浅析铁路信号设备常见故障诊断方法

浅析铁路信号设备常见故障诊断方法

发表时间：2015-09-15T15:14:34.500Z 来源：《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿作者：邱日庆

[导读] 中国铁建电气化局奎北铁路维管段，新疆，克拉玛依铁路信号系统由大量、多种机电设备组成的复杂信号系统。

邱日庆

（中国铁建电气化局奎北铁路维管段，新疆，克拉玛依，834007）

【摘要】随着社会的发展以及人们出行的需要。铁路系统迎来了巨大发展，同时人们对铁路系统安全运行提出了更高的要求。而铁路建设中信号系统的建设则是保证列车运行的重要基础设施，往往其可靠性的高低直接决定了列车运行安全和运输效率的高低。本文介绍铁路系统中常见的信号设备故障类型以及信号检测技术，以供参考。

【关键词】铁路信号设备故障；故障类型；诊断技术；处理措施

1．铁路信号设备常见故障类型

铁路信号系统由大量、多种机电设备组成的复杂信号系统。因此其故障类型往往具有多样性、复杂性、模糊性、随机性和组合性等特点。由于故障现象和产生原因的复杂性和偶然性，所以诊断故障也具有非结构化或半结构化的特点。按性质来分信号故障类型可以分为如下两类：人为信号设备故障、非人为信号设备故障（信号设备质量问题自然出现故障）。

2．铁路信号设备故障诊断技术

信号设备故障因其多样性、复杂性和偶然性，为故障分析带来极大不便。因此当信号系统出现故障后，如何能快速、准确、及时的判断故障类型和部位，必将为快速排除故障，保证列车正常高效运行带来方便。因此信号故障诊断技术应运而生。故障诊断技术的目的是为了提高系统的可靠性和安全性。造成铁路信号系统故障的原因大致有设备失修故障、产品质量故障、维护不当造成的人为故障、自然灾害造成的设备故障等。铁路信号设备故障处理技术的诊断方法可分为：传统故障诊断技术(即现场故障诊断技术)、基于信号处理法、解析模型法和人工智能故障诊断法。

2.1 传统故障诊断技术

传统信号故障诊断技术指维修人员根据故障现象、设计图纸、设备说明书以及结合自己的经验，进行的现场分析处理和诊断设备故障。常用有逻辑推理法、优选法、比较法、断线法、校核法、试验分析法、观察检查法、调查研究法、逐项排除法、仪表测试法等。

2.2 解析模型法

所谓解析模型法以诊断对象精确，并已经建立在数学模型的基础之上的一种诊断故障方法，它的运用涉及到相关的数理统计和解析函数等数学方法，一旦系统中存在故障，那么系统的输入和输出方面就会相应有所改变，这些改变会相对应地反映在解析模型中，这里用到的是数学模型。所以说，通过对数学模型的观测，分析参数的变化可以有利判定出该系统是否存在故障和问题，这个方法对深入研究系统本质的动态性质大有帮助。

2.4 人工智能故障诊断法

人工智能故障诊断法是通过对专家系统的利用、模糊逻辑和人工神经网络的使用等来进行故障诊断和其他的传统技术相结合的一种诊断方法，是以诊断对象进行状态识别、状态预测和状态判断和推理，通过模拟专家决策的过程来解决那些要用到专家来解决的复杂性问题。

3．铁路信号设备故障因素分析

3.1 设备系统可靠性

铁路运输设备系统安全关系到国民经济生活中的各个层面，因此其对安全性可靠性要求极为严格。因此铁路信号产品的研制、生产、使用、验收过程中管理规范性引起广泛关注。信号系统可靠性是一个从信号系统研发到生产再到使用、维护的系统性工程。因此，其可靠性涉及到产品从研发到使用整个全寿命周期的各个阶段。因此如何制定信号系统运行标准由研发到生产再到使用和维护整个过程的可靠性标准和指标至关重要。

3.2 电气化条件对信号系统的影响

信号设备属于弱电系统而电气化铁路牵引供电系统属于强电系统。电气化铁路牵引供电系统具有电压高、牵引电流大等特点，且电力机车在牵引过程中设备整流和换相往往会产生大量谐波。当信号设备与这些设备共同使用时，如果处理不当牵引供电系统往往会对信号系统产生较强的干扰。这些干扰大致可分为感应式、辐射式、传导式，且不同信号设备对干扰的反应也不同。因此对于不同信号设备采取的抗干扰措施也不尽相同。

3.3 电缆电源对信号系统的影响

铁路信号系统属于一级负荷，往往采取双电源供电网络供电。信号电源一般由自动电力线路和贯通电力线路两路电源供电。两路电源互为冗余，故障时相互切换，以提高供电可靠性。

3.4 外部因素对信号系统的影响

铁路系统是一个跨度很长，环境复杂的系统。而列车的安全运行避免不了对外界环境的检测，尤其是对一些恶劣环境的检测如：强风、暴雨、大雪等等信号的检测。因此信号系统检测设备复杂且设备环境复杂条件恶劣。这些不利因素往往也会影响工作人员对信号系统的正常维护。因此外部环境对信号系统影响很大。对于这些环境恶劣、条件复杂地区信号设备一定要选用可靠的、智能的和具备一定容错能力的信号系统。

4．铁路信号设备故障的处理措施

（1）建立健全信号设备维护制度。信号维护人员应保持通讯畅通，以便运行人员随时联系。除此之外维护人员应每日将自己工作地点事先通知车站值班人员和电务段调度人员，以便出现故障时及时处理。

（2）信号设备故障维护制度。当遇到信号设备故障时应积极组织故障修复。对于一般故障，维护人员应在联系登记后，会同值班人员对信号故障设备进行试验，检查，修复，修复过程应查明原因、记录处理过程及结果。对于严重设备缺陷，当危及行车安全时，若不能及时排除故障应尽快联系值班人员登记停用设备，然后查出原因，尽快排除故障，恢复使用。如不能判明原因，应立即上报。听从上级指

示处理。

（3）重大列车事故时，信号设备处理制度。对于运行机车出现重大故障如脱轨、相撞、颠覆事故时，维护人员不应擅自处理信号设备，应先保护事故现场并立即报告电务段调度。

（4）现场维护工作制度。对于发生影响行车的设备故障时，信号维修人员应对接发列车进路排列状况，调车作业情况，控制台的显示状态，列车运行时分，设备位置状态以及故障现象登记在《行车设备检查登记簿》中，作为原始记录备查，根据现场情况及时恢复设备使用。

5．结语

随着高铁技术发展和我国对铁路建设的巨大支持，我国在铁路尤其是高速铁路发展方面取得了巨大进步和可喜成就，有些技术和研究成果已跻身世界前列。我们仍存在发展时间短、技术设备方面还有待进一步提升。尤其铁路信号系统的发展是一个庞大的系统，其发展的可靠性需要更多的制度安排和技术支持。因此我们应不断需求最优组合方案，以实现铁路信号系统的跨越式发展。

参考文献：

[1]李哲.浅谈铁路机电设备的故障诊断[J].科技信息，2010(05).

[2]单志荣.浅谈减少铁路信号设备故障的措施[J].科技创业月刊，2010(12).

[3]杜洁.基于故障树技术的铁路信号设备故障诊断专家系统的实现方法研究[D].北京交通大学，2009.