铁道信号联锁设备的故障及处置方式分析

李峥

摘 要：铁道信号联锁设备主要是负责列车运行指挥，在使用中能够全面提升铁道的运输效率，是确保铁道安全运输的重要设备。由于铁道信号联锁设备的工作量较大，因此故障方式也是复杂多样，本文首先分析了铁道信号联锁设备的故障特点，同时阐述了铁道信号联锁设备的故障类型及原因，最后总结了铁道信号联锁设备的故障处置方法。

关键词：铁道信号；联锁设备；故障特点；故障类型；处置方式

中图分类号：F532 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0059-02

随着科学技术的迅速发展，社会经济的不断提升，铁路列车运行控制技术也在不断发展与完善。随着铁路货物运输总量的不断增大，铁路运输成为我国的主要交通运输方式之一。铁道信号联锁设备在铁路运输中发挥着及其重要的作用，必须确保铁路列车的安全运营。

1 铁道信号联锁设备的故障特点

信号设备属于铁路运输生产的重要组成部分，与铁路运输安全有着密的联系。由于铁路信号设备较多，数量大，且分布的范围比较广，运行环境较为复杂。使得引发故障的原因较多，且故障的表现形式也是复杂多样，一旦联锁设备出现故障将会为铁路运输秩序带来较大的影响。

1.1 故障类型特点

按照故障发生的时间可以划分为突发性、渐进性故障。突发性故障指的是在故障发生前，无法进行提前预测，故障的随机性较为明显。渐进性故障是由系统性能、参数能够问题，逐步劣化导致，能够进行提前预测，信号故障诊断为专家系统开展分析预测提供了主要依据。

1.2 故障显现特点

根据故障显现的特点，可以划分为潜在、功能故障两大类。潜在故障指的是系统参数发生的变化在允许的范围内，且参数有明显的变化，能够直观看到参数的偏移、波动，在超过允许范围后，也不会对系统功能造成影响，更不会导致系统功能失效。功能故障指的是系统参数已经发生了变化，超出了规定的范围，导致系统功能失效。

1.3 故障原因特点

故障原因包括内部原因、外界故障。内部原因指的是故障系统设计不当，导致内部的器件发生了变化，进而导致系统故障产生。外界故障指的是，外部环境的影响，比如行车设备对信号设备的干扰产生的故障，恶劣天气导致信号故障，包括沙尘暴、雨雪、风沙等。

1.4 故障性质特点

故障性质分为显性、一般故障。在专家分析系统内，导致严重后果的即是线性故障，其他故障则称之为一般故障。由于故障类型不同，故障导致的影响结果也存在着较大的差异，但并不是每一项故障都会导致严重的后果。一般故障与其他因素结合在一起会造成较为严重的后果。例如：调车信号机蓝灯熄灭列车继续运行、轨道电路分路不良等就属于严重后果。

1.5 故障历时特点

故障历时分为间接性、永久性故障，在信号设备的运用过程中，发生故障自动恢复功能、故障并非长久持续性，称之为间接性故障。故障现象一直持续，故障类型较为稳定的设备故障为永久性故障。

2 铁道信号联锁设备的故障类型及原因

2.1 铁道信号联锁设备故障类型

铁道信号联锁设备按照性质可划分为三类：（1）信号事故。指的是设备维修不良，信号人员作业操作不规范，导致铁道信号联锁设备故障，影响地铁列车的稳定运行。（2）其他信号事故。无法防止的自然灾害，电务设备的材质无法检查，导致信号设备的故障影响了铁路列车的形车时间。（3）信号故障。地铁设备信号不良，影响了正常使用，但是对铁路列车的运行不会造成影响。包括：①信号显示错误，导致道路错误开放、关闭。②道岔不转换、转换错误、道岔表示错误。③错误闭塞、错误解除闭塞。④接车、发车的进路闭塞方式改变，非正常手续发车。

2.2 铁道信号联锁设备故障原因

2.2.1 电源故障原因

端电压存在异常，电压端电压没有主要是因为干电池的连接线断裂，蓄电池引出线腐蚀、端子松动。电压端电压不足，是因为干电池内的电阻增加、炭棒接触性不良、蓄电池漏电现象严重、电源端子短路、共用电源出现串电源现象。电源的端电压不稳定，端子出现松动、存在半接触现象。

