鐵路信號設(shè)備隱患成因分析及對策

2023年12月7日發(fā)(作者：聳立的意思)

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鐵路信號設(shè)備隱患成因分析及對策

摘要：在對鐵路行車進(jìn)行控制時，利用信號技術(shù)使列車駕駛員獲得有關(guān)信息。從廣義上講，鐵路信號裝置能將各種設(shè)備和各種數(shù)據(jù)結(jié)合起來，能顯示、傳輸有關(guān)數(shù)據(jù)和控制相關(guān)鐵路設(shè)備。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，鐵路信號設(shè)備的現(xiàn)代化程度進(jìn)一步提高，相關(guān)技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，特別是與現(xiàn)代通信技術(shù)緊密結(jié)合，保證了數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。采用安全防護(hù)技術(shù)，是防止運(yùn)輸事故，特別是防止行車事故的有效手段，是鐵路運(yùn)輸安全體系中的重要組成部分。

關(guān)鍵詞：鐵路信號設(shè)備；存在問題；對策

1鐵路信號設(shè)備故障的分類

針對不同的鐵路信號設(shè)備故障，可從以下3個方面進(jìn)行分類。

首先，根據(jù)故障原因可以分為人為故障及設(shè)備故障。所謂人為故障是指現(xiàn)場人員未嚴(yán)格按照規(guī)定操作信號設(shè)備而引起的各類故障，設(shè)備故障則是由于信號設(shè)備本身質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或維護(hù)、維修存在缺陷，最終導(dǎo)致信號設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生故障。

其次，根據(jù)故障性質(zhì)可以將信號設(shè)備故障劃分為機(jī)械設(shè)備故障及電氣故障兩種類型。其中，機(jī)械設(shè)備故障主要是由于信號設(shè)備本身元器件老化所致，例如典型的螺絲松動引起的繼電器自動開關(guān)失靈，就是屬于機(jī)械設(shè)備故障；電氣故障主要是由于設(shè)備中的各類電子元件超出了使用壽命期限，雖然電子元器件有著強(qiáng)大的功能，但其本身也有著不同的使用壽命期限，如果信號設(shè)備日常維護(hù)過程中電子元器件更換不及時、維護(hù)不合理，導(dǎo)致電子元件超出使用壽命范圍，就會引起各類電氣故障。

最后，根據(jù)故障發(fā)生范圍可以將信號設(shè)備的故障類型分為室內(nèi)與室外故障兩種。其中，發(fā)生于室內(nèi)的常見故障包括信號電路故障、顯示器故障及電源故障，而室外故障則包括岔轉(zhuǎn)轍機(jī)故障、信號機(jī)故障等。

2常見鐵路信號系統(tǒng)故障診斷方法 2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷法工作原理如下：先選擇一個與實(shí)際應(yīng)用需求符合的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，再為該網(wǎng)絡(luò)選擇適配的學(xué)習(xí)方法，反復(fù)輸入不同的變量、權(quán)值或者合適數(shù)據(jù)值進(jìn)行試錯學(xué)習(xí)。 通過不斷輸出相應(yīng)樣本對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重復(fù)訓(xùn)練，獲取最終理想值，再將相應(yīng)的閾值和權(quán)值留下進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)檢測并計(jì)算，最后再結(jié)合已有的各項(xiàng)故障數(shù)據(jù)與獲得的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，以此實(shí)現(xiàn)對故障的準(zhǔn)確診斷。 該診斷法有自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、并行計(jì)算及時、非線性優(yōu)勢強(qiáng)等特點(diǎn)，同時，由于這種方式能夠通過網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有數(shù)據(jù)對故障發(fā)生概率進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，還可以根據(jù)模式識別算法對不同故障進(jìn)行智能化分類，并建立基于故障知識處理下的高效化故障診斷系統(tǒng)，具有較高的智能性與靈活性，因此常用在人為因素引起的各種鐵路信號系統(tǒng)故障診斷中。

2.2模糊邏輯故障診斷方法

模糊邏輯故障診斷法不需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，其基本原理是通過特定算法對人類思維模糊性特點(diǎn)進(jìn)行模擬，從而達(dá)到故障診斷自動化的應(yīng)用目的。由于它在實(shí)際操作中并不需要再建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，因此實(shí)際應(yīng)用過程中的操作比較簡單。但即便如此，其在具體操作過程中也需要建立相應(yīng)的算法規(guī)則，并根據(jù)規(guī)則確定相關(guān)隸屬函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備故障的檢查診斷。 由于目前該方法缺少完善的模型支持，故在實(shí)際應(yīng)用中只用于處理前期預(yù)警等相對簡單的系統(tǒng)故障問題。

3提升鐵路信號控制系統(tǒng)故障導(dǎo)向安全的方案

3.1建立統(tǒng)一的信號模型

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鐵路信號設(shè)備的技術(shù)水平得到了極大的提高，而采用常規(guī)繼電器聯(lián)鎖難以適應(yīng)目前鐵路信號設(shè)備的需要。為了有效控制信號設(shè)備，必須采用先進(jìn)的技術(shù)，特別是CTC通信信號控制技術(shù)。為了進(jìn)一步發(fā)揮鐵路信號設(shè)備的控制效果，加強(qiáng)與鐵路信號的集成，使其與鐵路信號技術(shù)相結(jié)合[4],工作人員要根據(jù)列車的實(shí)際運(yùn)行狀況，建立相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況。利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，可以使鐵路信號設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的控制目標(biāo)，逐步提高智能化控制水平，減少工作人員的工作量，提升鐵路信號設(shè)備的控制效果。另外，由于采用自動控制系統(tǒng)，需要有效處理信號設(shè)備的分散問題，確保我國鐵路的信號設(shè)備向自動化、智能化的方向發(fā)展。例如，利用LZB技術(shù)，對各種指標(biāo)進(jìn)行有效的控制，打破傳統(tǒng)信號設(shè)備的限制，既提高列車的可靠性，也降低列車的運(yùn)行及維護(hù)成本。

