铁路信号设备故障诊断方法探讨

铁路信号设备故障诊断方法探讨

杨罗萍

成都铁路局重庆电务段重庆市401121

摘要：铁路系统信号设备在运行中会出现各种各样的问题，不同程度的影响着铁路运行系统的运行和管理。在铁路信号联锁设备的运行过程中，由于设施的老化和管理不当也会出现很多功能上的障碍。由于信号设备故障的成因较多，因此，需要对终端的电源系统以及配电传输设施进行正确的管制和维护，通过一些专业的应对策略来实现排除系统故障，保证设备有效运行。本文通过搜寻信号系统出现故障的原因而总结诊断故障的方法，通过诊断故障的方法引申出排除故障具体的应用措施。以下将针对这几点重要内容进行论述。

关键词：铁路信号设备故障；诊断方法

引言

近些年，铁路行车已经开始朝着高速度、高密度以及自动化的方向前进，铁路信号设备在铁路行车过程中的作用日益突显，为此更多的专业人士越来越关注铁路信号设备的故障的诊断与维修。铁路信号设备的构成非常复杂，也会经常发生各种故障，如何对故障做出准确而高效的诊断分析，是对一个铁路信号设备维护保养工作者的考验。

信息融合技术最开始被应用于军事方面，经过不断地完善和发展，目前技术已经比较成熟，被广泛应用于交通管理、工业检测、工业机器人和图像处理等方面，直到近些年来才被应用于铁路信号设备故障诊断。以往铁路信号设备诊断技术诊断方法比较单一且不完整，结果也不太准确，信息融合技术与之相比，通过多个传感器，多方面采集获取同一对象的故障信号信息，再进行诊断分析，因而具有更好的准确性和确定性。

1铁路信号系统简介及设备故障产生原因

1.1铁路信号系统简介

铁路信号系统的最主要功能是确保铁路行车的安全，最根本的任务是保证运输任务完成。铁路信号系统必须要做好技术安全和功能安全方面的工作，进而确保行车的安全性。铁路信号系统主要由6部分构成，分别是车站联锁系统、驼峰信号系统、区间闭塞系统、微机监测系统、列车运行控制系统和其他安全技术系统。

1.2故障产生原因

铁路信号设备故障按性质分类可以分为机械故障和电气故障；按故障范围可以分为室内故障和室外故障；按故障状态可以分为短路故障和断路故障；按故障现象可以分为非潜伏性故障和潜伏性故障。通常情况下产生故障的外因是设备本身质量不合格，主观方面引起设备信号故障主要是人为因素，比如工作人员的违规操作、工作人员的责任心差、业务水平较低等等，都会引起设备的故障。

2铁路信号设备常见故障分析

2.1室内设备故障

室内设备故障可以分为信号设备断路故障、信号设备短路故障和信号设备局部电源断相故障三种。

设备断路故障一般是轨道继电器不吸合导致，查找这类故障使用万用表来测量继电器线圈电压，如果线圈电压比正常电压值低几伏，则很大原因是轨道电路的继电器线圈发生了断线；在检测过程中如果发现继电器线圈电压与正常值相比差距一半左右，那么很可能就是继电器线圈防护罩发生了断路故障的原因；如果继电器线圈电压与正常电压值比较，基本为正常值的三分之一，一般为硒堆被击穿所产生。检测过程中如果在电压处于正常状态，那么需要对继电器局部线圈分别进行测量，如果部分线圈存在110V电压，那么可以判断为轨道电路继电器局部位置的线圈发生了开路现象，也有可能是线圈的二元位自身存在机械卡滞。针对短路故障，我们可以断开分线盘两端线路，测量电缆电压，电压值大概为直流40伏，这中情况会导致接线端子两端软线的电压非常低，这种情况会出现继电器不能吸合现象，通过这种方式可以排除这种故障不是断路故障，在这种情况下可以定性为室内设备线路短路故障。可以采用断线法对其进行处理。对于局部电源的断相故障，第一需要测量轨道电路的线圈局部线圈的电压，测量电压值是否处于正常范围，如果局部线圈上电压值为110伏，则可以判断为室外故障，如果没有110V那么可以判断为室内故障。

