簡談客專ZPW-2000A軌道電路故障診斷技術(shù)的發(fā)展

文/歐陽俊霞，中鐵七局集團電務(wù)工程有限公司

客專軌道是確保高鐵穩(wěn)定運行的最重要基礎(chǔ)，如果軌道的電路發(fā)生嚴重的故障問題，將會造成高鐵運行的嚴重干擾，甚至引發(fā)更大的事故問題。為此，相關(guān)生產(chǎn)廠家和施工作業(yè)單位對于相關(guān)故障診斷技術(shù)有嚴格的要求，其必須滿足一些具體的穩(wěn)定性要求才能用于實際的運用技術(shù)保障過程中?？蛯＼壍离娐肥切盘柨刂坪湍茉垂?yīng)的主要通路，其發(fā)生故障時會造成信號失控，導致高鐵軌道線路發(fā)生紊亂問題，高效的軌道電路診斷系統(tǒng)的重要性得以凸顯。

1 客專ZPW-2000A軌道電路故障診斷技術(shù)概述

用于高鐵列控系統(tǒng)的客專ZPW-2000A軌道電路是非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)保障設(shè)施，其功用主要在于對列車對軌道占用和斷軌情況進行檢查，以及地車之間的通訊任務(wù)。通過實時了解軌道電路系統(tǒng)的總體運行情況，進而保障高鐵列車的安全運行，并進一步提高高鐵的行車效率。具體而言，客專ZPW-2000A軌道電路大致為兩個部分：室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備。其室內(nèi)設(shè)備單元包括衰耗冗余控制器、發(fā)送器、防雷模擬網(wǎng)絡(luò)盤、接收器、軌道電路通信接口等。其室外設(shè)備單元包括機械絕緣節(jié)空心線圈、站內(nèi)匹配單元、調(diào)諧匹配單元、補償電容、空心線圈、適配器、扼流變壓器等。按照高鐵軌道電路的設(shè)計結(jié)構(gòu)，用于客專ZPW-2000A軌道的電路主要有站內(nèi)和區(qū)間兩種結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)的室內(nèi)設(shè)計所用設(shè)備完全相同，但在室外所采用的設(shè)備在電氣或機械絕緣節(jié)的有關(guān)配置方面存在顯著差異。一般情況下，高鐵區(qū)間所應(yīng)用的系統(tǒng)是電氣絕緣節(jié)，而在車站的各咽喉區(qū)域以及股道等部位則主要采取機械絕緣節(jié)設(shè)備，整個線路區(qū)間以及站內(nèi)各個軌道的電路上實際的載頻依次進行排列。

2 客專ZPW-2000A軌道電路故障診斷技術(shù)及其發(fā)展研究

為進一步提升客專ZPW-2000A軌道故障診斷技術(shù)的針對性和實效性，必須基于實際的應(yīng)用情況進行必要的優(yōu)化調(diào)整，確保診斷技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有功效，并從根本上提升診斷效率和診斷質(zhì)量。

2.1 以電路模型為診斷基礎(chǔ)的技術(shù)運用

在實際的軌道電路運營使用中，工作人員已經(jīng)形成了豐富的故障排查診斷方法和程度，對于較為常見的軌道電路故障問題的診斷排除可以快速準確定位。在此過程中，借助電路模型可利用模擬電纜線路中的測試孔能夠?qū)﹄娐饭收系木唧w情況進行迅速地判斷。一是要辨明室內(nèi)或室外的設(shè)備發(fā)生故障。如果電纜一側(cè)的實際測量值要比正常運營狀態(tài)時的電壓高很多，通常這屬于室外設(shè)備故障，并且屬于電路開路故障問題；如果電纜一側(cè)的實際測量電壓值要比正常運行狀態(tài)時的電壓低很多，同時設(shè)備一側(cè)的實際測量電壓值數(shù)值低于運行狀態(tài)時的電壓值，則可以判斷其屬于室外發(fā)生電路短路問題；如果設(shè)備一側(cè)與電纜一側(cè)都沒有電壓或者有也非常小，這種情況就可以判斷其屬于室內(nèi)的線路設(shè)備發(fā)生故障。

