以可靠性為中心的列控維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

張建輝

（吉林鐵道勘察設(shè)計(jì)院有限公司，吉林吉林 132001）

1 概述

在鐵路信號(hào)系統(tǒng)維修方面主要采用的是故障檢修、預(yù)防性計(jì)劃維修。這些維修體制曾經(jīng)一度滿足我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備的維修要求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，鐵路信號(hào)設(shè)備也趨于向高精度、智能化、信息化發(fā)展，鐵路信號(hào)設(shè)備的安全可靠高效運(yùn)行也越來(lái)越重要，鐵路系統(tǒng)對(duì)設(shè)備管理的重視程度也越來(lái)越高，雖然設(shè)備維修的投入大幅度攀升，但現(xiàn)行的維修體制明顯暴露出缺陷。而利用以可靠性為中心的維修（RCM）進(jìn)行維修體系的設(shè)計(jì)和實(shí)施在國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用并得到了良好的效果，國(guó)內(nèi)對(duì)其重視程度也在日漸加深。為此，在鐵路列控維護(hù)系統(tǒng)引入以可靠性為中心的維修方法具有很重要意義。雖然RCM理論對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備維修的指導(dǎo)還很少，但狀態(tài)維修作為RCM的重點(diǎn)，己經(jīng)在鐵路信號(hào)設(shè)備維修中起到重要作用。為此，我們很有必要以RCM理論為基礎(chǔ)進(jìn)行列控維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，以期望找到更適應(yīng)于當(dāng)今鐵路狀況的列控維修系統(tǒng)。

2 RCM的基本特征及原理

以可靠性為中心的維修是要利用最少的維修資源消耗來(lái)保證設(shè)備固有可靠性和安全性的原則，采用邏輯決斷方法，確定設(shè)備預(yù)防性維修要求的過(guò)程。RCM的基本特征是充分利用固有設(shè)備性能給予最小的投入，得到最高效的維修狀態(tài)。

RCM技術(shù)的應(yīng)用便于維修人員更合理地制定設(shè)備預(yù)防性維修大綱, 確定需要進(jìn)行預(yù)防性維修的產(chǎn)品或項(xiàng)目、實(shí)施維修工作的類型或方式、時(shí)機(jī)和維修級(jí)別等。

在RCM中, 需要回答以下7個(gè)基本問(wèn)題[1]。

一是功能: 在現(xiàn)行的使用環(huán)境下, 設(shè)備的功能及相關(guān)的性能標(biāo)準(zhǔn)是什么? 二是功能故障: 什么情況下設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)其功能? 三是故障模式: 引起各功能故障的原因是什么? 四是故障影響: 故障發(fā)生時(shí), 會(huì)出現(xiàn)什么情況? 五是故障后果: 什么情況下各故障至關(guān)重要? 六是故障預(yù)防: 做什么工作才能預(yù)防各故障? 七是找不到適當(dāng)?shù)念A(yù)防性工作怎么辦?

3 列控維修系統(tǒng)RCM分析

3.1 列控維修系統(tǒng)RCM基本分析思路

首先要明確列控維修系統(tǒng)設(shè)備功能、功能故障、故障模式。在此基礎(chǔ)上對(duì)故障影響和故障后果進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析，并結(jié)合安全、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和維修費(fèi)用等多個(gè)因素綜合權(quán)衡制定維修策略。因此, RCM是一種以可靠性為中心, 綜合了故障后果和故障模式的有關(guān)信息, 以運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為出發(fā)點(diǎn)的維修管理模式。RCM基本分析思路具體應(yīng)用舉例。

1）列控中心（TCC）是根據(jù)列車占用情況及進(jìn)路狀態(tài)計(jì)算行車許可及靜態(tài)速度曲線并傳送給列車的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，它由很多板卡構(gòu)成。因此，在日常維護(hù)過(guò)程中，要注意觀察板卡的指示燈顯示是否正常；若不正常，則證明有問(wèn)題，而最常見(jiàn)的故障是相應(yīng)的線路連接不正常。

2）列控主機(jī)的維護(hù)終端用來(lái)為電務(wù)人員提供設(shè)備維護(hù)信息，通過(guò)經(jīng)常檢查維護(hù)終端的“系統(tǒng)視圖”頁(yè)面，查看列控中心與外設(shè)通信狀態(tài)和板卡狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)有變紅的，就檢查相應(yīng)連接和板卡，查看是哪出現(xiàn)了異常；通過(guò)查看報(bào)警信息，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)；通過(guò)回放功能，查看線路狀態(tài)，為故障的分析判斷提供依據(jù)。

