现代铁路信号设备故障诊断中的常见问题分析

现代铁路信号设备故障诊断中的常见问题分析

董岩峰

牡丹江电务段黑龙江牡丹江157000

摘要：近年来，随着我国铁路行车速度的提高，铁路信号设备技术标准及电子化进程不断提高，但信号设备因检修、材质及其他因素影响造成设备故障。而如何缩短设备故障延时，确保行车安全，逐步实现设备低故障率，已成为电务维修部门当前亟待解决的重大课题。所以，本文对现代铁路信号设备故障诊断中的常见问题进行分析。

关键词：铁路信号设备；故障诊断；问题分析

一、铁路信号设备常见故障分析

1、轨道电路故障

1.1室内设备故障

室内设备故障可以分为信号设备断路故障、信号设备短路故障和信号设备局部电源断相故障三种。设备断路故障一般是导致轨道继电器不吸合的问题导致，查找这类故障使用万用表来测量继电器线圈电压，可根据断线发进行查找，对电路中的是室内器材、断路器等逐一排查；在检测过程中如果发现继电器线圈电压与正常值相比差距一半左右，那么很可能就是继电器线圈防护罩发生了断路故障的原因；如果继电器线圈电压与正常电压值比较，基本为正常值的三分之一，一般为硒堆被击穿所产生。检测过程中如果在电压处于正常状态，那么需要对继电器局部线圈分别进行测量，如果部分线圈存在110V电压，那么可以判断为轨道电路继电器局部位置的线圈发生了开路现象，也有可能是线圈的二元位自身存在机械卡滞。针对短路故障，我们可以断开分线盘两端线路，测量电缆电压，电压值大概为直流40伏，这中情况会导致接线端子两端软线的电压非常低，这种情况会出现继电器不能吸合现象，通过这种方式可以排除这种故障不是断路故障，在这种情况下可以定性为室内设备线路短路故障。可以采用断线法对其进行处理。对于局部电源的断相故障，第一需要测量轨道电路的线圈局部线圈的电压，测量电压值是否处于正常范围，如果局部线圈上电压值为110伏，则可以判断为室外故障，如果没有110V那么可以判断为室内故障。

1.2室外设备故障

信号设备的室外设备故障分为两种：电路短路故障和电路断路故障。在对这两种故障进行诊断分析的时候，需要按照两种方法进行区分，判断是送受端的短路还是断路，一般情况是通过对电路故障区域中轨道电路的电流值和轨面的电压值来判断，通过分析判断出故障点；如轨面电压值与正常电压值相比较高，那么证明送电端电气设备功能正常，那么故障的原因应该是某个区域存在断路现象，故障点大致在钢轨和受电端两处之间。如轨面电压与正常值相比，要比正常电压低，那么则需要测量钢轨电流值，如果发现电流值较大，那么可以说明轨道受电端存在短路区域。

1.3故障预防

信号设备近年的微机监测等设备已开始普及，在设备故障前各种设备参数也有体现，电务段可制对各种参数进行制定标准，录入设备参数上下限，在设备参数异常时提供报警，这样就实现了故障的提前发现，减少了整体器材的故障率。

2、信号机故障诊断分析

①出现站内信号机灭灯控制台，站内信号机灭灯控制台一般是调车信号机，也可能是列车信号机，通常在禁止灯灭的情况下，控制台的信号机复示器一般都会有闪光现象，在允许信号灯光灭灯的时候，如果不及时开放信号，发生这种故障的时候是很难发现的。在排列该列车的信号机进路的时候，开始端按钮指示灯熄灭之后，信号器会将绿灯或者白灯点亮，调车复示器指示灯闪烁一下，然后便会自动熄灭，列车复示器闪烁一下就将恢复到禁止灯光点亮的状态，那么可以说明允许灯灭灯现象发生。②区间信号机出现断丝以及灭灯现象：如果区间信号机发生灭灯现象，那么可以进行灯光转移。信号机中主要故障包括：信号灯双断丝，灯泡与灯座接触不良，这时候在点灯回路中的熔断器容易发生熔断，这样会导致断路器跳闸故障。如果在信号机点灯回路中存在断线，或者继电器的一级变压器发生了点灯单元断丝故障，这些都是导致信号机故障的直接原因。

