王宏圖

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)交通事業(yè)的不斷進(jìn)步，鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備在我國(guó)鐵道交通運(yùn)輸中占有越來(lái)越重要的地位。主要是因?yàn)殍F道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備是列車時(shí)刻表能夠有序安排列車安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，對(duì)于提高鐵道的運(yùn)輸、生產(chǎn)和管理能力，提高鐵道運(yùn)輸效率有著不可替代的作用。

關(guān)鍵詞：鐵道信號(hào)；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖；故障-安全診斷

一、信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障多樣性和復(fù)雜性特點(diǎn)

1.1 按照故障發(fā)生的時(shí)間歷程，分為突發(fā)性故障和漸進(jìn)性故障。突發(fā)性故障是指發(fā)生故障前，不能提前測(cè)試與預(yù)測(cè)，表現(xiàn)出明顯的隨機(jī)性；漸進(jìn)性故障是由系統(tǒng)性能、參數(shù)的逐步劣化而產(chǎn)生的，是信號(hào)故障診斷專家系統(tǒng)分析的基本內(nèi)容。

1.2 按照故障的顯現(xiàn)程度，分為潛在故障和功能故障。潛在故障是系統(tǒng)參數(shù)變化并未超過允許范圍，但其參數(shù)已有明顯的變化，發(fā)生了偏移或波動(dòng)，或超過允許范圍但還未導(dǎo)致系統(tǒng)功能失效；功能故障則是系統(tǒng)參數(shù)的變化已經(jīng)超過了規(guī)定范圍，并導(dǎo)致系統(tǒng)功能失效。

1.3 按照故障原因，分為內(nèi)在故障和環(huán)境故障。內(nèi)在故障是系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)或內(nèi)部器件變化引起的故障；環(huán)境故障是系統(tǒng)外部環(huán)境變化導(dǎo)致的故障，如其他行車部門的設(shè)備和作業(yè)對(duì)信號(hào)設(shè)備產(chǎn)生干擾而導(dǎo)致的故障，雨雪風(fēng)沙等惡劣天氣導(dǎo)致的故障等。

1.4 按照故障將會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的性質(zhì)，分為險(xiǎn)性故障和一般故障。在專家系統(tǒng)中，能夠?qū)е聡?yán)重后果的故障稱作險(xiǎn)性故障，其他故障稱作一般故障。要強(qiáng)調(diào)的是：不是每一類故障都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，即使是能夠?qū)е聡?yán)重后果的故障類，也不是每一個(gè)故障都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果；同樣，不能夠直接導(dǎo)致嚴(yán)重后果的故障，也不表示不會(huì)與其他因素一起構(gòu)成嚴(yán)重后果，如調(diào)車信號(hào)機(jī)藍(lán)燈熄滅導(dǎo)致機(jī)車誤闖信號(hào)，軌道電路分路不良導(dǎo)致道岔提前解鎖等。

1.5 按照故障存在的時(shí)間歷程，分為間歇性故障和永久性故障。信號(hào)設(shè)備在運(yùn)用過程中，發(fā)生故障后功能能夠自然恢復(fù)、時(shí)有時(shí)無(wú)的故障叫做間歇性故障；故障現(xiàn)象持續(xù)、穩(wěn)定存在的設(shè)備故障叫永久性故障。

二、鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 故障診斷專家系統(tǒng)在鐵道運(yùn)輸中，故障診斷專家系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有六個(gè)部分，這些部分中，知識(shí)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)部分主要是用于故障信息的保存，知識(shí)庫(kù)里面的信息將用于推理機(jī)進(jìn)行推理。推理機(jī)還會(huì)對(duì)推理后的信息進(jìn)行加工處理，將處理好的測(cè)試信息通過顯示屏直接展示出來(lái)。故障被診斷的過程就是動(dòng)態(tài)的將鐵路運(yùn)輸過程中的各種信息進(jìn)行綜合整理，然后根據(jù)處理后的信息分析鐵路運(yùn)行的時(shí)候有沒有出現(xiàn)故障。若是分析出了故障，繼而就會(huì)分析出故障出現(xiàn)的具體位置和影響范圍，與此同時(shí)給出故障將導(dǎo)致的結(jié)果。工作人員將根據(jù)這些故障診斷信息及時(shí)的進(jìn)行故障的處理。待處理完故障，重復(fù)以上的故障診斷操作，繼續(xù)對(duì)鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行故障的排查。故障診斷專家系統(tǒng)在鐵路設(shè)備檢測(cè)過程中的實(shí)際應(yīng)用效果比較好，通過這個(gè)系統(tǒng)完成的故障位置、故障類型與故障級(jí)別等的診斷與分析都比較準(zhǔn)確有效。

2.2 故障樹分析方法和故障診斷故障樹分析方法應(yīng)用在鐵路連鎖裝置的故障診斷中，通過對(duì)發(fā)生故障的諸多因素進(jìn)行分析，建立起不同的事件與故障的邏輯關(guān)系圖，通過此方式可以作為一種故障診斷與分析的方法之一；故障診斷技術(shù)的目的是為了提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。典型應(yīng)用就是容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)就是采用容錯(cuò)計(jì)算機(jī)軟、硬件冗余技術(shù)，來(lái)提高聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性。