3）當(dāng)發(fā)現(xiàn)板卡的ERROR燈亮紅燈時(shí)，先按RESET復(fù)位。若故障還不能消除，可更換一塊新板試一下。

3.2 列控維修系統(tǒng)RCM邏輯決斷圖及分析

憑借規(guī)范化的邏輯決斷方法形成列控維修系統(tǒng)RCM邏輯決斷圖（如圖1所示），可以從整體上把握列控維修系統(tǒng)的主要核心。通過(guò)對(duì)列控設(shè)備進(jìn)行功能與故障分析，明確列控系統(tǒng)設(shè)備如果發(fā)生故障，是否存在隱蔽性后果。如若不存在，看是否有突發(fā)故障產(chǎn)生。若沒(méi)有突發(fā)事故，就進(jìn)行事后維修。若有突發(fā)事故，則定期分析原因進(jìn)行維修。如果在前期分析出列控系統(tǒng)設(shè)備存在隱蔽性后果，則進(jìn)一步探求其是否存在突發(fā)故障。若存在，則進(jìn)行下一級(jí)的突發(fā)故障是否發(fā)生分析。若還是存在突發(fā)故障，則進(jìn)行隱患檢測(cè)事后維修。若此層不存在突發(fā)故障，則進(jìn)行隱患檢測(cè)定期維修。在上一層中沒(méi)有突發(fā)故障，則進(jìn)行下一步的突發(fā)故障判斷，若此層突發(fā)事故發(fā)生，則事后維修，若不發(fā)生則定期檢查。

4 列控維修系統(tǒng)RCM設(shè)計(jì)

參照我國(guó)鐵路普遍實(shí)施的維修體制及信號(hào)設(shè)備的特點(diǎn)，建立一套合理有效的以可靠性為中心的維修策略模式，使其能夠正確描述各類鐵路信號(hào)設(shè)備運(yùn)行使用和故障形成過(guò)程，定性或定量地評(píng)價(jià)維修成本和維修效益，預(yù)測(cè)維修效果和設(shè)備的可靠性與可用性，從而選擇最優(yōu)的維修方案和執(zhí)行控制約束條件，有效地指導(dǎo)維修活動(dòng)和工程實(shí)施，并將它們與維修決策支持系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，參照優(yōu)化維修決策模型的策略流程和效益分析結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格的工程控制，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

4.1 主要體系結(jié)構(gòu)

1）設(shè)立多級(jí)維修機(jī)構(gòu)。結(jié)合現(xiàn)有鐵路特點(diǎn)，形成5級(jí)維修站，即工區(qū)—車間—綜合維修段—綜合維修中心—鐵道部部管維修中心；站站設(shè)工區(qū)，200 km設(shè)1個(gè)車間，1個(gè)鐵路局設(shè)1個(gè)綜合維修段，1個(gè)高鐵調(diào)度所設(shè)1個(gè)綜合維修管理中心。

2）人員及系統(tǒng)接口設(shè)置。提高人員專業(yè)知識(shí)技能素質(zhì)，精簡(jiǎn)人數(shù)規(guī)模，分離值班和檢修的功能，分開設(shè)置值班人員與檢修人員，通過(guò)室外設(shè)備、室內(nèi)設(shè)備進(jìn)行分類區(qū)別管理檢修。

設(shè)置智能顯示終端來(lái)顯示工區(qū)采集系統(tǒng)、TCC、無(wú)線閉塞中心（RBC）接口的實(shí)時(shí)狀態(tài)。車間配置通用接口服務(wù)器，主要用來(lái)分發(fā)所管各工區(qū)信息；綜合維修段應(yīng)用大容量數(shù)據(jù)庫(kù)及服務(wù)器、顯示大屏，統(tǒng)管本局范圍內(nèi)高速鐵路；綜合維修中心設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，管轄所屬鐵路局的高速鐵路。鐵道部部管維修中心設(shè)置智能大屏、服務(wù)器、高性能計(jì)算機(jī)設(shè)備等，統(tǒng)管全路。

3）軟硬件設(shè)置與應(yīng)用。建立智能專家?guī)?，在全路設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)備專用網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)有鐵路目前存在或已經(jīng)發(fā)生的故障信息存儲(chǔ)到專家系統(tǒng)中，并以智能Agent單元體作為基本單元。利用網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)車站的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，一旦故障發(fā)生，就將故障信息傳輸?shù)缴弦患?jí)服務(wù)器進(jìn)行故障分解。通過(guò)與智能專家?guī)熘械墓收线M(jìn)行快速比對(duì)找到解決方案，利用專用網(wǎng)絡(luò)將解決方案發(fā)回故障點(diǎn)，最終顯示在車站終端，以便于信號(hào)工操作。對(duì)于不能解決的故障繼續(xù)傳輸?shù)缴弦患?jí)，保存到工程師數(shù)據(jù)服務(wù)站，以利于專家人員進(jìn)行全程跟蹤現(xiàn)有故障。

4.2 維修方式

4.2.1 以換代修模式

隨著鐵路信號(hào)系統(tǒng)的不斷智能化升級(jí)，列控設(shè)備已由傳統(tǒng)的分立元件轉(zhuǎn)變?yōu)榧苫?、模塊化器件。列控中心、臨時(shí)限速服務(wù)器、安全數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)CTC等均無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行解剖修理，而此時(shí)又要求進(jìn)行高效快速的維修作業(yè)來(lái)保證正常的行車作業(yè)，故在現(xiàn)場(chǎng)工區(qū)日常檢修時(shí)采用以“換”代“修”的集中檢修方式。此種維修方式的特點(diǎn)是，可以高效快速在很少人員的配置下進(jìn)行，對(duì)人員專業(yè)知識(shí)要求相對(duì)較低。

