铁道信号联锁设备的故障分析

杓顺寿

摘要：铁路是我国交通运输的重要一环，做好铁路工程建设不仅方便人们的出行，还能推动社会工业运输的发展。在铁路运行过程中，信号联锁装置很容易受到各方因素的影响而发生故障，还能影响铁路交通运输的效率和安全。所以铁路运输企业应高度重视信号联锁设备的故障问题，日常工作中合理构建铁道信号联锁设备的安全管理体系，再定期检修与维护，这可大幅降低信号联锁设备的故障率，铁路运输的安全性、可靠性也能得到保障。针对此，本文围绕铁道信号联锁设备进行分析，对其故障诊断进行了探讨。

关键词：铁道；信号联锁设备；故障

引言：铁路运输中，车站信号装置十分重要。在日常运行过程中这一装置可以监测、控制铁路信号，并保证铁路运行的安全性、稳定性。然而，铁路运输中的信号联锁设备很容易受到各种因素的影响而出现故障，如设备质量不合格、工作人员对设备的操作不合理以及受到环境因素影响等，这些问题会直接或间接导致铁路信号设备的功能损坏，无法顺利、精准地监测铁道信号。而若无法掌握铁路信号，很可能为铁路运行带来安全隐患，所以铁路运输企业应注重对信号联锁设备的故障检测。

一、铁道信号联锁设备的发展背景

随着国民经济水平的升高，社会生产力逐渐提升，其推动了我国交通运输业的蓬勃发展。随着交通运输业的持续扩张，企业的生产活动以及民众的出行变得更加便捷。然而，我国交通运输业的应用范围日益扩大，给该领域造成了巨大的负担，也为其安全性带来了潜在的风险。铁路作为交通运输领域的核心工具，其运行过程中的信号联锁设备的职责就是实时监测并确保铁路运行的安全性。铁路运行过程中，信号联锁设备的安全性直接影响着铁路的正常运行。因此，为了确保铁路运输工作的顺利和稳定，铁路运输企业应高度重视信号联锁设备的安全。

二、信号联锁设备故障的特点

铁路运输生产中，信号联锁设备扮演着十分重要的角色，对保障铁路运输的安全性起着决定性的影响。由于信号设备的种类繁多、数量庞大、分布广泛、使用环境复杂，所以设备故障的种类、故障发生的原因以及具体表现各不相同，一旦出现信号联锁设备故障，很容易影响铁路的正常运输，还易对人们的出行安全造成威胁。

（1）根据故障的发生时间，可以将其划分为突发性故障和渐进性故障。前者是在故障发生之前无法预先测试和预测，且呈现出随机特征；后者则是因系统性能和参数逐渐下降而导致的设备故障，这是信号故障诊断专家系统分析的核心部分。

（2）根据故障的显现程度，可以将其划分为潜在故障和功能故障[1] 。潜在故障是指系统参数的变动未超出规定的范围，但是已经发生了明显的偏移或波动，或者虽然超出了规定的范围，但还没有引发系统功能的失效；而功能故障则是指系统参数的变动已经超出了规定的范围，并且已经引发了系统功能的失效。

（3）根据故障的起因，可以将其分为内部故障和环境故障。前者是由于系统设计不合理或者内部元件的改变导致；后者则是由于系统外部环境的变化而引发，例如其他行车部门的设备和工作对信号设备的干扰，或者是恶劣天气如雨雪风沙等引发的故障等。

三、铁道信号联锁设备的故障分析法

（一）传统故障诊断法

传统的铁路信号联锁设备故障诊断方法，依赖于维修人员多年来的信号设备维修经验，即解读和评估出现的故障，并制定相应的处理方案。传统的故障诊断方法包括优选法、逻辑推理法以及盘面压缩法等。以某一微机联锁设备为例，其具备自我诊断故障的能力，常见故障以非潜伏性故障为主。一旦发生故障，可以通过相关的控制线路在控制台上显示出来，观察一些指示灯的状态便可发现故障。实践表明，传统的故障诊断技术可以有效地处理微机联锁设备的执行表机和监视控制机等的故障问题。

