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

夏可可

通号工程局集团有限公司天津分公司   天津   300143

摘要：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。在先进科学技术、工艺理念的支撑下，信号故障诊断体系也经历了传统诊断、模型诊断、人工智能诊断等几个阶段。如今，在人工智能技术的应用下，铁路信号故障诊断更为精确化、智能化，其可在无人监管的情况下，按照人类的工作思维，对铁路信号进行全天候的监测，最大限度提高铁路系统运行的安全性。

关键词：铁路信号；故障诊断；方法

引言

传统铁路信号设计采用二维技术为基础，不能实现统筹管理铁路工程线路、隧道以及桥梁的目标，导致铁路信号存在问题，严重影响我国铁路工程的健康发展。基于BIM技术实现铁路信号工程三维发展，构建三维模型数据库，整合铁路工程资源信息，有助于提升协同管理的效率。将铁路信号工程设计、施工、交付等各个环节有机结合，有助于提升铁路信号工程建设管理质量。

1传统铁路信号设计

传统的铁路信号设计交付任务主要是基于CAD软件的二维图纸设计,并附有相关设计标准以及说明性文件。其中主要包含信号平面设计图、联锁表、室内设备布置图、电缆径路图等。二维设计软件的应用相比于初期的设计人员手工制图而言,在一定程度上提高了工作效率,降低了设计人员出错的概率,且更加地规范。但基于目前更高的施工要求而言,二维图纸仍存在一些无法解决的弊病,例如以二维图纸交付的设计成果表达抽象,在现场增加了工作复杂度;现场情况复杂,难以在二维图纸上完全展示,造成施工与设计之间存在偏差,导致返工,浪费人力、物力;各个设计单位的图纸设计之间存在差异、二维图纸的抽象难以可视化,导致施工人员在施工过程中难以准确复现设计意图等。这种设计交付的方式会导致各方人员之间的理解与判断出现差异,包括设计人员之间、设计方与业主方之间、设计方与施工方之间、施工方与业主方之间等,这种差异会导致设计、施工、运维等过程中出现“错、漏、碰、缺”等问题。

2铁路机电设备在应用中的常见故障特征

2.1故障事故转化

传统的铁路机电设备故障检测维修技术耗时长，为保障铁路机电设备的安全运行发挥其重要作用，需要对机电设备的运行实施动态监测管理，从单机性能测试过渡到综合测试，对动作值进行检查和记录，随后制订设备安全检查方案，并在此基础上利用信息技术打造信息管理系统，通过细化将故障修复“扼杀”在事故的萌芽阶段。同时，还可借助PD手持检测等设备进行检测，根据“浴盆原理”了解故障的规律，并在此基础上对老化零件进行更换，全面评估系统稳定性与机电设备故障率升高之间的关系，经过密集调试后会得到有效解决，延长铁路机电设备的寿命，快速诊断并及时维修各种故障。同时，老化阶段铁路机电设备需要进行技术改造，如无法应用则需要对老化机电配件进行更换，完成后对铁路运行机电设备故障率的具体表现进行考察，避免因运行出现负荷情况而引发故障，避免传统管理模式中所出现的责任叠加问题，降低铁路机电设备的故障概率。

2.2部件配合偏差

铁路机电设备可能会出现部件配合偏差问题，在外力损伤后会对机电设备的正常功能造成影响，因此，可以将相关数据引入相关互联网系统，以此优化机电设备安装初期的配合问题，延长设备的服役寿命，避免因配合不当而导致设备形变和损坏。同时，需要对铁路机电设备运行部件和轴承等主要内容进行分析，快速准确地对故障进行诊断，在日常使用中关注外界环境、气候和材料等各种因素影响，避免机电装置造成影响导致机电设备功能失效，在发生机电设备故障时，也可以采取有效措施快速地维修好机电设备。部件配合偏差也可能因磨损和腐蚀而出现，如未能及时解决会衍生机电设备的机械电路故障，因此，需要对机电设备进行全面的评估，考虑环境、设备、设计和使用等因素，以此为基础做好相关的优化和调整，提前制订好方案，使得每个人都充分了解检修的内容，并在保证效果的前提下加快处理速度，从而确保铁路故障的一次合格率能够保证在100%。

3铁路信号中的传统故障诊断方法

3.1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。

3.2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。

3.3定期维修检查

在铁路机电设备故障诊断过程中，需要对做好定期维修与检查，细化了解整体情况，判断当前的故障程度，掌握故障产生过程的情况，并以此为基础及时开展维修工作，最终按照规定完成维修工作，按标准规范要求复验率100%。在故障诊断中也需要结合当前参数做好防护工作，细化分析故障的原因，根据原因来制定相应的防护，通过采用定期加不定期的维护方式，及时发现机电设备在运行使用过程中存在的老化问题，重点机电设备合格率达到100%，并在此基础上做好维护处理工作，从而更有效地控制事故的影响范围。

结束语

综上所述，智能化发展时代下，铁路信号工程建设发展智能化已经成为必然趋势，基于BIM技术手段，打造现代化、智能化、可视化、集成化管理系统，对铁路信号工程建设施工开展全过程管理，有助于提升铁路信号工程设计水平，提升铁路信号工程施工质量以及效率，降低施工中发生信号设备碰撞、遮挡问题。

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