铁路信号控制系统故障导向安全研究

铁路信号控制系统故障导向安全研究

魏楠楠

152634199304043010 内蒙古自治区包头市

014060

摘要：为了提高轨道交通系统诊断水平以及检修质量，就要采取必要以及可行的措施对其进行检修作业。目前我国地铁沿线车站正在积极地进行轨道交通信号设备的安装和改造工作，这一过程不仅需要极大地提高车辆通行速度，同时也需要为列车运行提供更多信息保障。在常规诊断流程的支撑下，针对当前轨道交通信号设备检修情况，本文对铁路信号控制系统故障导向安全进行分析，以供参考。

关键词：铁路；信号控制；系统故障；导向安全

引言

信号系统是铁路(地铁)线路中非常重要的控制系统,其对系统测试的完整性、设备安装的安全性和准确性要求较高,信号调试的质量将直接影响到整个系统的安全性和可靠性。每条线路中央站系统连接试验前,必须在信号设备室内处理一套临时试验盘(由板材、按钮、灯、电缆等材料制成),以模拟轨道电路、信号、轨道、车站门、挂钩、紧急关断等设备状态,以检验联锁、ATP、ATO等子系统的基本功能。

1铁路信号设备故障文本特征数据描述

在得到铁路信号设备故障文本信息后，为方便后续对设备具体故障问题的诊断，需要结合数学思想对文本特征数据进行描述。引入TF-IDF文本特征表示方法，该方法的基本原理是如果某一份文本信息中有一个单词较多，而另一份文本信息中该单词较少，则说明该单词在文本中的识别率较高。针对这一类型单词赋予更高的权值。在实际应用中，利用TF-IDF文本特征表示方法，从信号装置故障文本中抽取特征，必须先进行中文分词。由于设计的诊断方法主要针对铁路信号设备，在信号设备故障文本信息当中，通常包含多个相关专业的术语词汇，例如“红光带”“密贴器”等。因此，为确保对文本特征的有效识别，为其建立专用词库，并将其载入到Jieba分词软件中，以保证故障文本的正确分割。由于故障问题出现时，按照其故障程度可划分为多种故障等级，以此可采用One-Hot编码方式得到相应的特征矩阵，包含故障一级类别特征矩阵、故障二级类别特征矩阵等。以此根据上述论述完成对铁路信号设备故障文本特征数据的描述。

2模块工作

1、用户管理:用户分为管理员和用户两种类型,管理员有权添加、删除、修改、验证用户信息和管理线路、锁定等领域;用户只具有管理锁,数据,日志等的权限。2)通信管理:通过TCP/IP协议,动态分配IP地址和端口号,连接到主机平台,实时显示通信连接状态以及连接故障的代码和原因。3、线路管理:在本地数据库中添加、删除、修改和检查线路信息,线路信息包括线路名称、规格、地理位置、全长公里数、站数等相关信息。4)区域锁定控制:锁定区域和线路对应N:1,通过HMI信号传输显示区域锁定信号装置,预设信号装置通过拖动、拉动、拉动、快速放置、绘制信号锁定仿真接口。每个信号设备都可以调节,例如,颜色灯的数量,颜色等。5)数据统计:所有信号接收设备通过接收平台主机发送的实时状态,以固定格式的表格形式进行排序,根据信号设备的ASC序列号进行排序,实时显示。6)试验日志:记录区块区内所有信号模拟闭锁试验操作的日志系统,记录内容不限于:闭锁、信号设备编号、信号设备类型、试验用户、试验时间、试验结果等。7、仿真工作:在站HMI接口上,利用给定的信号编号和相应的运行时间信息,根据给定的信息,发送一组带有驱动逻辑的命令进行动态仿真试验。8)驱动器采集对比试验:在HMI接口上,驱动器和机柜接口模块采集集中显示在32针插座上,可以传输单个驱动器命令,外部继电器触点状态的变化实时响应接口。9)系统驱动程序,将采集状态更改为显示延迟小于1s,接口更新无闪烁。

3常见铁路信号系统故障诊断方法

模糊逻辑故障诊断法不需要建立复杂的数学模型，其基本原理是通过特定算法对人类思维模糊性特点进行模拟，从而达到故障诊断自动化的应用目的。由于它在实际操作中并不需要再建立复杂的数学模型进行模型训练，因此实际应用过程中的操作比较简单。但即便如此，其在具体操作过程中也需要建立相应的算法规则，并根据规则确定相关隶属函数，实现对设备故障的检查诊断。由于目前该方法缺少完善的模型支持，故在实际应用中只用于处理前期预警等相对简单的系统故障问题。

4提升铁路信号控制系统故障导向安全的方案

4.1完善安全性冗余结构设计，保障列车行驶安全

铁路信号系统构成主要包括车站联锁、列车运行控制、行车调度控制等各种不同的控制系统，各个系统之间既有各自独立的功能，也有内部紧密的内部协调联系。因此，列车的安全行驶，是所有控制系统功能正常发挥的共同结果。故为了保持各个信号控制系统的功能稳定，避免设备故障导致重大安全事故发生，铁路工程技术相关工作人员在进行工程建设时，要做好铁路信号控制系统故障导向安全措施，在每一个系统中都进行安全性冗余结构设计，并设置好各结构子系统中的输入输出命令，保证一旦某一子系统出现安全信息，即可通过综合控制系统发出紧急控制命令，使运行中的列车减速或停止运行，避免出现重大铁路安全事故，保证列车运行的稳定性和安全性。

4.2提升系统整体性能，做好各阶段安全防控工作

铁路信号控制系统是一个综合性系统，除了做好多冗余设计外，还要采取其他手段进行“故障—安全”控制，例如飞机运行中使用的“多个发动机”手段，就是一个很好的参考。铁路技术工作人员可以将该手段铁路运输系统相结合，研发相似设计进行应用，以此提升系统整体性能，保持铁路信号控制系统运行的安全高效。除此之外，为了保持列车运行的整体安全性，还要在铁路其他信号系统如区间闭塞系统、行车调度控制系统等各重要工作系统中增加冗余设备配置，保证一旦列车运行出现故障信号，即可自动切换进入紧急安全制动模式，以此保证列车运行的安全稳定。

4.3 PLC＋5G融合通信的应用部署

1）道岔缺口监测系统通常在转辙机内部安装缺口监测分机，采集道岔缺口视频数据，先通过PLC载波网络汇聚至位于车站咽喉区的网转设备，再转换成ADSL信号回传至室内。应用5G融合通信后，可将网转设备的PLC转ADSL功能升级为PLC转5G网功能，即可实现组网方式的升级。2）信号设备PHM系统在室外信号设备内部安装传感器及采集设备，通过PLC载波网络，将采集数据汇聚至车站咽喉区的5G网关处，网关将采集数据上报至位于路局/电务段监控中心的应用系统服务器；室内电源屏、继电器、集中监测系统的监测数据通过RS-485串行总线接口汇聚至室内5G网关，实现室内数据上报。

结束语

随着社会的发展，科学技术在各行各业中的应用越来越广泛，铁路信号设备故障诊断技术也应当得到更好发展。基于此，本文上述开展对铁路信号设备故障问题的诊断方法设计研究。新的诊断方法能够在设备发生故障时更好地保护铁路运营安全。同时该方法的应用也能够进一步促进企业的经济效益提升。提高企业运营效率以及降低成本是每一位铁路信号工作者所应考虑的问题。铁路信号设备故障诊断也是提升铁路运营水平、提高企业经济效益的重要技术支撑。

参考文献

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