铁路信号设备故障分析

王永军

摘要：随着我国交通运输业发展越来越快，铁路信号设备也一直在逐渐完善。关于铁路信号设备的可靠性研究，我国正处于积极的探索中。就我国目前的情况来看，铁路信号设备可靠性还存在一些问题，这就需要采取一些方法策略去提高铁路信号设备的可靠性。对铁路设备的可靠性研究可以从几个方面展开讨论：首先对铁路信号设备可靠性中所存在的缺点进行探究，包括行业标准规范不明确、可靠性模型缺乏和全面的可靠性指标缺乏等问题，其次制定铁路信号设备可靠性的研究策略。

关键词 ：铁路信号设备 ;故障安全模式 ;稳定性

引言

近年来，我国铁路建设事业取得了巨大发展，伴随列车运行速度和行车密度的持续增长，若仅仅通过人工方式进行维护维修很难达到预期效果。在铁路信号联锁系统中，铁路信号设备是控制终端，由于其工作环境不佳，结构组成复杂，极易产生故障问题。单纯依靠人工进行故障排查，不仅耗费人力、物力，还极易产生人为失误，导致故障漏判、错判，将大大影响列车的运行安全。此外，若故障处理时间过长，很可能会出现列车大面积晚点现象，将会严重影响铁路的运营秩序。因此，开展铁路信号联锁故障诊断方法研究具有重要的意义。

一、 铁路信号可靠性设备研究存在的问题

1.行业标准规范不明确我国在推进铁路信号运输设备系统可靠性的技术研究应用方面起步比较晚，我国比较早时期开始进行研究的课题是关于军工业和太空航天工业的铁路信号运输设备系统可靠性技术研究，直到20个世纪60年代开始第一次在我国军工业和太空航天工业中开始实行铁路信号运输设备系统可靠性技术研究，我国在推进铁路信号运输设备系统可靠性技术研究应用方面的技术标准很少，使得我国铁路运输管理方面的技术工作效率大大降低。在关于我国目前制定的《装备可靠性通用文件要求》标准文件中，关于提高铁路信号运输可靠性相关的标准规范比较少，而且这些相关标准规范由于缺乏实际化和工程化应用经验，不一定能够有效支撑目前我国的现有铁路信号运输设备的稳定发展，从而严重影响了目前我国国内铁路运输的健康发展。

2.可靠性模型缺乏铁路信号传输设备系统可靠性分析模型其实是通过一种数学计算法来进行简单的效率分布，而且由于理论计算中的失效率指数要求是固定一年不变，指数效率分布其实也只是一种简单的效率分布，其失效率其实是一个数学常数，在通常实际情况下，我国的关于铁路信号传输设备系统可靠性的模型有关课题研究大部分都主要是通过使用指数效率分布模型来进行处理这些相关研究对象，也就是说，是通过很多的基础物理学和实验方法来计算得出失效率的实验结果。但是大部分的家用电子电器设备中，只有完全排除这些环境因素，失效率才能算是一个重要常数。但是在实际的产品工作使用环境中，机械类型的产品大多数都可能是由于长期使用疲劳产生损耗才可能会产生失效，它的相互作用与失效率之间不能成正比，不能用一个指数疲劳分布模型作为衡量产品工作可靠性的模型。

3.全面的可靠性指标体系缺乏可靠性衡量指标主要是目前衡量我国铁路信号系统设备使用可靠性的重要衡量标准，要根据设备可靠性衡量指标的具体要求标准来进行确定设备产品性能是否质量合格，能否能够进行正常使用，我国以前的设备可靠性衡量指标主要要求包括目前设备故障失效前正常工作的平均时间和目前设备的平均无故障工作时间，我国目前制定的《铁路信号表情可靠性要求评定方法》明确要求表明，铁路信号系统设备使用可靠性衡量指标主要是根据设备使用平均无故障时间指标要求来进行确定的。但是这个数据可靠性高的指标目前只能广泛应用于政府指数数据分布中，其他政府部门任何应用也做不了。因此，铁路信号传输设备的产品可靠性不仅仅是要根据铁路产品的无故障率和使用寿命时间进行评定，还要根据引进更加全面的产品可靠性评价指标体系进行综合评定，以达到推动铁路建设发展的目的。