3、道岔故障

（1）在操动单动道岔时，如果控制台有电流显示，则说明动作道岔电源已经送出。如果操动单动道岔时，道岔不能操动到指定位置，则可以说明是室外原因。如果在操动道岔时，控制台没有电流显示，则可以查看室外的分线盘，测量该道岔电压状态，如果有电压存在则可以判断为动作道岔电源已经送出，那么就可以说明是室外存在故障。

（2）如果该道岔为双动道岔，操作控制台的时候电流表只动作一次，那么说明动作道岔的电源已经送至到一动道岔，断定故障位置为一动道岔处，这种故障为室外故障。

（3）如果道岔的定、反位都能正常操动，但是没有电流，此时测试其电压值，如果电压在250V以内，则测量分线盘电压，看是否有110V交流电压，如果存在电压则为室外故障，如果不存在电压则为室内故障。

二、智能故障诊断方法

1、模糊逻辑诊断方法

模糊逻辑是以模糊理论为基础，对有关联关系通过编码形式进行逻辑推理的计算机控制技术，具有较强的结构性知识表达能力，适于表达模糊或定性的知识。模糊逻辑故障诊断是根据设备故障原因和故障现象之间的模糊关系矩阵，经过逻辑推理求出各种故障原因的隶属度，以表示出现各种故障的可能程度。模糊故障诊断有两种基本方法，一种是先建立征兆与故障类型之间的因果关系矩阵，再通过某种模糊合成算子建立故障与征兆的模糊关系方程，这是基于模糊关系及合成算法的诊断方法。另一种基本方法是先建立故障与征兆的模糊规则库，再进行模糊逻辑推理的诊断过程，这是一种基于模糊知识技术的诊断方法。但隶属函数和模糊规则的确定比较困难，故障诊断结果诊断能力依赖模糊知识库，模糊诊断知识难以获取，且存在片面性，容易发生误诊、漏诊现象，因此故障诊断结果很难令人满意。

2、神经网络诊断方法

神经网络是模仿人脑神经元处理问题，寻求解决问题的方式。神经网络诊断知识获取相对容易，避免了专家提出的知识信息科的建设；若干知识可以在一个网络中表示，具有很强的适应能力；神经网络采用并行推理方式，提高了故障诊断效率。目前，神经网络法在设备故障诊断领域的应用主要在两个方面：作为分类器进行故障模式识别和作为动态预测模型进行故障预测。但神经网络由于知识的隐式表示导致解释能力差，用户对其诊断行为较难理解，因此出现了神经网络与专家系统、模糊逻辑诊断技术相结合的混合诊断方法。该方法具有自组织自适应能力、容错性好、推理速度快，有利于故障信号分析与处理、故障模式识别、故障领域专家知识的组织和推理，并推动了故障诊断的智能化。

3、模型解析方法

解析模型诊断是根据组成系统元器件之间的联系建立诊断对象的数学模型，运用各种数学方法对检测对象进行故障诊断。模型解析法通过对检测对象的输入输出信号整理收集，并代入数学模型中进行运算比对来判断检测对象是否存在故障，能够实时动态的检测铁路信号设备。常见的模型解析方法有：滤波器法、最小二乘类法、观测器法和等价空间法。

4、混合智能诊断方法

混合智能诊断方法是上述方法相互结合的智能诊断方法，是智能诊断技术的发展趋势。如基于D-S证据理论信息融合的故障诊断模型是利用神经网络的输出和模糊综合评判的输出来构造证据理论中可信度分配，然后将这两种方法的诊断结果利用D-S组合规则进行融合，最后根据一定的诊断规则得出最终的诊断结果，使得诊断结论的可信度明显提高。

结束语

本文阐述了铁路信号设备常见故障以及其诊断方法，通过分析介绍能够提高轨道信号故障的检修效率，提高铁路运输的安全性，同时我们也需要继续研究探讨，探索更加便捷高效的铁路信号设备故障排查方法，使得故障诊断技术不断提高和创新，提高铁路信号设备维护工人的故障分析诊断能力，拓宽铁路运输行业的迅速发展之路。

参考文献：

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