近年来,我国铁路建设事业取得了巨大发展,伴随列车运行速度和行车密度的持续增长,若仅仅通过人工方式进行维护维修很难达到预期效果。在铁路信号联锁系统中,铁路信号设备是控制终端,由于其工作环境不佳,结构组成复杂,极易产生故障问题。单纯依靠人工进行故障排查,不仅耗费人力、物力,还极易产生人为失误,导致故障漏判、错判,将大大影响列车的运行安全。
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50m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。一条铁路线上拥有多种信号设备,这些信号设备与联锁设备、闭塞设备是联动关系,共同发起铁路信号指示列车。其中,信号设备和联锁设备具有相互制约的关系。就联锁来讲,目前采取集中联锁和非集中联锁两种模式。集中联锁分为继电器联锁和计算机联锁两种。联锁的要求是当开放某一进路,必须先完成进路上所有道岔的调整,保证全部处在正确位置,防护这一进路的铁路信号机开放,当信号机开放通行,则这一进路上的道岔闭锁,同时与该进路敌对的进路可能有若干条,只要有部分重叠或交叉,有可能引起冲突的进路上的信号机则应全部闭锁。
2铁路信号设备SPD故障安全模式的研究
2.1论述
电气设备和电子元件在使用过程中均有发生故障的概率,浪涌保护器(以下简称SPD)为铁路信号控制系统的典型器件,是保障行车安全的重要组成部分。因此,对铁路信号设备进行雷电防护时不仅需要考虑SPD的安装位置,同时也需要考虑SPD在故障状态时对信号设备运行安全的影响。铁路信号设备SPD通常采用并联型的防护模式,且常用的铁路信号设备SPD的故障状态存在开路模式和短路模式两种。当SPD的故障状态为开路模式时,仅失去雷电防护功能而不会影响铁路信号设备正常运行;当SPD的故障状态为短路模式时,信号设备将无法正常运行。因此,降低铁路信号设备SPD故障短路模式的概率是铁路信号设备SPD研制生产企业和运用维护企业的目标。
2.2降低SPD故障短路概率的探索
造成铁路信号设备SPD故障状态呈现短路模式的因素中以压敏电阻器的占比最大,因此降低铁路信号设备SPD故障短路模式概率需要改善压敏电阻器的特性。压敏电阻器是以氧化锌(ZnO)为主要成分的金属氧化物半导体电阻器,主要原理是压敏电阻器的电阻值随着压敏电阻器引脚两端施加的电压值的变化而变化,即体现为电阻值的非线性。当压敏电阻器引脚两端施加的电压低于压敏电压Un时,压敏电阻器呈现高阻态,其电阻值可以达到兆欧姆级别,对被保护电路的影响可以忽略不计。当压敏电阻器引脚两端施加的电压超过压敏电压Un时,压敏电阻器呈现低阻态,其电阻值会下降到欧姆级别,可以将浪涌电压或浪涌电流的能量迅速释放达到保护后端电路的效果。当压敏电阻器引脚两端施加的电压再次小于压敏电压Un时,压敏电阻器又会恢复成高阻态。
3铁路信号系统故障维修工作的有效对策
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,我们的工作人员也应该根据实际情况实现对症下药,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,那么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。如果电压书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。对于第2类的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,影响到行车的安全性。
3.2优化故障维修组结构,以便及时高效维修
由于铁路运行的基本特点是跨越区域且线路较长等特点,同时存在的一个比较尖锐的问题就是工作人员分配不合理。因此我们必须优化故障维修组的结构,对于维修人员要进行合理的分配,要确保在长线路上的不同路段都能够有维修人员,等待和负责。如果发生故障要确保相关的管理人员在短时间内能够赶到故障现场进行故障的方案设计和维修人员的划分。因此对于维修人员的结构的调整是10分必要的。我们可以根据维修人员的数量和领导组的数量进行合理的分配每个一定要有领导人员进行调配,同时要有足够数量的维修人员对于故障进行及时的抢修。一旦发生故障,能够实现多个领导组互相通信,相互协作,进行故障的维修使得维修效率提高,提高行车的安全性。其次也可以对维修工作人员进行奖惩制度。这样做的目的是为了让工作人员能够更加强烈的意识到自己的责任。
3.3联锁设备FCX-Ⅰ通信中断报警
通过故障诊断分析,联锁设备FCX-Ⅰ系运行中,发生了若干次丢包现象,在这种异常情况下,持续时间超过10s后,系统自动作出判断,将其不作为主机使用,转化为备机。经查看运行日志可见,联锁设备FCX-Ⅰ系光猫性能有待提升,通过更新之后,整个系统运行正常。
结束语
随着计算机技术、信息技术的大力推广,我国铁路信号设备维护维修水平也得到了提升。目前,大量先进故障诊断方法的应用极大地保障了我国铁路联锁系统的维护维修工作,进一步提升了底层设备的维护效率。因此,必须结合目前发展现状,全面了解各类不同诊断技术原理,结合故障特点进行详细分析,积极做好各项诊断与处置工作,确保设备运行正常,保障铁路信号系统安全、稳定。
参考文献
[1]杨连报,李平,薛蕊,马小宁,吴艳华,邹丹.基于不平衡文本数据挖掘的铁路信号设备故障智能分类[J].铁道学报,2018,40(02):59-66.
[2]李金虎.高速铁路信号集中监测系统在故障处理中的应用[D].中国铁道科学研究院,2017.
[3]徐宁.基于故障树的京广高速铁路信号系统问题分析及对策[D].中国铁道科学研究院,2018.
[4]胡颖.基于FNN的铁路信号轨道电路故障诊断系统的研究[D].北京交通大学,2017.
[5]邱芳.基于智能学习算法的铁路信号设备故障诊断模型与方法研究[D].北京交通大学,2017.