铁路信号设备故障诊断方法研究

铁路信号设备故障诊断方法研究

曹建国冀勇涛郝贵春

中国铁路呼和浩特局有限公司包头电务段 内蒙古包头市 014040

摘要：铁路信号设备直接关系到铁路行车安全，因此信号设备的运行状态密切关联铁路运输安全和效率。铁路在运行过程中，内部组件可能因为持续运转产生损耗问题，如果未能及时查找到损耗点，极易产生运行失效的现象。铁路信号故障诊断功能的实现，是利用信号监测出铁路系统在运行期间可能产生的问题，通过故障诊断与分析，及时查找到系统运行中产生故障的时间与空间，帮助工作人员更为直接地查找到问题所在。

关键词：铁路信号；设备故障；诊断方法

引言

铁路信号设备直接关系到铁路行车安全，因此信号设备的运行状态密切关联铁路运输安全和效率。近年来，随着我国铁路事业特别是高速铁路的快速发展，对铁路信号日常维护质量提出了更高的要求。信号维修体制也从以前的“故障修+计划修”向“状态修”进行转变，设备实时数据的采集直接关系到设备隐患的发现和排查，单纯地依靠信号工人工利用仪表进行测试，效率较低且存在误测、误读的问题，因此应用数据采集和智能分析技术，可以提高信号设备维护质量，减少设备故障发生概率。

1常见信号设备故障数据调研

车站与区间信号设备是铁路基层电务段、车间和工区日常维护量最多的设备，主要包含室外信号机、道岔、轨道电路以及室内计算机联锁电路，其中室内联锁机柜侧设备因为已经属于计算机控制系统，具备运行状态的在线监测功能，因此可以通过接口获取相应设备状态信息；对于其他设备为了实现智能运维，获取实时在线数据，需要对未进行数据采集的节点（防雷分线柜、组合侧面等分界点）进行数据采集。通过现场调研，对目前常见信号设备故障进行统计分析，并结合智能运维系统进行测试，根据测试结果可以对数据采集点进行增设。

2铁路信号设备故障诊断方法研究

2.1传统故障诊断方法

传统故障诊断方法主要是指技术维修人员按照自己的经验诊断铁路信号的故障问题。此种现场检测方法较为常见，如，压缩方式、逻辑推理模式、观察比较方式等，可以让工作人员初步判断故障的产生点，且人员可以借助专业设备仪器检索出当前系统中是因为联动影响增加系统故障的产生概率。此类诊断方法的原理是以铁路信号系统作为基底，在系统运行过程中，内部数据信息可能呈现的外在状态可以直接或间接表明系统运行是否规范，如果出现故障，能够通过某项故障点，了解到具体的动因。然后工作人员再借助个人的维修经验，进一步检索出系统运行中的故障问题。此类诊断方法即便是在智能化、自动化的诊断体系中，也没有被淘汰，甚至可与人工智能诊断方法联合使用，提高实际检测效率，让各项检测工作更具时效性。

2.2通过道岔电流进行故障判断

第一，道岔电流的监测原理。道岔电流的检测由道岔采集机械完成，通过对道岔电流的实时监测，直接检测出电动转辙机的启动电流、工作电流以及电气设备的故障电流和动作时间，并由此制作出道岔电流的曲线动态。通过对电流曲线动态的解析和研究，可以判断出道岔转辙的电气特质、时间特性和电气机械的特性。第二，故障分析以及故障处理。铁路信号的微机监测系统中体现的道岔电流曲线，重点表现的是道岔运转情况。由于每个铁路道岔类型各不相同，电流值以及动作时间也会出现一定的变动。在采集道岔电流的整个环节中，运用道岔采集机来实时监测道岔运行过程。与此同时，根据铁路信号微机监测系统所体现的道岔电路曲线数据对道岔数据信息进行实时分析，确定电流数据开始的区域段，由此分析卡阻情况是出现在道岔运行动作的上半程还是下半程，帮助电务人员确定铁路轨道故障发生的具体位置。电流曲线发生快速断流还有可能是因为道岔电气线路中某个接触端产生触电虚接的情况。在铁路道岔故障的处理环节中，应针对性地整治铁路道岔设施，从根本上预防铁路信号设备故障，保证信号设施能够处于正常运行的状态。

2.3基于精确数学的解析模型方式

解析模型方式是一种较为精密的检测手段，其借助数学模型可以更为精准分析当前信号系统运行存在的故障。解析模型方式结合了函数理论、统计学理论等，在数字化联动机制下，可以全方位检索到系统中存在的不稳定因素，且数据之间的变动方式也可描述信号系统的运行状态，让监测工作更具实用性。在铁路信号系统运行过程中，内部数据之间的关系不再局限于特定的应用范畴中，而是通过信号内部的链接关系，在信号输入与输出之间提供一个能够彼此认证关系的逻辑体系。工作人员在检修期间，则可以通过观察逻辑关系形成的数学模型，判定系统运行是否存在故障问题，且各项数字关系之间也不再局限于特定的功能组成，而是通过数据分析预判出当前信号系统在执行某项行为时可能存在的问题，且此类监测工作具有动态性、持续性，既可以作为检测前的排查，也可以作为检测的认证机制。从系统运行机制来讲，每项数据管理工作的开展，均可以按照不同的功能点设置任务驱动机制，并可以由模型进行解析，整个数据之间的关系不再局限于特定的模型链接任务中，而是通过数据信息之间的对接方式，让各项检测功能可以精准作用到不同的场景中。

2.4运用道岔曲线判断道岔故障降低延时

道岔的故障有启动故障以及表示故障。因而在没有微机监测前期，道岔发生故障时，只能通过电话和车站值班工作人员来了解故障的具体信息。由于发生故障时，车站的其他列车也会因此受到行车影响，值班工作人员的工作比较繁忙，能获取到的数据和信息十分有限，严重影响了解和分析故障设备具体情况的效率，导致不能及时处理故障。随着科技的进步，微机监测系统能够实现远程分析故障信息情况，通过判断道岔曲线，实时了解铁路道岔的异常状况。

2.5基于函数的信号检测方式

通常情况下，利用函数的方式进行监测，可以更为直接地监测到信号系统内部是否存在异常问题。利用函数分析时，先进行特征提取，并利用函数关系，找到信号特征关系之间的差异现象，如果存在差异点，便可界定此类信号监测路段中存在故障问题，且整个处理过程无需人工凭借自己的经验，而是通过仪器设备得出最终的数据结果。与此同时，此类监测方式对人员的专业度要求不高，只需要人员具备操作仪器设备的能力，便可以监测到该信号系统当前运行状态是否规范、稳定。但是在具体应用过程中，信号检测方式具有局限性，无法按照系统内部呈现的多点功能进行多维比对与分析，即为单凭某一个信号故障点去界定当前系统有哪些故障，存在以偏概全的现象，缩减了信号检测方式的应用面。为此，在后续发展中，需要加强对信号检测工作的调整，从时间维度、空间维度给予必要的优化，让故障检测能够按照信号的变动问题固定在某一个点位上，增强故障诊断的针对性与精确性。

结语

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，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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