铁路信号设备隐患成因分析及对策

2023年12月7日发(作者：耸立的意思)

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铁路信号设备隐患成因分析及对策

摘要：在对铁路行车进行控制时，利用信号技术使列车驾驶员获得有关信息。从广义上讲，铁路信号装置能将各种设备和各种数据结合起来，能显示、传输有关数据和控制相关铁路设备。随着信息技术的飞速发展，铁路信号设备的现代化程度进一步提高，相关技术也得到了飞速发展，特别是与现代通信技术紧密结合，保证了数据的传输质量。采用安全防护技术，是防止运输事故，特别是防止行车事故的有效手段，是铁路运输安全体系中的重要组成部分。

关键词：铁路信号设备；存在问题；对策

1铁路信号设备故障的分类

针对不同的铁路信号设备故障，可从以下3个方面进行分类。

首先，根据故障原因可以分为人为故障及设备故障。所谓人为故障是指现场人员未严格按照规定操作信号设备而引起的各类故障，设备故障则是由于信号设备本身质量不达标或维护、维修存在缺陷，最终导致信号设备系统发生故障。

其次，根据故障性质可以将信号设备故障划分为机械设备故障及电气故障两种类型。其中，机械设备故障主要是由于信号设备本身元器件老化所致，例如典型的螺丝松动引起的继电器自动开关失灵，就是属于机械设备故障；电气故障主要是由于设备中的各类电子元件超出了使用寿命期限，虽然电子元器件有着强大的功能，但其本身也有着不同的使用寿命期限，如果信号设备日常维护过程中电子元器件更换不及时、维护不合理，导致电子元件超出使用寿命范围，就会引起各类电气故障。

最后，根据故障发生范围可以将信号设备的故障类型分为室内与室外故障两种。其中，发生于室内的常见故障包括信号电路故障、显示器故障及电源故障，而室外故障则包括岔转辙机故障、信号机故障等。

2常见铁路信号系统故障诊断方法 2.1神经网络故障诊断方法

神经网络故障诊断法工作原理如下：先选择一个与实际应用需求符合的网络数据结构，建立神经网络，再为该网络选择适配的学习方法，反复输入不同的变量、权值或者合适数据值进行试错学习。 通过不断输出相应样本对神经网络进行重复训练，获取最终理想值，再将相应的阈值和权值留下进行现场数据检测并计算，最后再结合已有的各项故障数据与获得的输出数据进行对比，以此实现对故障的准确诊断。 该诊断法有自主学习能力强、并行计算及时、非线性优势强等特点，同时，由于这种方式能够通过网络现有数据对故障发生概率进行准确预测，还可以根据模式识别算法对不同故障进行智能化分类，并建立基于故障知识处理下的高效化故障诊断系统，具有较高的智能性与灵活性，因此常用在人为因素引起的各种铁路信号系统故障诊断中。

2.2模糊逻辑故障诊断方法

模糊逻辑故障诊断法不需要建立复杂的数学模型，其基本原理是通过特定算法对人类思维模糊性特点进行模拟，从而达到故障诊断自动化的应用目的。由于它在实际操作中并不需要再建立复杂的数学模型进行模型训练，因此实际应用过程中的操作比较简单。但即便如此，其在具体操作过程中也需要建立相应的算法规则，并根据规则确定相关隶属函数，实现对设备故障的检查诊断。 由于目前该方法缺少完善的模型支持，故在实际应用中只用于处理前期预警等相对简单的系统故障问题。

