铁路信号联锁故障诊断方法及具体应用

赵兵兵

摘 要：截至2019年底，我国高速铁路营业里程已达到3.5万公里，位居世界第一。我国已成为世界上高铁运营里程最长、运输密度最高、运营场景最复杂的国家。铁路信号系统软件测试是保障高铁信号系统安全运行的重要方法，能够有效地预防列车追尾和出轨等行车事故，避免造成人员伤亡及重大财产损失，对保障我国高铁的安全运行具有重要意义。本文对铁路信号联锁故障诊断方法及具体应用进行分析，以供参考。

关键词：铁路信号;联锁故障;诊断

0 引言

铁路信号系统是车站的重要设备之一。目前国内铁路建设加快，现场信号设备联调联试工程量巨大。在日常施工过程中，施工单位在安装信号设备后，都需要对室内设备进行全方位的试验;铁路运营单位也会组织技术人员进行联锁关系试验。

1 研究主要内容

1.1 信号联锁系统核心设备换型升级可行性分析

跃进河车站使用的TYJL-II型联锁系统与TYJL-III型联锁系统的外部继电结合电路完全一致，可以实现在不更换继电设备的前提下进行换型升级。换型升级工作只需更换接口架和接口架上相关配线即可完成设备的更替，工作量较小，风险较低。同时，在计算机联锁软件中增加计轴复零按钮及WBS光传输通道状态表示灯，将既有单元控制台换型升级为鼠标+显示器的控显操作模式，对微机监测、计轴、电码化、调度DIMS等其他相关系统设备的接口电路进行相应修改。综合以上技术分析，方案具有可行性。

1.2 信号联锁系统核心设备换型升级实现功能

（1）高可靠的联锁控制功能。二乘二取二硬件安全冗余型计算机联锁系统能根据车站行车安全的需要在规定联锁条件和规定的时序下自动对进路、信号、道岔、轨道电路实行监控，确保信号联锁系统本质安全。（2）界面友好的人机显示功能。人机界面子系统（MMI）采用彩色液晶显示器作为计算机联锁系统的人机交互界面，将操作员通过鼠标给出的控制命令传送到联锁机，并将站场设备工作状态和行车作业情况的表示信息显示出来。（3）高智能化的记录存储和故障检测诊断功能。利用计算机的信息存储能力和存储容量大的优点，计算机联锁系统为实现系统维护、行车管理自动化奠定了基础。

2 铁路信号联锁逻辑形式化建模研究

2.1 通信的程序进程

通信过程实质上是一个基于进程数的过程，主要用于并行和分布式系统。基本原理是与系统中的过程交互，实现了描述和分析，为实体提供了数学框架。信号可以在一个过程中相互关联，从而实现密集的数学逻辑。它的主要功能是用一个简短的描述来描述某个过程中发生的事件，这些事件相互执行操作，然后与计算结果重合，以详细描述一个复杂的问题。计算包括并发请求、选择流程、混合流程等。如果流程事件检测到同一事件是交互的，则该事件称为通信事件。

2.2 信号分离的属性特性

地铁中，车站信号锁定系统主要用于控制自行车的安全，主要面向休闲捕捉、锁定技术、故障安全技术等。车站技术在实际应用中，分为车厢和点火操作。但是，在这两种情况下，都必须从一个位置到另一个位置。拉伸中心是指从起点到入站和入站列车中心的距离，从而确保了车在入站路线上的安全。要达到此效果，必须首先在入口处放置保护信号。一般来说，轨道的中心线较多，并且轨道路径的两端都连接了转弯专用车道，可以根据转弯专用车道的位置设置转弯专用车道。如果您要检查列车的路线是否畅通，可以通过信号输入来查看。当信号指示器显示火车正在轨道上但在另一边时可能会发生交通事故。因此，为了确保车的安全，必须确保信号机器得到充分利用。最后，您需要创建一条道路，将道路转换为道路的特定位置，然后打开保护信号。如果路径位置不正确，则会将信号板的开口标记为「错误」。此外，在信号板接通时，不得任意变换正在途中的旁路中断。这是道路中断回路与信号机制之间的相关性，并且信号具有路径和身体之间的关系。

3 系统现场试验

翻新时，重要的是要先检查室外信号装置的功能，如果室外装置尚未安装或尚未用电测试。这也是现场联合优化测试的重要组成部分。该设施与现场要求密切配合，在一次现场初步调查中，在一条温度范围为-40℃至70℃、湿度范围为95℃（25°F）和气压范围为70 kPa～106 kPa、占地面积小于20 m2的鐵路的新火车站建立了试验计划。与传统方法相比，使用现场测试可提高测试效率，并可节省大约三分之一的设备现场调试和验证时间。现场人员使用设备的经验越多，节省的时间就越多。

4 联锁设备的主要故障描述、诊断及处置

4.1 机柜无法正常启动

故障描述：监控机、联锁机柜、维修机异常，三者均无法顺利启动。

诊断及处置：在确保联锁系统得到稳定电源供应的前提下，按规范开启空气开关，经分析后准确掌握电源屏处于正常供电时的实际运行特点，再启动UPS，同时确保对外供电的稳定性和可靠性;再开启联锁、监控机、维修机及控制台，针对联锁系统做全面的检查，以电源板的电源指示灯为分析依据，确认其处于点亮的状态。

4.2 后备电源UPS故障

故障描述：UPS无法正常亮灯，可见面板呈红灯报警。诊断及处置：在UPS灭灯的情况下按压开机键，通过此方式看其是否可正常启动;若UPS电池负载容量报警，应当从两个角度展开分析，一是UPS系统的输入电源运行情况，二是设备带载状态下的运行情况;对于电池馈电告警的情况应切换配电箱的开关，将其转至检修位，此机制下可通过电源屏向系统供电，给UPS电池的更换创造良好条件;持续按压电源按钮12 s，以保证UPS可接收到信号，从而进入自检模式，此后若UPS各指示灯均无异常，设备便可向外供电，期间无论是电池的容量灯还是UPS输出显示灯，均要维持绿色的状态。

5 典型铁道信号联锁设备故障诊断技术的应用

5.1 故障诊断专家系统

在现阶段的铁路信号联锁故障诊断工作中，故障诊断专家系统取得广泛的应用，其、集多个模块于一体，其中知识库与数据库的基本功能在于完整保存故障信号，而借助该模块内的信息可做出相应的推理操作，产生的测试信息可借助显示屏这一载体而完整呈现。通过对铁路运行期间信息的采集与处理，做出是否存在故障的判断，若存在则进一步探究，明确其成因、影响范围以及发展趋势，在此基础上由技术人员采取针对性的处理措施，在安全的环境中高效解决问题。

5.2 解析模型法

以诊断对象的数学模型为基础，通过解析函数等方法的综合应用实现对信息的有效处理，从中精准探寻故障的成因，再采取相适应的处理措施，以达到解决故障、恢复联锁系统稳定运行的效果。

6 结束语

针对目前铁路车站信号联锁试验模拟装置存在不足，着眼于提升模拟联锁试验的可靠性和实效性，立足于契合现场客观需求的迫切性和创新性，研发了一种新型铁路车站信号联锁试验模拟装置，经实际使用检验达到设计预期，证明本装置具有提升试验效率、减轻劳动强度、便于养护维修、适用环境宽松、可以重复使用等特点，不仅在既有线日常施工、维修进行信号联锁试验时运用该装置可以取得较好效果，更为显著的是在加快铁路新线建设的新形势下，新建铁路类似工作运用该装置对于提升线路质量、压缩建设成本和确保工期控制都具有积极作用。

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