摘要：铁路信号联锁设备，在整个铁路形成安全当中，是占据着非常重要的地位的，并且，也是确保整个铁路行车过程当中的安全性的。而一个较为合理完善的铁路信号联锁系统的建立，不单单能够便于后续相关铁路列车的高效运行的展开，更加便于有效改善相关工作人员自身的工作环境。而铁路信号联锁设备的故障诊断分析，也是在整个铁路运输的系统当中占据着非常主要的部分。
关键词：铁道信号、联锁设备、故障诊断
一、联锁设备简介
联锁设备在我国铁路部门得到了广泛的应用。它是一种由继电器组成的逻辑电路，可以帮助各种设备建立联锁关系。目前我国常用的联锁设备包括集中联锁设备和非集中联锁设备。集中联锁设备是计算机集中联锁和电气集中联锁装置，两者都需要铁路值班员手动操作。非集中联锁设备一般称为彩光电锁与臂板电锁之间的联锁。在操作上，这两种设备有一定的区别。彩灯电锁由值班人员集中控制，臂板电锁需要手动操作。随着计算机技术的发展，铁路联锁设备开始普及集中联锁装置，有效地提高了铁路运行的安全性。但是联锁设备的运行容易受到各种外部因素的影响，导致一系列的故障。
二、铁道信号联锁设备的故障诊断
1、传统故障诊断法
传统的故障诊断方法是技术人员通过传统的故障诊断经验了解故障设备，并根据以往的经验诊断故障的过程。在传统的故障诊断方法中，对故障诊断方法进行逻辑推理，分析故障情况，判断故障发生的机理起着非常重要的作用。
2、信号处理方法
信号处理方法是指通过对信号模型、光谱、自回归移动平均、小波分析进行研究从而检测到故障的特征值并提取相关函数和信号模型，从而测量信号的分散体、振幅和频率，并对产生的故障进行诊断。信号处理法具有简单易使用的优越性，因此在我国铁道信号联锁设备的故障诊断中被广泛应用。
3、分析模型法
分析模型法通过建立一个诊断对象的精确数学模型，并在此基础上使用数学方法进行数理统计和模型分析，并对诊断测试的信息进行处理。然而分析模型法在实际的诊断中，因为使用范围的限制使得分析模型的诊断效果具有非线性特性，并且庞大而复杂的设备往往使其难以准确的对对象模型进行诊断。
4、人工智能法
人工智能法指的是通过专家系统、神经网络等手段对诊断对象的状态进行识别，从而做到智能地预测故障的状态并进行故障的诊断。人工智能法主要包括遗传算法、模糊逻辑、神经网络故障诊断方法等内容。随着信息技术和计算机技术、电子技术的不断发展，人工智能法在铁道信号联锁设备的故障诊断中得到了广泛应用。为我国铁道的健康运行发挥了重要作用，并提高了铁道工作的工作水平。
三 几种常见故障类型的处理
1.软件故障。对于软件故障，可以借助软件冗余技术来保证系统运行的可靠性，采用几种软件来进行处理，对比处理结果，即可产生输出。其中，每一个软件都是独立的，可以产生独立的结果，即便某个程序存在故障，也不会影响整体结果的准确性。
2.硬件故障。对于硬件故障，首选防卫法进行处理，采用该种措施可以控制好联锁设备的运行质量，此外，还可以应用系列化抗干扰措施，借助混合冗余技术来隔离联锁设备故障，在系统之中，假定有N个正常工作模块与备用模块，那么在表决后，即可作为系统输出来使用，经过多个模块与系统输出结果的对比，可以检测出其中是哪个模块运行出现故障。
3.人为故障。人为故障是指在日常维修工作中，维修人员更换微机芯片时不关闭机柜电源，更换联锁机输入/输出板时不确认跳线位置盲目插接，倒机试验程序不完善等都能人为造成联锁设备故障的发生。人为故障可通过对维修人员进行技术培训，按标准化程序作业的方法解决。
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四、铁道信号联锁设备故障未来研究的重点
1、基于故障诊断专家系统将趋于成熟
目前国内联锁设备故障诊断专家系统有了一定应用，但应用范围、规模有限。如果信号微机监测系统或者计算机联锁系统中的维修机分别与专家系统更好地结合，达到设备之间信息共享，优势互补，实现在线实时、动态故障查询和诊断，将有利于快速处理故障。总之，随着诊断系统不断完善，将会对现场处理故障发挥越来越大的作用。
2、基于故障诊断技术融合的方法
故障诊断技术融合的形式多种多样，其中，模糊神经网络的故障诊断专家系统具有很大的发展潜力。该诊断系统克服了专家系统获取知识的瓶颈现象，又能处理不确定知识。优点是融合了模糊逻辑和神经网络的长处，既兼顾故障诊断知识的模糊性，又利用了神经网络自学习能力强的特点，共同实现对故障的模糊诊断。
3、机内测试技术
机内测试是一种显著改善系统或设备测试性和诊断能力的重要技术手段力。根据其发展历程，可分为两种类型：常规BIT技术和智能BIT技术。常规BIT技术主要包括通用的BIT技术、数字电路BIT技术、模拟电路BIT技术。智能BIT通过在BIT的设计、检测、诊断、决策等阶段采用智能理论与技术，从各个层面提高BIT的综合效能，以降低虚惊率，提高设备效能，减少使用维修费用。具有分层集成组织结构的智能BIT，应用于联锁设备故障的智能测试和诊断，有积极的研究价值。
4、检测诊断智能化技术
采用基于VXI总线的/虚拟仪器技术，充分利用计算机技术、传感器技术、动态测试技术和信号处理技术构成智能化检测诊断系统，即测试系统的检测方法和过程从激励的产生到测试和诊断结果的输出都做到智能化、数字化和可视化，对联锁设备各个组成部件进行实时检测，以便提前发现问题，减少人为操作带来的不稳定性，提高检测率。
5、远程故障诊断技术
由于铁路运输速度的不断提高、运输量的日益增大，对铁路信号设备的安全性和可靠性也随之提出了更高的要求。对于个别站来说，强化自监测，自诊断，储存记录，图像功能，实现远程诊断。对于区域计算机联锁设备来说，远程故障诊断意义更大。可根据整个区域联锁系统的特点，采用适当远程诊断技术，实现远程故障诊断，及时处理故障，保证行车安全，提高运输效率。
6、故障诊断与容错控制技术
随着我国铁路建设的跨跃式发展，对信号设备自动化、安全性、可靠性要求越来越高。一旦信号设备出现故障，铁路运输部门要求电务部门按照技术规定在最短的时间内及时维修并投入使用。而随着技术是的不断发展，车站信号联锁系统、驼峰自动化控制系统和区间自动控制系统的故障自诊断能力也将不断提高；故障诊断与容错控制技术也将更好地用于铁路信号设备中。简而言之，信号联锁设备故障诊断和容错控制是密不可分的，二者相互促进，相互支持。故障诊断技术的发展，不断促进容错控制技术的发展，同时，容错控制又为故障诊断技术的发展开辟新的研究领域。
五、结语
作为交通网络的核心，铁路运输不可忽视，为了保障其日常运行的安全性和可靠性，非常有必要做好铁道信号联锁设备的故障分析与故障诊断。以上对铁道信号联锁设备的故障分析方法的研究，就是我对目前铁道信号联锁设备故障分析的一些浅显的理解。
参考文献：
[1]张大威.铁路信号故障诊断专家系统探讨[J].铁道通信信号，2011，47（2）：14-16.
[2]舒刚.人工智能方法在车站信号故障诊断中的应用与研究[D].北京交通学，2008.
论文作者:史惠峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
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