人工智能在鐵路信號(hào)故障診斷中的應(yīng)用研究

潘虹

摘 要 伴隨著我國(guó)科技水平的發(fā)展，人工智能被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。作為保障鐵路安全運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備，信號(hào)設(shè)備的應(yīng)用不僅可以提高鐵路運(yùn)輸安全，還可以提高列車的指揮效率?，F(xiàn)階段，鐵路信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不斷應(yīng)用人工智能技術(shù)，傳統(tǒng)的信號(hào)設(shè)備故障診斷技術(shù)已無(wú)法適應(yīng)日趨智能化的鐵路信號(hào)系統(tǒng)。基于此，應(yīng)創(chuàng)新與優(yōu)化鐵路信號(hào)故障診斷技術(shù)與方法，建立完善的故障診斷機(jī)制，以提高故障診斷效率。本文簡(jiǎn)要分析了鐵路信號(hào)設(shè)備故障的診斷方法，并對(duì)人工智能在鐵路信號(hào)故障診斷中的應(yīng)用展開(kāi)了探討。

關(guān)鍵詞 人工智能;鐵路信號(hào);故障診斷;應(yīng)用研究

引言

進(jìn)入新世紀(jì)后，我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)獲得極快的發(fā)展，作為人們出行的主要工具，鐵路運(yùn)輸扮演著重要的角色，因此在速度不斷提升的背景下，保障其安全運(yùn)行就顯得極為重要。其中保障鐵路運(yùn)行安全的主要設(shè)備之一為鐵路信號(hào)設(shè)備，其在機(jī)車運(yùn)行中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用，更是提升鐵路運(yùn)行效率以及能力的重要基礎(chǔ)，從此我們可以看出探討和研究鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷方法顯得具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的鐵路信號(hào)故障種類較多，對(duì)其進(jìn)行診斷的方式也多種多樣。在此背景下，我們必須深入研究和分析常見(jiàn)的故障診斷方法，筆者在本文中以實(shí)際角度對(duì)鐵道信號(hào)診斷的方法進(jìn)行闡述，以期進(jìn)一步提升國(guó)內(nèi)鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷的水平和質(zhì)量，為鐵路安全運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

1鐵路信號(hào)出現(xiàn)設(shè)備故障的原因

通過(guò)了解當(dāng)前鐵路運(yùn)行情況可知，信號(hào)設(shè)備出現(xiàn)故障的原因主要分為以下幾點(diǎn)：其一，鐵路信號(hào)設(shè)備質(zhì)量較差。由于安裝在基本電路中的鐵路信號(hào)設(shè)備質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致其在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)損耗、老化等問(wèn)題，最終影響信號(hào)設(shè)備的工作效率，嚴(yán)重的還會(huì)威脅鐵路運(yùn)行安全;其二，維修工作不科學(xué)。對(duì)維修部門(mén)工作者而言，定期對(duì)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行維修，不僅能提升信號(hào)設(shè)備的工作效率，還可以保障鐵路安全。但由于現(xiàn)場(chǎng)維修的人員沒(méi)有較高的工作技能和綜合素養(yǎng)，導(dǎo)致實(shí)踐操作會(huì)有誤差。此時(shí)，若沒(méi)有對(duì)故障進(jìn)行有效處理，不僅會(huì)威脅信號(hào)設(shè)備，還會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的安全事故;其三，違章操作。對(duì)于鐵路系統(tǒng)而言，為了保障系統(tǒng)運(yùn)行安全，企業(yè)要對(duì)各部門(mén)工作者提出具體工作要求，但了解實(shí)踐工作情況可知，大部分工作者并沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行操作，最終導(dǎo)致工作中涌現(xiàn)出大量的安全故障，威脅鐵路運(yùn)行安全;其四，其他外界因素。鐵路信號(hào)設(shè)備大部分都是安裝在室外的，因此外界因素對(duì)其也有極大影響。如暴雨、雷擊等，都會(huì)對(duì)信號(hào)設(shè)備造成損耗。對(duì)鐵路運(yùn)行來(lái)說(shuō)，信號(hào)設(shè)備一直都是各部門(mén)工作者關(guān)注的基礎(chǔ)設(shè)備。在新時(shí)代背景下，受社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的影響，鐵路運(yùn)輸安全要求也越來(lái)越高，此時(shí)就需要維修工作者利用專家系統(tǒng)做好信號(hào)設(shè)備故障診斷及處理工作，以此為列車穩(wěn)定而安全地運(yùn)行提供有效保障[1]。

