王小东

摘要：铁路安全和铁路信号有着密切的联系，如果铁路安全运行越来越依赖铁路信号，那么随着铁路信号的发展和水平的提高，也会大大地促进铁路安全的发展，从铁路系统的工作人员角度来说，实施严格的铁路信号系统的监督，及时排查和解决相关问题和故障，定期对铁路信号系统进行维护，这些工作对于保证行车的安全是必不可少的，也是其工作的日常主要内容，所以，铁路信号工作人员起着至关重要的地位。

关键词：铁路;信号设备;故障;诊断方法

铁路信号设备的重要性不言而喻，它是信号、联锁、闭塞设备的总称，是确保列车行车与调车安全和提升铁路通过能力的关键装备。随着技术的进步，现代化铁路信号设备的先进程度也在不断提升。本文主要从铁路信号设备常见故障出发，分析信号设备常见故障的诊断方法。

1.铁路信号设备

铁路信号存在的目的是向有关行车人员和调车人员发出指示和命令，支撑这一目的的就是铁路信号设备，包含了铁路信号指示设备、联锁设备、闭塞设备。从铁路信号的角度来讲，设备的表现类型主要包括视觉和听觉两个部分，如常见的信号机、机车信号机、信号旗、信号牌、火炬、号角、响墩、机车鸣笛等。例如列车进站需要接收进站信号机的指令信号，该信号机主要目的是防护车站安全，指示列车能否由区间进入车站以及确认进站条件，通常设置在进站路线最外方道岔尖轨尖端不少于50 m 的地点。当信号机显示红色灯，则不准列车越过信号机停止线，黄色灯光（一个）准许列车经由道岔直向位置进入正线准备停车。黄色灯（两个）准许列车经过道岔侧向位置进入站内准备停车。绿色灯，准许列车按照规定的速度经过正线通过车站。

2.常见铁路信号设备故障

2.1信号机出现故障

信号机在正常运作中由于内部结构出现问题，容易发生无法发出警报信号的情况，需要技术人员对信号机内部结构进行检查和检测，除此之外不止信号机自身可能会出现问题，外部环境出现影响也会对信号机造成故障，妨碍信号机的正常运行。比如在高温干燥的环境中，信号机的故障出现率容易增高，如果没有及时定期的检测工作，会对铁路交通的安全带来很大的影响;如果遇到降雨天气，也可能会对信号机内部造成渗漏和浸泡，导致信号机失灵无法正常工作[2]。

2.2转辙机出现故障

外界因素的干扰经常会引起转辙机的内部结构紊乱影响正常运转，并且在基本轨道和尖轨之间如果出现杂物、道岔的密贴状态被破坏、轨道之间的竖切部分出现问题都会导致转辙機不能正常运转。比如尖轨出现自身或者受外界条件影响破坏，和密贴调整杆在道岔和拉杆之间的距离不在规定范围内，都会在使用中出现磨卡、异响的问题;道床不平整或者其他零件故障或者螺丝脱落松弛也会造成转辙机的故障情况。

2.3轨道电路出现故障

轨道电路容易因为细节问题出现故障情况，比如发生线条弯曲或者生锈腐蚀的情况或者塞钉和塞钉孔之间连接不紧密或者因外部原因影响发生连续跳线情况，所使用的钢轨具有的绝缘性能是否良好符合正常运转要求等等都会出现影响轨道电路的问题。

3.铁路信号设备故障诊断对策

3.1根据铁路信号的不同故障进行针对性维修

从目前来看铁路信号系统所产生的故障也是主要有两类，一类是电源类的故障，另一类就是接触类的故障，对于这两种不同类型的故障，我们的工作人员应该根据实际情况对症下药，必须要有针对性的，有目的性的对于这些故障进行维修，如果在维修过程中工作人员所使用的方法不当或者是策略不正确，也会造成维修损失导致维修进程无法推进，维修质量不能得到保障，所以工作人员在进行维修时必须进行合理的划分，对工作维修时的质量也要有一个明确的目标。对于电源类的故障来说，我们可以恰当的测试电源接地的情况同时还要注重是否有混电情况的发生。如果电压数值大于一定的界限时，则认为发生故障。同时，从另外一个角度来说，维修人员必须要尽快的找到故障所发生的位置，并且制定出方案。针对故障所发生的问题进行合理的维修。发生了故障，工作人员一定要进行及时的维修，只有这样才能够保证行车运行时的安全才能够实现行车运行所制定的目标。对于故障接触性的故障来说，我们可以对一些信号设备进行定期的检查来应对故障的发生，及时的阻止这些问题，保证行车的安全性。