二、铁路信号联锁故障诊断常用方法

在列车运行中，铁路信号联锁设备是最关键的基础设施，一般来讲，影响铁路信号设备正常运行的因素很多，比如设备质量问题、设备维护不当、人为操作有误等，这些问题的大量出现，均会造成信号联锁设备故障。1） 经验诊断法。经验诊断法是通过人工方式进行的诊断，即利用维修人员的多年工作经验，分析、判断及处理现场设备的故障。比如逻辑法、试验法、调查法、断线法等。2） 人工智能诊断法。21 世纪是信息化的时代，大量先进的信息化技术不断涌向，在铁路信号联锁故障诊断中，人工智能诊断技术应用越来越多，比如神经网络、遗传算法、专家系统、模糊逻辑等，通过这种方式可以将现代信息技术与传统诊断技术有机结合，利用人工智能诊断方法有效识别、诊断设备故障，并预测设备的实际应用状态。比如神经网络算法中的RBF 网络算法，作为一种三层神经网络，RBF 神经网络包含输入层、隐层与输出层。由输入空间变换为隐层空间属于非线性，由隐层空间变换为输出空间属于线性。3） 信号处理法。在故障诊断中，信号处理法是指在发送信号的过程中，信号发出后可能会存在各种各样的问题，信号是否准确、信号频率问题、相关函数问题等，将大量问题收集并处理，通过得出一个准确的判斷。相比之下，信号处理法很简单，但其极易受环境影响，信号稳定性差，很容易产生误判。

三、铁路信号联锁故障处置措施

为了保证铁路运行安全，铁路信号联锁系统由此诞生，作为一种安全性高、可靠性强的系统，铁路信号联锁系统负责保障列车在车站内的调车作业和列车作业。目前，我国车站信号联锁系统应用技术水平越来越高，在设备运营中，由于工作环境恶劣，加上长期大量操作，极易产生故障问题，比如机柜无法正常启动、控制台黑屏、控制台显示全站红光带、联锁设备 FCX-Ⅰ通信中断报警等，因此，必须根据故障诊断情况，采取切实可行的处置措施。

1.无法正常启动机柜故障分析： 监控机、联锁机柜、维修机均出现异常现象，不能有效启动。故障处置： 在保证铁路信号联锁设备电源供电稳定的基础上，按照操作手册要求开启空气开关，了解正常供电状态下电源屏的运行特点，随后将UPS启动，并保证供电稳定。之后将联锁、监控机、维修机及控制台启动，全面系统地检查联锁系统，确认电源板的电源指示灯是否处于亮起状态。

2.大量信息采集不到时： 可能是采集电源故障或采集回线断线，若集中在同一块采集板上，可能是采集板故障或采集板接口松动。处理采集板故障时首先应观察各表示灯是否存在异常，判断故障点，也可以根据驱动、采集表检查那些信息未采集到，判断故障点。

3.充分利用信号集中监测系统等智能化载体，准确掌握信号设备状态，针对性抓好设备维修、养护和故障分析处理。信号微机监测提供了道岔、轨道电路、信号机等信号设备的电气特性。及时利用微机监测信息可以精准的发现设备隐患，及时检查处理，从而预防设备故障的发生。

总结

综上所述，铁路信号传输设备对保证列车行驶的安全起到了非常重要的保障作用，针对铁路可靠性问题研究中可能存在的难点问题及时研究采取合理的解决方式，加强铁路可靠性问题研究的基础工作，在不断加强目前我国大型铁路安全通信运行和提高运行管理效率的研究同时，为我国大型铁路信息事业的进步打下坚实的技术基础，从而推动我国大型铁路信息行业的健康发展。

参考文献：

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