（二）人工智能故障诊断法

人工智能故障诊断方法是一种整合多种检测手段的全面检测方式，可以精确分析各类复杂的系统故障。该诊断方法将专家系统、人工神经网络等诊断技术有机结合，在判断铁路信号设备的多种故障上具有极高的精度。专家系统是一个由专业人员构建的电脑诊断软件，其汇集了大量的专业知识和诊断经验。利用该系统可以模拟专家处理设备故障的步骤，从而为解决设备故障提供支持。人工神经网络法是一种借鉴人类思维模式来判断并处理设备故障的检测工具，该技术主要运用于故障识别以及预测领域。至于模糊逻辑法，则是以模糊逻辑的结构化知识的表达为核心，其逻辑推导过程与人的思考模式非常接近，所以对于解决复杂的设备故障尤其有效[2] 。通过应用模糊逻辑诊断方法，能够高效推理微机联锁设备的故障，从而迅速定位故障点，并得出最后的诊断结论。

（三）信号处理法

信号处理法是一种通过构建信号模型，分析并处理反馈信号的幅度、频率等特性而确定设备故障的方法。在信号设备故障诊断的过程中，信号处理法的应用效果极佳且适用性良好，操作步骤简洁易行，但也存在一些不足，即过于注重设备的信号，容易受到外部环境信号噪音的影响。另外，信号处理法在识别各种故障方面存在一定的局限性，不能有效反映设备之间的相互影响。如果被检测的设备过于复杂，那么信号处理法很难发挥其效用，因此，这种方法更适用于单一设备系统的故障诊断。

四、铁道信号联锁设备故障诊断技术的相关应用

（一）故障诊断专家系统的应用

故障诊断专家系统由六个部分构建而成，其中知识库与数据库的核心作用是保存故障相关信息，这些信息可供推理机使用。另外，推理机可以进一步处理推理后的数据信息，能够将处理好的结果通过显示器清晰地展示出来。对于故障的检测流程，主要包括整合并分析铁路运输的各种信息，还可根据分析得到的数据综合判断铁路运行是否存在故障[3] 。如果已识别出故障，需要确定故障发生的地点和影响的区域，还要确定故障可能产生的后果。实际工作中，维修人员应依照故障的诊断数据进一步处理，故障处理后还需要再次进行故障诊断操作，并持续检测铁路信号联锁设备的故障。

（二）故障树的应用

故障树主要用于辅助识别和判断故障。其运作原理如下：首先对导致故障的所有原因进行数据分析，再用树状的图案进行展示。把系统和相应零件的潜在影响以及导致故障的可能原因结合在一起，可以为研究人员展示导致故障的多种原因组合，有助于他们深入探究故障发生的原因。此外，故障树还展示了不同原因组合的不同发生率，也能帮助人员找到故障出现的原因。

（三）故障诊断系统的应用

故障诊断系统是一个由多个应用模块构建的整体性诊断平台，这些模块包含知识库、数据中心、推理模型、知识提取模块以及用户操作人员等[4] 。该系统能够自动评估和分析各类故障的发生情况，并找出故障的根源。在处理设备故障之后，故障诊断系统还会再次诊断、评估，以确保故障得到全面解决。

结束语：

总而言之，铁路运输对于国家经济的增长以及人们的出行至关重要，作为整个交通运输行业的支柱，铁路交通运输的发展进程仍在加快。对于铁路信号联锁设备的故障诊断分析方法和相关技术的使用，是确保高铁运输系统稳定运行的关键，只有不断提高故障诊断的技术水平，才能使故障诊断领域取得实质性的突破，从而推动我国铁路运输业的稳定发展。

参考文献：

[1] 宋少鹏. 浅谈铁道信号联锁设备的故障诊断[J]. 中国新通信,2019,21(5):169.

[2] 苏旭东. 铁道信号联锁设备的故障及处置方式探讨[J]. 越野世界,2023,18(4):61-63.

[3] 马春英,范予强. 铁道信号联锁设备的故障诊断的研究[J]. 科技风,2018(16):73,75.

[4] 李博含. 铁道信号联锁设备的故障诊断分析[J]. 百科论坛电子杂志,2018(9):266.