3提升铁路信号控制系统故障导向安全的方案

3.1建立统一的信号模型

随着科学技术的发展，铁路信号设备的技术水平得到了极大的提高，而采用常规继电器联锁难以适应目前铁路信号设备的需要。为了有效控制信号设备，必须采用先进的技术，特别是CTC通信信号控制技术。为了进一步发挥铁路信号设备的控制效果，加强与铁路信号的集成，使其与铁路信号技术相结合[4],工作人员要根据列车的实际运行状况，建立相应的监控系统，实时监控设备的运行状况。利用现代的计算机技术和信息技术，可以使铁路信号设备实现统一的控制目标，逐步提高智能化控制水平，减少工作人员的工作量，提升铁路信号设备的控制效果。另外，由于采用自动控制系统，需要有效处理信号设备的分散问题，确保我国铁路的信号设备向自动化、智能化的方向发展。例如，利用LZB技术，对各种指标进行有效的控制，打破传统信号设备的限制，既提高列车的可靠性，也降低列车的运行及维护成本。

3.2提升系统整体性能，做好各阶段安全防控工作

铁路信号控制系统是一个综合性系统，除了做好多冗余设计外，还要采取其他手段进行“故障—安全”控制，例如飞机运行中使用的“多个发动机”手段，就是一个很好的参考。铁路技术工作人员可以将该手段铁路运输系统相结合，研发相似设计进行应用，以此提升系统整体性能，保持铁路信号控制系统运行的安全高效。除此之外，为了保持列车运行的整体安全性，还要在铁路其他信号系统如区间闭塞系统、行车调度控制系统等各重要工作系统中增加冗余设备配置，保证一旦列车运行出现故障信号，即可自动切换进入紧急安全制动模式，以此保证列车运行的安全稳定。同时，还可以通过对铁路信号控制系统开展积极有效的耐高压和耐强磁试验等方式，对系统进行“破坏性”试验训练，保证系统在出现极限干扰问题时，仍然能够保持正常工作，以此提升系统工作性能，避免重大铁路安全事件的发生。

3.3统筹控制铁路信号

利用智能技术可以迅速分析列车信号集中监控系统的报警信息，增强与知识库的联系，合理配置维修人员，及时发现故障，并发布维修命令，远程指挥故障处理。建立文字资料管理系统，保证设备故障应急处理系统的一体化发展，并严格按照设备原理图和技术资料，对故障处理程序进行调整，把设备的故障现象通过图片和文字记录传送给统一管理中心。另外，在对报警信息和知识库进行关联配置时，必须根据报警类型、设备类型及报警内容，智能地判断线路，得出故障报警时间，便于工作人员结合报警信息，尽快找出故障，并且做好故障处理计划，防止铁路信号故障影响铁路的正常运行，从而切实提升铁路运行的实际效率。

3.4加强列车防护，规避列车冲突风险 虽然铁路信号控制系统本身已经具备强大的安全故障及紧急控制功能，但铁路运维本身仍然属于机械性工作，因此，列车追尾事故还是难以避免。并且由于列车运能强大，当发生列车追尾时，其所造成的公众生命及工作人员生命安全损失难以估算，因此做好列车防护保护也十分重要。理论上讲，由于列车行驶速度很快，增加列车防护装置似乎缺乏可行性，但从另一个思路来看，技术人员也可以通过在列车头部尾部配备智能化防护装置，对运行中的列车进行安全距离控制，如果两车之间的距离小于列车安全行驶距离时，智能化设备就会感应到其他列车的存在，从而向前面或者后面的列车发出警告信号，提示对方存在相撞可能，从而促使对方做出反应，紧急制动以规避冲突风险。当然，这种防护设备应用还处于理论阶段，其具体使用还需考虑抗干扰设计，避免因其他因素造成运行困扰。

结束语

铁路信号设备正常、稳定的运行，是保证铁路安全运行的重要保证，其涉及到多种设备，且故障原因复杂，具有偶然性、突发性及模糊性的特点，因此只有采用先进的诊断方法才能为故障分析提供更准确的数据支持。实际工作中，铁路设备管理技术人员要不断实践、研究，及时排除信号设备故障，为铁路的安全运行提供保障。

参考文献

[1]乔曦.浅析几个常见铁路信号设备故障诊断方法[J].科技创新与应用，2019（13）：293.

[2]周东平.铁路信号设备的自动化控制技术浅析[J].中国设备工程，2018（22）：178-179.

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