李陶

朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，中國(guó)·山西 忻州 036100

1 引言

中國(guó)國(guó)土遼闊，因此鐵路的建設(shè)與國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)之間息息相關(guān)，而鐵路一直以來(lái)都是較為快捷價(jià)格低廉的交通運(yùn)輸方式，一直以來(lái)都是人們選擇出行或運(yùn)輸?shù)闹匾煌ǚ绞?。鐵路信號(hào)設(shè)備對(duì)于鐵路運(yùn)輸工作具有重要的意義，是支持鐵路平穩(wěn)運(yùn)行基礎(chǔ)設(shè)備中最為關(guān)鍵的構(gòu)成部分。

近年來(lái)，中國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)隨著信息技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)成為了指揮鐵路交通安全的基礎(chǔ)保障。雖然當(dāng)前中國(guó)鐵路建設(shè)中的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)備及應(yīng)用性能得到了切實(shí)的提升，但是鐵路信號(hào)設(shè)備在傳遞信號(hào)的過(guò)程中，還是會(huì)出現(xiàn)聯(lián)鎖設(shè)備板件集成化、接觸不良造成的信號(hào)傳遞故障問(wèn)題，這些故障問(wèn)題甚至?xí)绊懙骄S修管理人員對(duì)于鐵路信號(hào)設(shè)備故障問(wèn)題的分析和判斷，嚴(yán)重的影響了中國(guó)鐵路交通事業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展。

2 鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷中常見(jiàn)的故障問(wèn)題

2.1 道岔故障問(wèn)題

道岔故障問(wèn)題主要分為單動(dòng)道岔故障、雙動(dòng)道岔故障以及道岔缺乏表示這三種類(lèi)型。單動(dòng)道岔故障主要是指動(dòng)作道岔的電流信號(hào)已經(jīng)送達(dá)了道岔的信號(hào)設(shè)備中，并且在操作過(guò)程中，控制臺(tái)已經(jīng)顯示電流到位，但是由于外界物理原因?qū)е碌啦頍o(wú)法按照指定操作到規(guī)定的位置，或信號(hào)設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)會(huì)顯示電壓異常。

雙動(dòng)道岔的故障問(wèn)題，主要是指當(dāng)一動(dòng)道岔出現(xiàn)故障時(shí)，總控制臺(tái)的電流表在操作過(guò)程中會(huì)立即停止，但實(shí)際電流已經(jīng)運(yùn)輸?shù)搅艘粍?dòng)道岔信號(hào)設(shè)備中。道岔缺乏表示主要是指操作人員可以通過(guò)信號(hào)設(shè)備，控制鐵路道岔，但是信號(hào)設(shè)備卻不顯示狀態(tài)。此時(shí)就需要判斷信號(hào)設(shè)備是室外故障還是室內(nèi)故障，可以通過(guò)測(cè)試分線盤(pán)處電壓判斷電源送沒(méi)送出去。需要注意的是，室外故障和室內(nèi)故障一般不會(huì)同時(shí)存在，如果檢測(cè)過(guò)程中顯示故障問(wèn)題是室外故障，那么，證明室內(nèi)故障是不存在的。

2.2 軌道電路故障問(wèn)題

軌道電路故障問(wèn)題主要有室內(nèi)故障和室外故障這兩種形式，對(duì)于軌道故障的室內(nèi)室外進(jìn)行判斷，首先可以利用萬(wàn)用表對(duì)出現(xiàn)故障的信號(hào)設(shè)備區(qū)域分線盤(pán)兩端進(jìn)行檢測(cè)，觀察分線盤(pán)的兩端是否存在電壓，如果軌道電路出現(xiàn)了相位不正確或繼電器局部區(qū)域的電路設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，萬(wàn)用表就會(huì)顯示出分線盤(pán)兩端的電壓。