2.2.2 电路故障原因

断线故障，可能是电路中的熔丝烧断，有外界原因，线路被切断，轨道的引接线碰端，各类连接线被拉断。半断线故障，多发生于线头的剪力点、导线位置。混线故障，高发于外线路、轨道、局部电路混线。专极错误，可能是因为外线接反。

2.2.3 元器件故障原因

不管何种设备、器材都具有一定的使用期限，若是超过使用期限范围，将会导致部件出现质变。例如：传感器信号故障，轨道电路一次进入过程中，没到计到脉冲，在一般情况下，传感器不计轴。

2.2.4 接触故障原因

接点无法有效接触，手柄、按钮、继电器的接点距离较大。接点氧化、接点间存在灰尘，端子出现松动、焊接线焊接不牢固，出现腐蚀现象。接点断开，节点烧焦，导致接点片脱落。

2.2.5 其他故障原因

機械手柄、按钮、插座接触片的剪刀点被切断，使得弹簧按钮超限，螺丝出现松动、接点位置变动。磁路卡顿、磁铁螺钉脱落。

3 铁道信号联锁设备的故障处置方法

3.1 传统故障处置法

传统故障检测法采取的是手工工业方式，因此对相关故障诊断人员的综合素质要求较高。为了确保传统故障处置法得到高效应用，诊断人员必须要具备扎实的诊断理论，并且自身具备较为熟练的故障处置技术、丰富的故障处置经验，以此确保诊技术人员在面对各项故障时，能够采取合理的传统故障处置法。找出引发故障的根本原因，进而提升故障解决计划的适用性，及时解决铁道信号联锁设备的各类故障处置效率。

通常情况下，故障处置法分为优先、比较等，例如：以朔黄铁路发展有限责任公司使用的交大1A联锁设备为例，在实际的应用中，能够对自身的故障进行诊断处置，诊断出的故障类型均属于常见的故障问题。系统监测到相关故障信号之后，控制线路会及时将故障信息传输到控制台，通过系统的分析，借助信号灯显著故障类型，进而开展相应的报警。就相关研究资料显示，在交大1A联锁设备的应用中，传统的故障处置法能够实现各类故障问题的检验，及时将各类故障问题诊断出来，确保对故障问题的高效处理，进而提升铁道信号联锁设备故障处置的有效性，最大程度维护铁路列车的安全运行。

3.2 信号故障处理法

以铁道信号联锁设备的应用为依据，构建出对应的信号演示模型，及时将收集到的信息发送到控制台，接着控制台对接收到的信息进行分析，主要是分解幅值、频率，对信息记录记性解析，根据解析出的信息，判断设备的状况，进而检测铁道信号联锁设备的故障问题、引发故障的原因，故障的类型等，这类故障处置法就是信息处置法。信号故障处置法在具体的应用中，同样存在一定的不足，主要表现为：这类故障处置法对设备发出的信号存在较强的依赖性，若是在联机设备故障处置过程中，设备的信号被干扰、信号搜集出现遗漏，会导致最终的检测结果出现较大的偏差，影响监测结果的精准性。若是铁道信号联锁设备的故障问题较多，信号故障处置法得到的数据的参考价值不高，通过对比发现判断结果与实际的数据存在着较大的差异，进而影响了信息故障处置法的应用效果。

3.3 人工智能处理法

人工智能故障处理法属于多种处理技术综合在一起的处置法，将神经、遗传。逻辑等处理技术融为一体。即便是复杂的系统故障，均能够做出精准的故障判断。人工神经网络属于一种人为网络模板，主要是模仿人的大脑，开展故障分析，进而选择最佳的处置方式。在模糊的逻辑推理过程中，与人体的思维模式较为相似，进而可以解释各类复杂的故障，科学应用模糊分析法。

随着科学技术的迅速发展，铁道信号联锁设备也在不断的改进，其各类故障的样式也更加复杂，在智能化的发展进程中，联机设备故障问题的处置方法也逐渐在变化。结合相关资料显示，目前应用较为广泛的故障处理技术——人工智能故障处置法。人工智能故障处置过程中，结合了专家、人工神经网络、各类先进的诊断技术，提升了诊断结果的精准性。在铁道信号联锁设备的故障分析、排查过程中，能够借助专家系统的故障处置流程，为各类故障处理提供有效的依据。人工神经网络，通过模拟人的思考方式，及时排查各类故障，进而总结出故障的解决方法，这类故障检测法适用于故障模式的识别、预测。模糊逻辑法借助的是模糊逻辑的结构性质、知识能力，对联锁设备进行分析之后就能够推理出故障的位置、造成故障的原因。