3.2提升系統(tǒng)整體性能，做好各階段安全防控工作

鐵路信號控制系統(tǒng)是一個綜合性系統(tǒng)，除了做好多冗余設(shè)計(jì)外，還要采取其他手段進(jìn)行“故障—安全”控制，例如飛機(jī)運(yùn)行中使用的“多個發(fā)動機(jī)”手段，就是一個很好的參考。鐵路技術(shù)工作人員可以將該手段鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)相結(jié)合，研發(fā)相似設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用，以此提升系統(tǒng)整體性能，保持鐵路信號控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全高效。除此之外，為了保持列車運(yùn)行的整體安全性，還要在鐵路其他信號系統(tǒng)如區(qū)間閉塞系統(tǒng)、行車調(diào)度控制系統(tǒng)等各重要工作系統(tǒng)中增加冗余設(shè)備配置，保證一旦列車運(yùn)行出現(xiàn)故障信號，即可自動切換進(jìn)入緊急安全制動模式，以此保證列車運(yùn)行的安全穩(wěn)定。同時，還可以通過對鐵路信號控制系統(tǒng)開展積極有效的耐高壓和耐強(qiáng)磁試驗(yàn)等方式，對系統(tǒng)進(jìn)行“破壞性”試驗(yàn)訓(xùn)練，保證系統(tǒng)在出現(xiàn)極限干擾問題時，仍然能夠保持正常工作，以此提升系統(tǒng)工作性能，避免重大鐵路安全事件的發(fā)生。

3.3統(tǒng)籌控制鐵路信號

利用智能技術(shù)可以迅速分析列車信號集中監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警信息，增強(qiáng)與知識庫的聯(lián)系，合理配置維修人員，及時發(fā)現(xiàn)故障，并發(fā)布維修命令，遠(yuǎn)程指揮故障處理。建立文字資料管理系統(tǒng)，保證設(shè)備故障應(yīng)急處理系統(tǒng)的一體化發(fā)展，并嚴(yán)格按照設(shè)備原理圖和技術(shù)資料，對故障處理程序進(jìn)行調(diào)整，把設(shè)備的故障現(xiàn)象通過圖片和文字記錄傳送給統(tǒng)一管理中心。另外，在對報(bào)警信息和知識庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)配置時，必須根據(jù)報(bào)警類型、設(shè)備類型及報(bào)警內(nèi)容，智能地判斷線路，得出故障報(bào)警時間，便于工作人員結(jié)合報(bào)警信息，盡快找出故障，并且做好故障處理計(jì)劃，防止鐵路信號故障影響鐵路的正常運(yùn)行，從而切實(shí)提升鐵路運(yùn)行的實(shí)際效率。

3.4加強(qiáng)列車防護(hù)，規(guī)避列車沖突風(fēng)險 雖然鐵路信號控制系統(tǒng)本身已經(jīng)具備強(qiáng)大的安全故障及緊急控制功能，但鐵路運(yùn)維本身仍然屬于機(jī)械性工作，因此，列車追尾事故還是難以避免。并且由于列車運(yùn)能強(qiáng)大，當(dāng)發(fā)生列車追尾時，其所造成的公眾生命及工作人員生命安全損失難以估算，因此做好列車防護(hù)保護(hù)也十分重要。理論上講，由于列車行駛速度很快，增加列車防護(hù)裝置似乎缺乏可行性，但從另一個思路來看，技術(shù)人員也可以通過在列車頭部尾部配備智能化防護(hù)裝置，對運(yùn)行中的列車進(jìn)行安全距離控制，如果兩車之間的距離小于列車安全行駛距離時，智能化設(shè)備就會感應(yīng)到其他列車的存在，從而向前面或者后面的列車發(fā)出警告信號，提示對方存在相撞可能，從而促使對方做出反應(yīng)，緊急制動以規(guī)避沖突風(fēng)險。當(dāng)然，這種防護(hù)設(shè)備應(yīng)用還處于理論階段，其具體使用還需考慮抗干擾設(shè)計(jì)，避免因其他因素造成運(yùn)行困擾。

結(jié)束語

鐵路信號設(shè)備正常、穩(wěn)定的運(yùn)行，是保證鐵路安全運(yùn)行的重要保證，其涉及到多種設(shè)備，且故障原因復(fù)雜，具有偶然性、突發(fā)性及模糊性的特點(diǎn)，因此只有采用先進(jìn)的診斷方法才能為故障分析提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。實(shí)際工作中，鐵路設(shè)備管理技術(shù)人員要不斷實(shí)踐、研究，及時排除信號設(shè)備故障，為鐵路的安全運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]喬曦.淺析幾個常見鐵路信號設(shè)備故障診斷方法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（13）：293.

[2]周東平.鐵路信號設(shè)備的自動化控制技術(shù)淺析[J].中國設(shè)備工程，2018（22）：178-179.

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