叶兴
成都地铁运营有限公司 四川成都 610000
摘要：地铁信号联锁系统是地铁最为关键的安全相关子系统之一，现阶段，为了进一步保证联锁设备安全可靠运行，关于对地铁信号联锁设备故障诊断技术正在不断的发展。因此，为保证地铁信号设备安全正常的工作, 采取有效的措施监测其实时运行状态并做出故障诊断分析亦成为非常重要的环节。
关键字：地铁信号系统；信号联锁故障；行车安全
1、地铁联锁系统的优点及特点
本文主要介绍iLOCK智能安全型计算机联锁系统（iLOCK系统），此系统是建立于“2取2”一般的安全系统结构之上，另再增独立性“故障--安全”等校验模块、并采取NISAL专利技术，进而构建为智能安全形式的2*2取2型微机联锁系统。
LOCK系统在设计时具有自己的特点和优点，具体如下面所述：
可靠性设计，该系统的电路板选取高可靠性高品质元器件。满足联锁系统抗电磁和防雷等干扰要求，拥有端口防雷、线路防雷及电源防雷，故可于重雷区可靠稳定地工作。
安全故障设计，该系统采用了“反应故障、组合故障、固有故障三种安全技术。故相对于具有一种安全技术的联锁系统来说具有更强安全性。
NISAL技术，该技术在基本传统逻辑（联锁逻辑）之外运行，提出了一种相对独立性的安全校核。并且NISAL技术与“2取2”技术综合运用，将使该系统比传统“2取2”技术更加安全。
冗余工作原理，因设计模块化，该系统采用双UPS、双网、IPS等整体冗余结构，故当某个或者多个内部子系统出现故障时，该系统都能自动重组，进而可靠稳定地工作。
2、地铁信号联锁设备诊断技术
信号联锁系统与设备在不断发展中，虽然iLOCK系统具有各种技术优势，但在系统运行过程中，故障仍时有发生，且由于故障诊断技术不完善，经常导致故障发生的不可预知或故障发生后的原因难以查明。因此，对联锁系统故障诊断技术的研究仍需不断的深入和改进。人为操作故障、产品质量故障以及设备失修故障等问题都有可能导致地铁信号设备出现故障，从地铁信号设备故障处理技术发展的角度出发，主要阐述下列4类地铁信号联锁设备故障的诊断方法：依据设备故障机理，信号设备维修人员根据经验分析、判断现场，并对故障进行处理的传统故障诊断技术；通过利用信号模型对可测信号进行分析，从而检测出故障的信号处理法，这种方法虽然简单但是容易出现错判和漏判故障；以精确数学模型为基础，运用数学分析方法，处理诊断被测信息的方法是解析模型法，这种方法由于非线性的特征，使用范围和效果被很大的限制；在目前信息和计算机技术技术的带动下，利用遗传算法、专家系统、模糊逻辑和神经网络进行故障辨识、状态识别和状态预测的人工智能故障诊断法，这种方法能够很大的提高故障预防和状态维修水平。
3、故障诊断技术的典型应用
3.1故障树分析法
对造成地铁信号联锁设备系统故障的诸多原因进行分析，并对系统特定事件与其各个子系统或各个部件故障事件之间的逻辑关系，用树枝状逐级细化即故障树的方法进行表示，称为FTA（故障树分析）法。通过对地铁信号联锁设备系统故障原因发生的概率和各种可能的组合方式进行确定，从而为故障分析和诊断提供辅助决策工具。故障诊断专家系统主要是由以下几个方面组成的：数据库、解释机构、知识库、用户界面和知识获取机构。用来存放有关领域问题的数据和推理过程中得到的各种中间状态及目标功能的是数据库；通过回答用户提出的问题，使系统用户对推理过程更透明，是解释机构的主要作用；知识库是用来存放求解问题的专家系统的知识存储器；用户界面的主要作用是交换系统和外界之间的信息与通信；知识获取机构通过把知识输入到知识库中， 建立性能良好的知识库来达到功能的实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了查出系统是否发生故障以及故障发生部位，需要利用知识库所存储的知识，并用推理机对实时数据推理分析，然后评价和决策故障诊断结果，排除故障后，继续重复以上过程。由于具有成熟的系统结构，专家系统是目前应用最多的设备故障诊断系统。
3.2存在问题与发展趋势
近些年虽然信号故障诊断技术迅速发展, 但地铁信号联锁对可靠性与安全性要求很高，并不是简单的“和”、“非”逻辑控制关系，其有一些特殊性要求，故制约一些新故障诊断技术的发展和在实际的应用。以下针对发展中的问题提出几项未来发展趋势。
（1）专家故障诊断系统趋于成熟
此系统虽有一定应用, 但是其规模、应用范围有限。若将信号计算机监测系统与微机联锁系统之中的维修机都与专家系统很好结合,以达到各设备间信息实现共享、互补优势、在线动态、实时故障查询与诊断。
（2）故障诊断方法融合技术
此技术克服专家系统所获取知识遇到的瓶颈，并可以对不确定的知识做出处理，以及融合神经网络与模糊逻辑的长处，以实现对各种故障的具体模糊诊断。
（3）对机内进行测试技术
此技术分常规技术与智能技术。常规技术包含模拟电路与一般数字电路技术。后者经过决策、诊断、检测、设计等阶段选取的智能理论和技术，在不同层面增强综合效能，以提高设备使用效能，进而减少维修费用。
（4） 远程故障的诊断技术
此技术可实现图像功能、储存记录、自诊断以及强化自监测。可依据联锁系统自身特点，及时发现、处理故障，以保证地铁安全，进而提高其运输效率。
（5） 检测诊断技术的智能化
此技术选取信号处理、动态测试、传感器、计算机以及“虚拟仪器”等这些技术，检测的过程和方法从开始激励的去产生至测试和输出的诊断结果都实现可视化、数字化和智能化，对于联锁设备各种组成部件进行实时检测，以达到降低人为操作所带来各种不稳定性，进而提高其检测的准确率。
4、结束语
对地铁信号联锁各种设备出现的故障诊断技术是一项广泛长期研究的课题。目前微机联锁系统对于信号设备出现的各故障具有自身的一定检查与报警能力。并且微机监测对于地铁信号状态的在线监测和数据的判断以及故障报警之中都发挥着强大的作用。我们从长远的角度看, 因地铁系统本身特点与环境因素这些复杂的限制条件,常规故障诊断、微机监测方法及基于专家系统等诊断技术都难以足够满足信号设备安全性、可靠性诊断要求, 未来故障诊断及容错控制等技术的快速发展和智能诊断方法的应用等等新技术都是值得期待的解决地铁信号联锁出现故障时的诊断和控制的有效技术与途径。
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论文作者:叶兴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
标签：联锁论文; 故障论文; 技术论文; 系统论文; 信号论文; 故障诊断论文; 地铁论文; 《防护工程》2018年第14期论文;