2.2 基于信息數(shù)據(jù)的智能診斷技術(shù)應(yīng)用

人工的故障診斷技術(shù)往往需要積累充分的經(jīng)驗，其在實際的電路診斷過程中會暴露出很多潛在誤差和風險問題。為有效避免此診斷中形成的對人員經(jīng)驗的依賴性，以及個人工作標準存在的差異導致的負面影響問題，加之很多軌道電路中都采用數(shù)字信號作為通信方式，目前更普遍采用的診斷技術(shù)以智能診斷技術(shù)為主，其實現(xiàn)的途徑基于對軌道電路實施監(jiān)測所得的數(shù)據(jù)，采用自動故障診斷算法，針對信號的差異性進行比較，最終得到實際的智能故障診斷系統(tǒng)。

該診斷方法的具體應(yīng)用機理首先是針對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊綜合評判分別進行故障診斷，并對發(fā)現(xiàn)的問題做以深入的分析，之后基于D-S證據(jù)理論，再對其診斷的具體結(jié)果實施融合決策。為有效發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊評判功能的優(yōu)勢，令診斷結(jié)果更加單一清晰，采用的檢測方法也就更加方便可靠。因為客專ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)內(nèi)包含有很多功能模塊，其實際設(shè)計結(jié)構(gòu)非常復雜，發(fā)生故障的模式和途徑也比較多，當通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成故障診斷時，需要輸入的變量會有很多，且一些變量難以得到準確值。同時，考慮到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自身的龐大性質(zhì)，以及實用性的效率問題，實際的做法是將復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進一步分解成多個小規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組，再將分別得到的診斷結(jié)果進行綜合處理。

2.3 客專ZPW-2000A故障診斷技術(shù)的發(fā)展

隨著我國高鐵建設(shè)的大力推進，客專軌道電路運行狀態(tài)的分析以及對線路故障的診斷，可以通過人工操作與智能診斷技術(shù)相結(jié)合的方式來完成。盡管目前自動智能診斷技術(shù)還有許多不盡完善的地方，但其應(yīng)用前景存在巨大的發(fā)展空間。當軌道電路設(shè)備發(fā)生故障問題，人工測量定位可以確保故障的準確判斷，但也容易因為繁重負擔導致效率低下，先進技術(shù)的使用可以節(jié)省大量人力投入，但其多種故障的綜合診斷準確性還有待進一步提高。智能監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)可以對客專ZPW-2000A軌道電路的實際狀態(tài)實施監(jiān)測，根據(jù)獲取數(shù)據(jù)進行深入分析，實現(xiàn)預(yù)警等功能。同時，定期進行軌道電路的常規(guī)檢測有其必要性，可以及時察知軌道電路設(shè)備故障前后的變化趨勢。將這些檢測方法用于故障診斷技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，必然能夠有效提升診斷技術(shù)的發(fā)展效率和作用效果。

3 結(jié)束語

綜上所述，客專ZPW-2000A軌道電路系統(tǒng)在我國的大部分地區(qū)廣泛普及使用，為進一步確保軌道電路運行實現(xiàn)高標準高質(zhì)量，進而使得行車效率與行車安全得到充分保障，相關(guān)故障診斷技術(shù)得以深入研究并用于實際的電路故障診斷工作。隨著高鐵技術(shù)的發(fā)展，軌道故障診斷技術(shù)也會隨之做出持續(xù)的優(yōu)化和調(diào)整，整個發(fā)展的過程能夠表明技術(shù)進步的趨勢。通過相關(guān)研究不但對故障診斷有清晰認知，還可以對診斷技術(shù)的發(fā)展做出必要的判斷，故障技術(shù)有非常重要的價值。