高铁列车运行控制系统故障诊断方法分析

高铁列车运行控制系统故障诊断方法分析
现代交通运输中铁路承担着主要运输任务，在区域经济发展中扮演着主要角色，而铁路列车运行最基本与最重要的要求就是安全性。

列车安全行驶过程中运行控制系统起着主要作用，故障诊断则是保证系统运行可靠的主要技术手段。

文章以列车运行控制系统为切入点，细分析系统故障诊断方法，并对列车运行控制系统发展方法进行展望，希望为同行提供经验借鉴。

标签：列车；运行控制系统；故障诊断；措施方法
引言
近年来列车不断提速，高铁覆盖范围逐渐扩大，凭借自身方便快捷的特性逐渐成为人们主要出行方式。

在这样的背景下，列车运行控制系统日趋复杂，很多安全测试无法在列车上进行，这就给列车安全运行提出极大的挑战。

技术检修人员需要全面了解与掌握列车性能指标，确保行驶安全。

本文中主要阐述诊断列车运行控制系统故障的方法，就此展开相关论述。

1 列控系统故障诊断的重要性
列车运行控制系统（下文均简称“列控系统”），主要保证列车安全行驶，在列车行驶中发挥着重要作用。

现阶段科研水平及制造技术提高，大幅度提高列控系统元件与装置的可靠性，通过完善管理降低系统运行中发生故障的几率。

但实际运行过程中受到诸多因素影响，难免出现故障。

此时快速准确的故障诊断，可以将列车影响降到最低。

列控系统故障诊断，技术人员借助科学技术，全面分析采集获得与故障设备相关的信息，确定故障发生部位及原因。

通过故障诊断技术确定故障原因，为维修人员奠定基础，缩短故障维修所需时间，确保列车正常行驶。

接下来依据故障诊断方法，分析、总结列控系统故障原因，对未来发展方向进行展望。

2 列控系统故障诊断的方法
依据故障诊断方法的差别，可以将列控系统故障诊断分成不同方法，接下来笔者简单分析诊断方法。

2.1 故障诊断
（1）专家系统。

这是一种广泛使用的方法。

主要通过搜集行业领域中专家工作中形成的经验，将其整理形成一个数据库。

故障诊断时依据该数据库，判断故障原因及部位。

现阶段专家系统诊断得到进一步发展，已经开始应用利用车站信号控制电路模型与人工智能方法的专家系统。

（2）神经网络。

大部分列控系统故障成因都很复杂，传统人工故障诊断方法受到极大制约，利用神经网络诊断系统故障，可以大幅度提高效率。

但神经网络应用时存在难以获得训练样本、网络权值表达难度大等问题，对其应用产生一定限制。

通过结合神经网络与模糊理论形成模糊神经网络，取得一定成就。

（3）故障树。

故障树诊断的出发点是最不希望发生的事件，通过逆向分析推断故障发生原因，借助逻辑分析与关系得出故障原因，进而搭建故障关系模型。

借助故障树分析计算机连锁系统故障产生原因，或是结合字典法，做好故障维修。

2.2 预测故障
现代铁路运行速度与载重量不断提升，对列车行驶提出更高的安全要求，相关人员希望可以提前发现故障征兆，可以预测故障发生部位及时间，提前采取预防措施，降低列车突发故障几率。