2.2室外设备故障

信号设备的室外设备故障分为两种：电路短路故障和电路断路故障。在对这两种故障进行诊断分析的时候，需要按照两种方法进行区分，判断是送受端的短路还是断路，一般情况是通过对电路故障区域中轨道电路的电流值和轨面的电压值来判断，通过分析判断出故障点；如轨面电压值与正常电压值相比较高，那么证明送电端电气设备功能正常，那么故障的原因应该是某个区域存在断路现象，故障点大致在钢轨和受电端两处之间。如轨面电压与正常值相比，要比正常电压低，那么则需要测量钢轨电流值，如果发现电流值较大，那么可以说明轨道受电端存在短路区域。

3铁路信号设备故障诊断方法

3.1铁路信号设备故障解析模型技术

我们所说的解析模型法指的是依托数理统计、解析函数等相关方法综合处理信息的方法。这种方法的基础为解析数学模型，然后对此进行诊断。依托解析模型法对数学模型进行科学的建立是一种行之有效且实用的方法。所以当铁路信号系统出现故障后，系统的输出、输入关系随之而改变。在此方法中使用的高科技技术比较显著，很多具有较强研发能力和较高水平的人员参与系统的研发和建设，能够在复杂环境下的突发故障模型进行科学的处理。在检测和处理故障的过程中应该对这种方法多加考虑和使用，以便于科学的拔除故障。在检测铁路信号故障的时候，使用这种方法能够为解决措施提供有效的途径。

3.2专家诊断分析法

所谓的专家诊断法指的是在系统中把某一领域专家的知识和经验纳入，但是这种方法使用的领域较少，和人工智能诊断方法具有一定的相似性，其主要是综合的使用多种诊断技术进行诊断，实际运行的时候主要以专家的思维进行问题的考虑，以专家的思维进行问题的解决。此方法主要是对专家的思维进行模拟，依托这种方法能够把人为因素的干扰降低到最低，从而保障结果的精确性。但是由于使用范围较窄，所以需要我们继续探讨和研究。

图1专家系统结构

3.3基于D-S证据理论的故障诊断方法

（1）构造诊断系统的识别框架：通过统计转辙机设备的历史故障记录，再结合实践经验，可以总结为室外二极管路击穿、室外二极管支路开路、室内表示继电器断线、室内表示二极管断线、室内X支路断线、室内1DQJ断线、室内1DQJF断线及室外继电器支路开路8个故障类型，最后由这些命题集合构成诊断系统的识别框架。

（2）证据体选择：在确定出诊断系统的识别框架后，可以结合各故障的特点，选择对故障具有最大影响的故障征兆。分线盘X、Xz线路间的交流、直流；继电器1和4线圈交流、直流；电阻R两端交流、直流信号构造从各个侧面能够辨识该确定识别框架的证据体。

（3）计算出各证据的基本可信度分配：对于基本可信度的求解，D-S证据理论中没有一个统一的理论知识和计算公式，只有结合各证据与识别框架中各命题对应关系的特点，采用适当的方法，比如专家打分法、概率统计法，计算出各证据对识别框架中各命题的支持程度，即基本可信度分配。

（4）计算各证据体的信任函数和似然函数：在（3）的基础上，分别计算各命题的信任函数和似然函数。

（5）证据的合成：利用合成法则，求出总的基信度函数和似真函数。

（6）诊断分析：根据基本概率赋值的决策规则，得出诊断结论。

结束语

本文通过对铁路信号系统的故障原因进行分析，在一定程度上总结了铁路信号系统故障的诊断方法，通过专家、信号源、新技术等诸多解决方案的影响，再结合实践的应用经验和具体的个人总结，综合相关文献和专业的技术知识指导，对科学的铁路信号以及联锁设备的故障处理方法进行正确、清晰的阐述。旨在为更多的专业人士提供有利的学术指导和应用参考。

参考文献：

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