量，所以少使用电压器件可以收到事半功倍的效果。
2)在模块设计时，选用性能好、质量高、参数稳定性好的元器件。对电阻功率、电容的耐压必须有储备系数，储备系数均须大于1．5。
3)充分考虑电源对单片机的影响，电源做得好，整个电路的抗干扰就解决了一大半，单片机对电源噪声很敏感，在该系统中采用给单片机电源以及逻辑电路加滤波电路，以减小电源噪声对单片机的干扰。
4)电路板合理分区，比如强、弱信号、数字、模拟信号等。在道岔控制单元中，设计时将继电器等较大干扰源和MCU等敏感元件远离。
5)用地线把数字区和模拟区隔离，数字地和模拟地也进行了分离，最后接于电源地。
2、软件技术保障
对于数据信息的传输，采用了正反码重传的冗余结构，即任意一条来自CAN总线的控制命令都可以在两个MCU中同时执行。另外可以采用16位CRC编码校验技术，从而保证了信息传输过程中的安全性，对于数据信息的存储，采用了定时刷新的措施,MCU周期性的自检、刷新其内存中的数据信息,保证与原始信息的一致。
三、建立常态化联锁安全应急管理流程
将日常故障处理、临时过渡施工、配合施工中积累的联锁安全管理经验和做法，按照“风险识别、系统评估、卡控措施、反馈信息的步骤制定成常态化工作流程。各级联锁管理人员在信号设备发生故障到达现场后，按照流程要求，查明故障原因，积极进行修复，确定联锁试验范围名称、项目，故障处理完毕及时将相关试验表格上报段调度。
对特殊中岔、场联、坡道、引导、道口、专用线设备等进行详细检查，利用段局域网平台，将特殊设备分布、原理、试验方法及维护注意事项登录在段信息网络平台上，方便车间学习、交流，强化联锁试验应急演练。落实卡控措施，坚决杜绝联锁试验缺项、漏试，联锁试验不彻底盲目开通使用等违章行为。
四、建立联锁安全信息快速反馈机制
建立《联锁安全问题库》。对铁道部、路局、电务段检查监测诊断发现的问题，全部建档入库，分类管理，动态更新，及时处理各类隐患和问题。运用电务试验车轨检车检测、用户回访、机电联劳等方式，对问题处理进行跟踪验证，闭环处理。
健全联锁安全信息诊断评估制度，建立段车间2级固定设备和移动设备安全运行信息诊断评估网络，明确评估标准，实现联锁安全信息资源的科学合理利用，形成指导安全生产的有效依据强化联锁图纸档案管理，做到信息化、标识化，制定落实5项管理要求: 每个车站相同的局部设备如有多套不同图纸必须合成为一套完整的图纸；工区、车间、电务段存放的同一个车站的图纸必须完全相同；室外箱盒内的图纸必须与车站整套图纸中的局部设备图纸完全一致；所有图纸应做到与实物配线完全一致；整套图纸应做到不缺图页、不缺边少角、张张清晰，并装订整齐。
五、建立联锁安全综合试验机制
强化计算机联锁修改软件仿真试验记录管理，针对部分软件厂家在仿真试验初期对发现问题、主要原因、处理措施等无任何记录的现象，电务段严格执行部 局规定，建立健全了计算机联锁仿真试验报告制度，在每次仿真试验时，由联锁软件研制单位和设备管理单位共同出具仿真试验书面报告，内容包括: 车站名称 试验日期、双方参加试验人、试验项目、发现问题、处理结果等，并由双方单位试验人签字。对完成仿真试验后的联锁软件芯片必须进行封存管理，研制单位和设备管理单位同时在封条上签字，现场施工封锁当天双方共同确认原封装良好后进行开封，如设备管理单位发现事前已经开封，应拒绝现场软件更换。
结语
总之，信号联锁是指通过技术方法，使信号、道岔和进路必须按照一定程序并满足一定条件，才能动作或建立起来的相互关系，确保联锁关系正确是信号设备设计、制造、施工、维护应遵循的基本原则，联锁错误或失效都将直接危及行车安全，以强化现场预防控制为重点，严格执行联锁纪律，严抓联锁责任制落实，实现了安全生产的持续稳定。
参考文献
[1]赵志熙等编著，计算机联锁系统技术[M]．北京：中国铁道出版社，2003.93-203．
[2]胡昌华、许化龙，控制系统故障诊断与容错控制的分析和设计[M]．北京国防工业出版社，2000．