需要注意的是，只有軌道電路的施工剛剛結(jié)束，之后才可能會(huì)發(fā)生相位故障問(wèn)題，在一般條件下這種情況幾乎不會(huì)發(fā)生，因此可以根據(jù)軌道電路的施工時(shí)間，將相位故障問(wèn)題的可能性排除。如果軌道電路出現(xiàn)了室內(nèi)故障，那么在使用的過(guò)程中，電路電壓可能會(huì)高于標(biāo)準(zhǔn)值，容易出現(xiàn)斷路的問(wèn)題，這主要是由于分線盤(pán)在異常狀況下通常會(huì)選擇送電端最近的設(shè)備集中送電，雖然在此時(shí)設(shè)備內(nèi)部電壓值已經(jīng)低于了標(biāo)準(zhǔn)值，但是在檢測(cè)過(guò)程中測(cè)得的電壓值很可能不準(zhǔn)確，這時(shí)故障檢修人員就需要對(duì)室內(nèi)設(shè)備的電路電壓進(jìn)行再次測(cè)量，再次確定室內(nèi)故障線路的故障范圍。如果軌道電路上存在嚴(yán)重的漏電問(wèn)題。那么，在檢測(cè)的過(guò)程中，在電路電壓較低的情況下，軌道繼電器依然不能吸起，這就證明，在電流傳送的過(guò)程中已經(jīng)出現(xiàn)了電流虛短的現(xiàn)象，這種故障問(wèn)題通常存在于室外軌道電路中[1]。

在通常情況下，軌道電路的室外故障問(wèn)題可以分為短路故障和斷路故障兩種類(lèi)型。但是這兩種類(lèi)型在檢修人員判斷過(guò)程中容易造成混淆，因此維修檢測(cè)人員需要了解這兩種電路故障的辨別方法。

在故障檢測(cè)工作中需要測(cè)量，并且判斷故障區(qū)域的電流、電壓是否處于標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)，如果信號(hào)設(shè)備的電力線路存在短路故障問(wèn)題，那么在工作過(guò)程中，電力線路的電流值將會(huì)高于標(biāo)準(zhǔn)值，但是送電端的信號(hào)設(shè)備依舊正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)故障檢修人員就可以將故障區(qū)域判定為受電端的鋼軌區(qū)域內(nèi)部，如果在故障檢測(cè)工作中，工作電壓低于了軌道標(biāo)準(zhǔn)電壓，檢測(cè)人員就需要對(duì)鋼軌中的電流量進(jìn)行再次測(cè)量，如果只是發(fā)生了短路問(wèn)題，這時(shí)電流值就會(huì)高出標(biāo)準(zhǔn)工作值，如果是出現(xiàn)了斷路的情況，那么軌道面的電壓值就會(huì)低于正常工作制，甚至電壓值檢測(cè)為零[2]。

2.3 信號(hào)機(jī)故障問(wèn)題

信號(hào)機(jī)的故障問(wèn)題主要分為站內(nèi)信號(hào)機(jī)滅燈、區(qū)間信號(hào)機(jī)滅燈現(xiàn)象或主絲斷裂現(xiàn)象。信號(hào)機(jī)主要采用雙燈絲燈泡，并且在燈泡電路內(nèi)部還設(shè)有主燈絲和副燈絲自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置。通常情況下，每個(gè)燈泡都對(duì)應(yīng)著一臺(tái)信號(hào)點(diǎn)燈變壓器，從而起到對(duì)燈泡內(nèi)部電路變壓以及隔離防護(hù)的作用。信號(hào)點(diǎn)燈電路在主燈絲切斷之后，將會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為副燈絲，并且還具備自動(dòng)報(bào)警的功能。

當(dāng)信號(hào)點(diǎn)燈電路發(fā)生故障導(dǎo)致信號(hào)機(jī)滅燈時(shí)，可在分線盤(pán)處區(qū)分故障范圍及性質(zhì)，方法如下：在分線盤(pán)測(cè)量（重復(fù)開(kāi)放信號(hào)時(shí)），有電壓，則為室外故障，無(wú)電壓則為室內(nèi)故障；區(qū)分完畢室內(nèi)外后，再區(qū)分是短路故障還是斷路故障，通過(guò)甩線的方法進(jìn)行測(cè)量判斷，若是室外故障，則可以將電源線甩開(kāi)后用電阻檔進(jìn)行判斷，電阻為零則為短路故障，電阻無(wú)窮大則為開(kāi)路故障。

3 鐵路信號(hào)設(shè)備的故障診斷方法

3.1 專(zhuān)家診斷法

專(zhuān)家診斷法其實(shí)就是將鐵路信號(hào)設(shè)備的故障專(zhuān)家集結(jié)起來(lái)，通過(guò)這些專(zhuān)家豐富的設(shè)備故障檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，能夠圍繞鐵路信號(hào)設(shè)備的某一故障問(wèn)題進(jìn)行判斷[3]。但是這種方式在應(yīng)用過(guò)程中可能會(huì)受到時(shí)間和空間方面的限制，并且在鐵路信號(hào)設(shè)備的檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)用范圍有限。