3.4 故障诊断技术应用

3.4.1 故障数分析

故障树故障诊断、分析法，主要是服务铁道信号联锁装置的故障诊断工作，对可能引发故障的因素进行全面分析，进而建立起不同时间、不同故障两者间的关系结构图。应用故障树分析法，能够实现故障诊断、分析，全面提升铁路系统运行的安全性、可靠性，推动铁路列车的高效发展。故障树诊断方式，主要应用于容错计算机的联锁控制系统内，以此提升联锁系统的可靠性、精准性。

3.4.2 故障诊断专家系统

专家系统内的故障处置，会将大量的故障信息保存在数据库、知识库内，在开展推理工作时，会应用到知识库内的各项故障信息。专家系统内的推理机能够对推理之后的信息进行加工，将处理好的测试信息借助显示屏展现出来。在故障处理过程中，若是出现了相应的故障，系统会继续对故障展开分析，确定影响范围、故障具体位置，根据分析出的原因、数据开展深入分析，确定故障导致的结果，进而工作人员可借助故障处置方法，及时有效处理各类故障。故障处理结束之后，继续进行故障处置操作，对铁道信号联锁设备开展故障分析、排查工作。在实际的工作中，故障诊断专家系统，在铁路设备的检测工作中具备较好的应用价值，借助该系统能够确定故障级别、故障类型、故障位置，进而开展具备针对性的故障检测工作，全面提升铁路列车的运行质量。开展故障诊断，主要是为了提升铁道信号联锁系统的可靠性、安全性，能够借助计算机联锁控制系统，有效确保联锁系统故障检测的可靠性。

3.4.3 联锁系统应用

联锁系统属于双赢的操作系统，在应用过程整中能够实现设备故障的诊断、报警处置，扩大了对铁路列车的控制范围。联锁系统内具备三项功能：计算机联锁系统故障报警，区间内自动控制系统故障，能够及时报警，加强铁路信号机检测。计算机联锁系统本身具备较强的查找能力，能够更好的保存各项数据，显现出故障情况。在区间自动控制中，故障报警属于一种运行状态监督方式，能够在不同状态下，发出不同的检测警报。信号机监测是通过在线监测联锁电路，对数据进行深入分析，进而实现故障预防的最终目的。

4 铁路信号联锁设备的发展趋势

随着科技水平的提升，铁路运行方式的转变，信号联锁设备的未来发展趋势主要如下：

4.1 专家系统的发展

虽说在当前的应用中，联锁设备故障处置专家系统内的专家系统本身具备一定的应用效果，但是故障处置范围、规模上还存在着较大的局限性。若是信号监测系统、计算机联锁系统未能和专家系统相结合，进而实现在线故障监测、实时故障查询、动态故障诊断，全面提升故障的处理效率，进而将现场故障处置的作用发挥到极致。

4.2 融合故障诊断技术

将各类故障诊断技术相融合，能够及时克服专家系统内的阻碍，强化不确定因素的处理，将模糊逻辑、神经网络的优势融合在系统内。通过将故障诊断处置技术的模糊性兼顾其中，借助神经网络，提升系统的处置能力，强化了故障模糊诊断质量。

4.3 内部测试技术

内部测试技术是将常规技术、智能技术相结合，促使故障处置技术内兼容数字电路技术、模拟电路技术，提升内部测试的智能性。在智能技术设计、诊断、检测、决策阶段使用智能技术，通过不同层次提升内部测试系统的综合能力，最大可能的降低故障处置技术的维修时间、维修成本。

4.4 智能化诊断技术

智能化技术主要是借助虚拟的仪器，激励诊断结果，实现测试结果输出的智能化、可视化，进而实现对联锁设备不同部件开展实时检测，尽量减少因人为操作的误差，提升检测精准率。远程故障处置技术能够强化系统的监测、诊断、处置、强化检测数据的储存、图像显示。根据联锁系统的特征，及时处理各类故障，确保铁道行车安全，进而全面提升铁道列车运输效率。

5 结语

综上所述，铁路作为当前的主要交通、货物运输渠道，铁路运行顺畅性与国民经济水平的有着密切的关系。朔黄鐵路公司为了确保铁路运行安全，在各个沿线车站均使用了铁道信号联机设备。通过使用有效的故障处置方法，能够确保铁路的运输安全，全面提升朔黄铁路运输效率，进而更好的推动我国重载铁路事业向前发展。

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