2傳統(tǒng)的鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷方式

所謂傳統(tǒng)的故障檢測(cè)方法指的是依托工作人員扎實(shí)的工作經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)分析和研究發(fā)生故障的部位，經(jīng)過(guò)細(xì)致的了解設(shè)備發(fā)生故障的經(jīng)過(guò)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行全方位的處理。在此過(guò)程中常用的方法有對(duì)比法、邏輯法、代換法等等，在日常工作中這種方法具有廣闊的市場(chǎng)，人們經(jīng)常使用。技術(shù)人員首先全方位的檢查鐵路信號(hào)設(shè)備的故障，能夠把故障的性質(zhì)、部位等良好的呈現(xiàn)，借助良好的實(shí)驗(yàn)操作，能夠科學(xué)的斷定鐵路信號(hào)設(shè)備發(fā)生故障的大致位置以及其嚴(yán)重程度。不僅如此，通過(guò)計(jì)算機(jī)硬件以及軟件技術(shù)，還可以系統(tǒng)化處理常見(jiàn)的故障，在故障檢測(cè)過(guò)程中使用傳統(tǒng)技術(shù)，最重要的為保障正常的電路，保障電力的需求得到滿足，細(xì)致化的檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，最終明晰發(fā)生故障的確切部位[2]。

3人工智能在鐵路信號(hào)故障診斷中的應(yīng)用研究

3.1 專家系統(tǒng)的應(yīng)用

專家系統(tǒng)是容納了大量專業(yè)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，該系統(tǒng)以特定領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)及經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)而對(duì)信號(hào)故障進(jìn)行推理與判斷，模擬專家的決策而進(jìn)行故障的分析與診斷，并總結(jié)出適合的故障診斷策略，進(jìn)而避免專家親臨信號(hào)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障檢測(cè)。在人工智能領(lǐng)域當(dāng)中，鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)是實(shí)際應(yīng)用率最高的鐵路信號(hào)設(shè)備故障診斷方法，專家系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，結(jié)合了程序設(shè)計(jì)、人工智能以及數(shù)據(jù)信息資源庫(kù)等多項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備故障的高效診斷與分析，該系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn)，遵循推理規(guī)則而進(jìn)行鐵路信號(hào)設(shè)備故障的檢測(cè)，并對(duì)易發(fā)故障信號(hào)的狀態(tài)予以合理評(píng)判。

3.2 鐵路信號(hào)設(shè)備故障解析模型技術(shù)

我們所說(shuō)的解析模型法指的是依托數(shù)理統(tǒng)計(jì)、解析函數(shù)等相關(guān)方法綜合處理信息的方法。這種方法的基礎(chǔ)為解析數(shù)學(xué)模型，然后對(duì)此進(jìn)行診斷。依托解析模型法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行科學(xué)的建立是一種行之有效且實(shí)用的方法。所以當(dāng)鐵路信號(hào)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)的輸出、輸入關(guān)系隨之而改變。在此方法中使用的高科技技術(shù)比較顯著，很多具有較強(qiáng)研發(fā)能力和較高水平的人員參與系統(tǒng)的研發(fā)和建設(shè)，能夠在復(fù)雜環(huán)境下的突發(fā)故障模型進(jìn)行科學(xué)的處理。在檢測(cè)和處理故障的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)這種方法多加考慮和使用，以便于科學(xué)的拔除故障。在檢測(cè)鐵路信號(hào)故障的時(shí)候，使用這種方法能夠?yàn)榻鉀Q措施提供有效的途徑。在這種方法中體現(xiàn)出顯著的數(shù)學(xué)思想，數(shù)學(xué)運(yùn)算方法體現(xiàn)的比較明顯，人類的智慧也體現(xiàn)的淋漓盡致。

3.3 混合智能診斷法的應(yīng)用

這種方法是將多種診斷方式綜合運(yùn)用的一種較為智能化的診斷方式，這是未來(lái)鐵路信號(hào)故障診斷的主要發(fā)展方向。如，在D-S證據(jù)理論基礎(chǔ)上通過(guò)信息融合技術(shù)而建立起來(lái)的故障診斷模型就屬于混合智能診斷法的一種，其將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊邏輯診斷方法進(jìn)行了融合，以這兩種方式所做出的診斷結(jié)果為判斷依據(jù)綜合評(píng)判出信號(hào)故障的發(fā)生原因及故障點(diǎn)，因此，診斷結(jié)果極為可靠，應(yīng)用效果也較為理想。

4結(jié)束語(yǔ)

鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備作為鐵路列車安全運(yùn)行的保障，在整個(gè)鐵路系統(tǒng)中占據(jù)重要的地位。鐵路單位和信號(hào)工作人員要加強(qiáng)對(duì)鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備的檢修和故障診斷，對(duì)鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題通過(guò)檢修工作盡早察覺(jué)，并研究制定出相關(guān)的解決措施，保證鐵路信號(hào)系統(tǒng)和信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備的正常工作，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)鐵路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈宇.智能分析系統(tǒng)在高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].鐵道通信信號(hào)，2012，48（1）：26-28.

[2] 常栓定.TJWX-2000型微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與分析[J].鐵道工程，2007，4（2）：16-18.