當(dāng)前，隨著中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，這種專(zhuān)家診斷法已經(jīng)延伸為人工智能診斷法的一種方式，同時(shí)也是一種綜合性較強(qiáng)的診斷方式。人工智能專(zhuān)家診斷法在運(yùn)用的過(guò)程中，可以通過(guò)模擬專(zhuān)家在處理故障問(wèn)題時(shí)的思維方式，參照專(zhuān)家處理故障問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，快速地找到鐵路信號(hào)設(shè)備的故障區(qū)域。當(dāng)前，這種人工智能專(zhuān)家診斷檢測(cè)方式，由于其能夠突破時(shí)間和空間上的限制被逐漸推廣在鐵路信號(hào)設(shè)備的診斷工作中，并且也取得了較為理想的應(yīng)用成效[4]。

3.2 人工經(jīng)驗(yàn)診斷法

人工經(jīng)驗(yàn)診斷法其實(shí)是一種較為傳統(tǒng)且最為常見(jiàn)的診斷方式。人工經(jīng)驗(yàn)診斷法對(duì)于鐵路故障維修和檢測(cè)工作人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)以及工作經(jīng)驗(yàn)都具有較為嚴(yán)格的要求。在采用人工經(jīng)驗(yàn)診斷法對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的故障問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，維修檢測(cè)人員需要結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)以及信號(hào)，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際故障進(jìn)行自主判斷，在故障判斷的過(guò)程中，可以通過(guò)邏輯推理、故障比較或優(yōu)選法及時(shí)地查找出鐵路信號(hào)設(shè)備的故障類(lèi)型。

從客觀的角度來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)診斷法在診斷過(guò)程中，大多數(shù)依據(jù)維修檢測(cè)人員自身的經(jīng)驗(yàn)素質(zhì)，可以說(shuō)，檢測(cè)的結(jié)果具有一定的主觀性，無(wú)法確保診斷結(jié)果的科學(xué)準(zhǔn)確。雖然在當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)展背景下，人工智能檢測(cè)方式具有極大的應(yīng)用優(yōu)越性，但是傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)診斷方式仍然具有不可替代的關(guān)鍵價(jià)值[5]。

3.3 模糊邏輯診斷分析法

模糊邏輯診斷分析法其實(shí)是一種數(shù)學(xué)思維下的分析處理方式，這種診斷方法早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)出現(xiàn)。模糊邏輯診斷分析方法，最初是由美國(guó)著名數(shù)學(xué)家提出的，自模糊數(shù)學(xué)理論提出之后也為后期模糊學(xué)科的發(fā)展鋪墊了基礎(chǔ)。人工智能專(zhuān)家診斷系統(tǒng)在診斷在研發(fā)過(guò)程中較為煩瑣且復(fù)雜，而模糊邏輯診斷分析方法其實(shí)與人類(lèi)對(duì)于鐵路信號(hào)設(shè)備故障問(wèn)題的判斷思維方式大同小異。這種方式主要是在專(zhuān)家做歸納的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)中找到與鐵路信號(hào)設(shè)備故障問(wèn)題相關(guān)聯(lián)的理論支持，然后采用計(jì)算機(jī)編碼的方式對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行推斷。從這一角度來(lái)看，模糊邏輯診斷分析方式，對(duì)于專(zhuān)家所提出的經(jīng)驗(yàn)也具有較高程度的依賴(lài)性[6]。

3.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法能夠找到故障問(wèn)題并且快速解決，這種分析方法主要是以人腦的神經(jīng)系統(tǒng)作為故障診斷的模板，在研發(fā)的過(guò)程中賦予了計(jì)算機(jī)人類(lèi)思維的處理方式。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析在應(yīng)用的過(guò)程中不需要依賴(lài)于專(zhuān)家的知識(shí)庫(kù)，在對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行運(yùn)算和處理的過(guò)程中，也不會(huì)由于故障問(wèn)題的復(fù)雜性而降低故障處理效率。但是當(dāng)前人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法的研究還處在摸索階段中，前期的研發(fā)成本過(guò)高并且研發(fā)周期較長(zhǎng)，還沒(méi)有被廣泛的應(yīng)用在中國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備故障的檢測(cè)過(guò)程中[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鐵路信號(hào)設(shè)備的故障診斷工作關(guān)系到了鐵路指揮信號(hào)的正常傳輸。因此，在故障檢測(cè)工作中，必須要了解常見(jiàn)故障問(wèn)題的顯性特征，結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)診斷這兩種方式確保故障問(wèn)題判斷的精準(zhǔn)性和科學(xué)性，通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，有效地解決中國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備的故障問(wèn)題。