2.3 解析模型法所謂解析模型法是建立在診斷對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、解析函數(shù)等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行信息處理，檢查和判斷導(dǎo)致故障出現(xiàn)的相關(guān)因素，進(jìn)而采取有效措施解決故障。通過建立數(shù)學(xué)模型對(duì)于處理突發(fā)事變的能力的塑造是十分實(shí)用和有效的。

三、鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷未來(lái)的發(fā)展方向。

3.1 故障診斷專家系統(tǒng)走向成熟?，F(xiàn)階段鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的使用范圍以及診斷對(duì)象還是有一定的局限。進(jìn)一步改善專家系統(tǒng)，有利于對(duì)設(shè)備故障實(shí)施動(dòng)態(tài)、快速的處理。

3.2 多種診斷技術(shù)相互融合，取長(zhǎng)補(bǔ)短。在鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷的研究中，未來(lái)的一個(gè)重點(diǎn)就是將多種診斷技術(shù)中的伏點(diǎn)融合在一起，以便于高效地對(duì)故障進(jìn)行辨識(shí)和分析處理。

3.3 遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。在未來(lái)將大量運(yùn)用視頻圖像監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)整個(gè)區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)控，對(duì)遠(yuǎn)端的故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，保障鐵路行車安全。

四、鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障診斷分析方法

4.1 傳統(tǒng)故障診斷法的實(shí)際運(yùn)用對(duì)工作人員的要求較高，只有具備足夠維修經(jīng)驗(yàn)的工作人員才能夠熟練的運(yùn)用傳統(tǒng)故障診斷方法，維修人員根據(jù)自己在工作中積累的經(jīng)驗(yàn)判斷故障產(chǎn)生的原因并提出解決方案。這些診斷方法中，常用的有伏洗法、比較法、校核法以及盤面壓縮法等。交大1A的微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備自身具備故障自我診斷的能力，比較常見的故障都是比較顯而易見的，故障信號(hào)會(huì)由控制線路準(zhǔn)確的傳輸?shù)娇刂婆_(tái)上，由指示燈作為故障的提醒。實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的故障診斷方法也能有效地解決交大1A的微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的執(zhí)行表機(jī)故障、監(jiān)視控制機(jī)故障等問題。

4.2 信號(hào)處理法是一種通過建立信號(hào)模型，對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行幅值、頻率等特征值分析處理，然后根據(jù)分析處理的結(jié)果判斷設(shè)備出現(xiàn)故障的具體情況。信號(hào)處理法在實(shí)際的運(yùn)用過程中活用性較好，這種分析處理信號(hào)的操作程序不復(fù)雜，比較容易掌握。其缺點(diǎn)就是過度依賴設(shè)備設(shè)施的信號(hào)，較易受到來(lái)自周圍的信號(hào)噪聲的干擾。而且這種方法適用的故障診斷類型相當(dāng)有限，設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)的故障比較單一的話，信息處理就比較準(zhǔn)確有效，而故障比較復(fù)雜的時(shí)候這種信號(hào)處理就會(huì)沒有什么效果。

4.3 人工智能故障診斷法就是將專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及其他診斷技術(shù)有效的融合在一起，綜合運(yùn)用各種診斷措施對(duì)鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備中存在的復(fù)雜的系統(tǒng)故障進(jìn)行合理的診斷的方法。專家系統(tǒng)是專業(yè)技術(shù)人員建立起的一個(gè)計(jì)算機(jī)診斷程序系統(tǒng)，該程序里面不僅包括各種各樣的專業(yè)知識(shí)還包括了技術(shù)人員在進(jìn)行故障的實(shí)際診斷中積累的經(jīng)驗(yàn)。在鐵道信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備故障排查中采用專家系統(tǒng)模擬專家處理故障的流程，能夠?yàn)楣收系奶幚硖峁┯行У貐⒖?；人工神?jīng)網(wǎng)絡(luò)法，顧名思義，就是模擬人的大腦的思考方式來(lái)進(jìn)行故障排查和解決的辦法，這個(gè)方法比較適用于故障模式識(shí)別和故障預(yù)測(cè)；模糊邏輯法利用的是模糊邏輯的結(jié)構(gòu)性知識(shí)的表述能力。邏輯法對(duì)交大1A微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備分析之后能夠合理的推出故障出現(xiàn)的位置和原因。

結(jié)語(yǔ)

總之，鐵路信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備是指揮列車運(yùn)行，提高運(yùn)輸效率的重要設(shè)施，同時(shí)它也是保證鐵路運(yùn)輸安全的重要設(shè)備。由于信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備種類多、數(shù)量大、分布范圍廣、運(yùn)用環(huán)境復(fù)雜，故障類別、原因和表現(xiàn)多種多樣，一旦發(fā)生故障，往往給正常的運(yùn)輸秩序帶來(lái)很大影響。因此，保證鐵路信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備在工作中不出現(xiàn)故障，對(duì)鐵路運(yùn)輸安全具有十分重要的意義。

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