铁路信号控制系统故障导诊断方法研究

铁路信号控制系统故障导诊断方法研究

秦斌

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段  内蒙古包头市 014000

摘要：铁路信号设备的良好运行对于铁路交通安全而言，具有至关重要的作用。在铁路信号设备的具体应用中，自动化控制是一种至关重要的技术形式，该技术有助于总控室实时了解铁路列车的实际运行情况，及时掌握各个列车在铁路上的运行距离，确保铁路交通运输的质量与安全。铁路信号担负系统故障预防与维修的重任，是一项重要的电务工作内容，为铁路运行的安全与网络功能的正常发挥提供了重要保障。本文从铁路信号系统基本结构入手，研究了常见的铁路信号故障诊断方法和现代铁路信号控制系统故障导向安全措施，并在此基础上提出了铁路信号控制系统故障导向安全的相关方案，希望能给相关工作者提供参考。

关键词：铁路信号；控制系统；故障

引言

铁路信号控制系统是铁路运行的中枢环节，对保障铁路安全运行意义重大。而随着现代铁路运行技术的深入发展，铁路信号控制技术也呈现出丰富的智能化、一体化特征。但即使是在铁路运行技术高度发达的情况下，也仍然无法避免铁路事故的发生，因此，加强对铁路信号控制系统的故障导向安全研究，保证列车在铁路信号控制系统出现故障的情况下能够实施紧急制动停止运行，避免重大铁路安全事故的发生，是当下列车运行安全工作过程需要解决的首要问题。

1铁路信号控制系统基本概述

铁路信号控制系统由不同部分组成，比如，操作器件以及表示器件等。铁路信号控制系统能够连接工作人员与信号设备之间的沟通与信息的交换，相关操作人员通过对系统的操作，从而实现对工作的监督与管理，同时能够对铁路现场的行车情况进行实时监督与管理。这样可以及时明确运行中其中出现的问题，并给出有效调整措施，使得铁路行车安全得到保障。将5G技术应用在铁路信号控制系统中，不仅可以实现各环节工作的信息化，并且能够减少工作人员的工作量，保证铁路信号控制工作能够朝着更加智能化方向发展。

2铁路信号控制系统的发展和现状

铁路是在近代由外国传入我国的，在生产运输领域发挥了不可替代的作用，因此获得了较快的发展。中华人民共和国成立之后，我国政府十分重视铁路建设。开始在全国范围内大兴铁路建设，试图通过铁路运输将中国各地的民众紧密联系在一起，促进经济的发展。这些铁路基础设施建设奠定了现代铁路发展的基础，在一定程度上促进了我国现在高铁的发展。在铁路刚传入我国时，我国的经济、文化、科技水平比较落后，信号控制系统基本是直接沿用国外的模式，由国外铁路承建商进行统一建设。为了适应不一样的地理气候条件，我国采用了来自许多不同国家的铁路建设方案，这样虽然能够适应全国各地不同特征带来的缺陷，但是也造成了铁路信号控制系统中存在着标准不统一的情况，甚至体现为信号显示都存在着较大的差异，并且设备极其简陋。中华人民共和国成立后，我国铁路基础设施建设主要走的是独立自主的道路。针对存在的技术难题，我国科研人员努力攻克，形成了具有我国特色的铁路信号控制系统标准。由此以来，我国基本上在全国各地铁路新建系统中都开始使用我国的建设标准，相关的施工建设体系已经逐渐完善，施工维修队伍已经掌握了丰富的理论知识和实践经验。

3.现代铁路信号控制系统故障导向安全措施

3.1动态闭环控制系统

动态闭环控制系统光电耦合管Ｇ２输出侧由计算机输出口控制，光电耦合管Ｇ１输入侧由采集输入口控制，两者形成串联。当采集条件充分时，计算机输出的脉冲序列会通过系统作用重返计算机输入端，形成以动态脉冲为主要表现的危险侧信息；如果电路任意位置发生断线或混线等线路故障，计算机输入端的电平数值则图２故障安全导向输入接口电路会保持稳定，并作为安全侧信息处理，计算机输入端的电平则会保持在稳定状态，其数值则可用作安全侧信息处理。除此之外，动态输出驱动电路对信息的控制是采用输出动态脉冲的形式来进行的，只有动态的脉冲信息才能激起执行继电器的执行反应，静态电平驱动则没有不会产生作用。同时输出代码需要回读到计算机上，如果计算机出现工作异常或输出电路故障，计算机就不能完成输出代码会读，相关的连续动态信息输出就难以保证，此时执行继电器不会发生反应，设备也不会执行错误动作。

3.2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。同时，还可以通过对铁路信号控制系统开展积极有效的耐高压和耐强磁试验等方式，对系统进行“破坏性”试验训练，保证系统在出现极限干扰问题时，仍然能够保持正常工作，以此提升系统工作性能，避免重大铁路安全事件的发生。

3.3系统测试

在完成LED显示屏控制系统设计后，要结合系统的应用和控制要求建立相应的测试方案，以保证系统运维管理工作满足标准，并提高数据读取和控制工作的质量。需要合理匹配芯片设计电路，完成软件设计，建立优质数据传输程序，同时精简代码内容，减少冗余度。利用CPLD/FPGA处理模式，能提高系统的运行效能，优化传输效率，在规范运行的同时，为系统控制工作提供保障。在编译工作结束后，将程序下载到对应的下位机中，建立运行规划。选取keilμVision4的运行环境，配合在线调试功能及仿真功能，打造合理的运行控制体系，并配置在线断点设置单元，进行程序调试。串行时钟位移信号和数据锁存信号是关键的控制信号源，能监督整个信号管理过程，配合相应的控制流程完成测试工作。将SCK控制周期设置为165ns，在显示数据控制信号时能对串行单元进行合理性前移，在基础数据传输工作结束后，发出锁存信号指令，将相关数据直接锁存在输出端，以保证显示控制的及时性。

结束语

结合企业自身的运输管理需求。提出采用计算机联锁系统的必要性。并从国产几种类型的计算机联锁系统分析中选择最适合企业铁路运输的全电子计算机联锁系统。并对全电子计算机联锁系统进一步分析其系统特点，从安全性、易用性、可维护性方面进行深入解析。6502电气集中升级计算机联锁是大势所趋，但需要在众多的计算机联锁制式中选择最适合地方企业铁路运输需要的。需要从经济成本、安全性、稳定性、易用性、可扩展性、可维护性等各方面综合考虑。

参考文献

[1]胡源,林伟欣,张辉,秦洁心.铁路信号系统安全软件架构分析方法[J].铁路技术创新,2021(S1):109-115.

[2]张望,马浩,郑军等.铁路信号数据智能化定测控制系统的设计研究[C]//.中国土木工程学会2021年学术年会论文集.,2021:116.