考虑预测未来可能发生的故障，因此难度更大。

目前列控系统中故障预测技术还处于起步阶段，应用效果存在不确定性。

主要成果就是通过神经网络分析列车信号设备监测数据，预测设备故障；利用智能传感器監测列车自动停车设备的早期故障等。

这些都可以为以后提供方向与预测，夯实基础。

3 列控系统故障诊断案例分析
列控系统地面设备作为信号系统的一部分，为列车安全行驶提供保障。

接下来主要分析列控系统地面设备典型故障。

3.1 报文出现错误
（1）故障原因。

一列车上行至进站处时，出现紧急制动停车，原因在于受到错误报文。

事后调查分析，原来在上行线离去区段存在一限速区段，该限速区段列车速度不得大于60km/h，列车上行进站降低显示黄灯并发出LU2码。

当列车组抵达此处信号机时，ATP车载设备显示的控车曲线产生一个急降。

主要因为前方出站口无源应答器的CTCS-1包描述错误所示。

（2）处理措施。

此站点日常运行中并未承担动车组客运服务。

当动车组行经此处时，如果按照限速通过，则不会出现故障，因此故障存在隐蔽性，难以发现。

但是当存在较低限速时，根据高铁列控设计，进站信号机降级出现同类情况。

故障在于分割信号机上，因此要对含有分割信号机的该区段进行核查，明确故障发生地。

3.2 绝对停车包
（1）故障原因。

原以LKJ模式运行的动车组在各股道出发信号机处出现输
出紧急制动停车。

铁路施工单位为了节省成本，加快施工进度，各股道还未安装信号机时已经完成应答器安装，并未连接有源应答器及LEU，通行后默认报文直接通过有源应答器发送。

设计时有源应答器默认报文中含有CTCS-5包，当动车组按照LKJ模式运行并接收到此类消息后，车载设备直接抢权发出停车信号，列车紧急制动。

（2）处理措施。

已经运营且有动车组经过的车站，施工单位应该严格把关，全面考虑，杜绝提前安装应答器造成此类情况再次出现。

3.3 分相预告包问题
（1）故障原因。

安装有西门子车载设备的动车组ATP车载设备故障，重启运行经过第一个分相区时，列控系统没有实现自动过分相。

1号应答器作为该运行方向的唯一一组提供过分相信息包的应答器，设置在距离分相区外方约1.7km处，在这个范围内，列车运行经过1个带灯停车标，车载设备具备转入完全监控模式的条件，因此处于完全监控运行模式。

造成车载设备在这个模式下经过分相区，未能自动过分相。

（2）处理措施。

设计部分依据“故障-安全”原则，充分考虑经过分相预告包出现故障后信息包丢失的情况，给出解决措施。

分相区处于线路参数覆盖范围内，对应应答器均发送过分相信息包，也就是2、3两组应答器均发出信号，避免出现同类问题。

4 列控系统故障诊断方法趋势
铁路运输事业飞速发展，特别是随着科学技术进步，列控系统也不断优化与发展，性能也随之得到优化，同时也出现一些新的特征。

相应的故障诊断方法也在完善与发展，其趋势如下。

4.1 融合多种诊断方法
列控系统愈发复杂与精密，单一故障诊断方法已经很难高效准确的判断故障原因及部位，需要融合多种系统故障诊断方法，扬长避短，实现准确、快速诊断故障的目的。

其他行业中多方法结合的故障诊断已经很常见了，如结合主元分析法与D-S证据理论等。

这些综合性方法的出现，给列控系统故障诊断提供了新的方向，但如何有效运用这些方法，还需要专业人士持续研究。

4.2 机内测试技术方法
所谓机内测试技术，指的是利用系统或设备检测、隔离及测试的技术。

通过机内测试技术，可以大幅度提高设备诊断性与测试性，避免不必要报警情况的出现，提高系统诊断效率，具有较强的经济性与效率性。

列控系统中应用机内测试基础，可以在提高诊断准确性的基础上降低维修成本。

4.3 远程故障诊断方法
铁路事业快速发展，线路覆盖范围持续扩大，目前铁路网已经覆盖大部分国土。

铁路需要穿越很多荒芜人烟的地方，如青藏铁路，这些荒芜地段想要进行常规维修与监控难度较大，借助远程技术可以解决这一问题。

目前远程故障诊断技术仅局限在子系统使用中，整体远程故障诊断还要继续研究。

但相信不久的将来，远程故障诊断方法必将在列控系统故障诊断中广泛使用。

5 结束语
综上所述，列车安全行驶与否直接受到故障诊断效果的影响，因此诊断运行控制系统故障时不能马虎或是停留在表面，故障诊断人员保持严谨的作用，全面、仔细检查系统故障，明确故障成因并给出切实可行的解决措施。

通过本文论述，可以发现随着高铁普及科学水平提升，列车运行控制系统故障诊断将成为列车维修的主要内容。

希望通过本文论述可以为一线工作者提供一定借鉴与指导。

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