3.2故障情况的常用诊断方法

第一，在轨道交通的现场维护和实时监控的过程中对系统集中监测的信号信息进行分析规律和整理总结，统计和归类出现过的故障节点的数据信息，建立故障知识库，容纳各类故障案例知识和规则。通过收集所涉及领域的专家理论知识、现场维护技术人员的经验积累和检测系统的实时检测数据等信息，根据定制规则的表达，查询和筛选各种故障情况的形成原因和措施，来帮助维护工作人员进行交流和维护工作，不断地完善和修正专业知识。第二，构建故障知识模块，通过对设备故障的信息进行统计管理和知识更新丰富故障知识库，发生问题时可以通过对故障知识库的查询搜索来提高故障解决的速度，增加维护人员的维护知识。第三，出现突发性故障问题后，要根据系统监测出现的问题情况进行分析，辨别是系统内部问题还是由于系统内部的设备器件出现的问题。比如雨雪风暴造成的自然环境影响或者行车部门的器械设备产生的干扰等问题，根据实际情况进行维护。根据故障问题出现可能导致的结果进行分类，划分为一般性故障和风险性故障，将可能会引起连锁反应出现危险情况的故障情况进行划分，谨慎处理。同时根据故障情况出现的频率分类成永久性和间歇性故障，根据设备出现问题后的恢复状况进行分类，便于技术维护人员的定期检测维护工作。第四，由于对于大量数据的关联性和历史数据进行人工分析和比较工作难度巨大，需要引进信号故障诊断专家系统来在面对故障信号报警出现时及时做出反应。

3.3 人工智能诊断方法

3.3.1 模糊逻辑方法

根据事物的模糊性特点而引申出来的一种诊断方法即模糊逻辑法，在当前铁路信号设备故障诊断中的应用也相对较多，该方法最早出现在20 世纪的60 年代，并在80 年代应用于地铁列车的自动化控制当中。结构性知识表达能力是模糊逻辑法的基本特征，在定性知识和模糊知识的表达中呈现出较强的优势，编码处理关联关系和追踪处理过程，适用于故障的有效诊断。尤其是在道岔继电器闭合情况、信号灯点亮情况的诊断中应用效果较好，通过事例推理和规则推理，实现对信号设备故障的及时定位，确保诊断结果的可靠性。应用模糊逻辑方法对故障进行诊断时，能够保障逻辑严谨性，但是在确定征兆和故障模糊关系时也会遇到一定的难度，对于模糊知识库的依赖程度较高，会出现误诊等问题。在实践工作当中，通常会融合模糊逻辑方法和人工神经网络方法，确保良好的诊断效果。

3.3.2 专家控制系统

专业知识是专家系统的核心内容，因此在诊断过程中需要采用丰富的专业知识确定故障类型、位置和处理方法等。操作人员在操作过程中，需要专家的科学指导，因此对于技术人员的综合素养要求较高。尤其是当铁路信号设备的故障十分复杂时，可以采用专家控制系统进行诊断，保障逻辑严谨性，起到快速诊断的作用。通过符号对知识进行表达和显示，因此对于细节知识的要求不高，需要设定相应的基本规则，满足模块化处理要求。在专家控制系统当中，可以应用知识获取子系统、综合数据库子系统和设备状态监测数据导入等系统，实现专家系统的有效强化。然而，由于在知识获取等方面存在一定难度，也会对其应用效果产生影响，因此在实践应用中可以融合故障技术，增强诊断知识的完整性。

3.3.3 人工神经网络方法

对于神经网络而言，本身有着较强的自主学习能力，同时还能够进行计算，非线性优势也非常强。因此非常適合应用于设备故障诊断，并且当前已经形成了一个神经网络故障诊断方法。在该诊断方法实施过程中，能够针对网络现有数据，来预测相关的故障发生概率，与此同时，在模式识别算法的帮助下，针对不同故障，还能够实现智能化分类，并且还能够从故障的知识处理的角度，实现故障诊断系统的建立，从而有效提高故障诊断与处理的效率。为达到上述目的，需要先结合实际，选择一个合理的网络数据结构，并以此为依据完成神经网络的建立，在此基础上，还需要合理选择针对性的学习方法，通过不断的进行试错学习，在这一过程中，需要输入很多变量、权值，选择合理的数据值，输出相应的样本，从而能够对神经网络不断进行训练，最终能够获得相应的理想值，然后再留下阈值和权值，并给予现场相应的实际检测数据进行计算，在获得输出数据后，再与各种故障数据进行比较，最终即可完成故障的诊断。在铁路信号设备故障诊断时，比较适合应用于由各种人为因素引起的各种故障问题诊断。

4.结束语

综上所述，我们如果想要保障铁路的运行安全，铁路信号系统是必须存在的。电务工作人员也要负起责任，加强责任心，一旦发生故障，能够积极抢修而不是被催着维修，加强积极性。从总体来看，铁路信号系统存在的问题是可以被解决的。

参考文献：

[1]刘庆久.现代铁路信号设备维护与安全保障研究[J].内燃机与配件，2018，No.266（14）：158-159.

[2]申磊.铁路信号系统故障维修工作对策探析[J].科技创新与应用，2020，No.326（34）：123-124.