4.2.2 故障監(jiān)測(cè)維修模式

在充分利用現(xiàn)代化信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的情況下，通過(guò)維修專用網(wǎng)絡(luò)使在線信息送入綜合維修中心的專家系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)，并將給出的故障處理意見(jiàn)返回現(xiàn)場(chǎng)，供工區(qū)信號(hào)員使用，具體步驟如下。

1）利用列控設(shè)備的自檢功能及電務(wù)維修機(jī)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)檢查；利用網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)各端口數(shù)據(jù)流量、誤碼率、數(shù)據(jù)丟包率等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，檢查系統(tǒng)中通信網(wǎng)絡(luò)各部分運(yùn)用狀態(tài)；利用列控系統(tǒng)的維護(hù)終端監(jiān)測(cè)發(fā)碼情況；利用鐵路通信專用網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和檢查病毒、黑客的侵害，防止網(wǎng)絡(luò)安全事故發(fā)生。

2）利用列控遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和信號(hào)記錄分析系統(tǒng)，對(duì)列控中心發(fā)出的信號(hào)及地面發(fā)碼、信號(hào)顯示狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。若發(fā)現(xiàn)信號(hào)不能可靠發(fā)送或正確顯示時(shí)，第一時(shí)間對(duì)列控中心邏輯運(yùn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行自身分析，迅速采取設(shè)備自由應(yīng)對(duì)措施，減少對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/p>

3）通過(guò)在段內(nèi)設(shè)立專職列控信號(hào)特性測(cè)試分析員，每天按照計(jì)劃進(jìn)行數(shù)據(jù)觀察分析，對(duì)監(jiān)測(cè)到的異常情況及時(shí)組織處理。對(duì)于列控信號(hào)特性的異常變化和潛在設(shè)備隱患及時(shí)尋找問(wèn)題根源、通知現(xiàn)場(chǎng)車間進(jìn)行處理，做到超前防范。

此種維修方式的特點(diǎn)：有效利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)約維修時(shí)間，但是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工區(qū)人員素質(zhì)要求較高；故障點(diǎn)定位準(zhǔn)確，信息反饋及時(shí)。采用靜態(tài)監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)相結(jié)合方式，利用監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)、自檢及報(bào)警等功能，隨時(shí)掌握設(shè)備工作狀態(tài)及變化情況，預(yù)防可能出現(xiàn)的故障，對(duì)設(shè)備及時(shí)進(jìn)行狀態(tài)修。

4.2.3 集中綜合天窗修模式

智能綜合維修網(wǎng)絡(luò)確保了室內(nèi)列控設(shè)備維護(hù)，而集中綜合天窗修則成為室外設(shè)備的維修、養(yǎng)護(hù)檢修方式。集中綜合天窗修以責(zé)任、經(jīng)濟(jì)關(guān)系為前提，將設(shè)備廠商和科研院所、各級(jí)維修中心、車間及現(xiàn)場(chǎng)工區(qū)統(tǒng)籌為一個(gè)設(shè)備維修整體，利用有機(jī)整體之間的分工和協(xié)作形成有序的修理層次，在一個(gè)集中的時(shí)間范圍內(nèi)，通過(guò)協(xié)同分析，得到解決方案，進(jìn)而完成實(shí)際維修任務(wù)。

實(shí)施集中綜合天窗修基本準(zhǔn)則如下。

1）信號(hào)列控室外設(shè)備應(yīng)答器、室外LEU和軌道電路實(shí)施集中天窗修，室內(nèi)設(shè)備TCC、CTC/TDCS等實(shí)行狀態(tài)修。

2）日常電務(wù)維修與工務(wù)維修一并進(jìn)行相互配合完成任務(wù)。小組分配：設(shè)立列控組、軌道電路組、信號(hào)機(jī)組、道岔組4個(gè)小組，由專職高技術(shù)人員帶領(lǐng)進(jìn)行集中檢修。

集中天窗修的特點(diǎn)如下。

1）工務(wù)、電務(wù)配合。在充足的時(shí)間內(nèi)（一般為120 min），對(duì)1個(gè)車站、1個(gè)咽喉、1種設(shè)備進(jìn)行集中檢修，垂直距離大，可實(shí)現(xiàn)天窗點(diǎn)有效利用。

2）專門設(shè)備維護(hù)小組有利于提高天窗點(diǎn)的維修效率，實(shí)現(xiàn)設(shè)備專人維修?！按怪薄碧齑?、樞紐內(nèi)天窗由鐵路局在月度施工計(jì)劃中安排，原則上每月不少于2次。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著鐵路的提速和設(shè)備的高科技化，對(duì)列控維修系統(tǒng)的重視程度也不斷提高，而以可靠性為中心的列控維修系統(tǒng)不僅為列控維修系統(tǒng)提供了一個(gè)思路，而且在優(yōu)化維修策略、提升維修管理水平, 提高維修效率, 降低維修成本等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。本文在利用RCM進(jìn)行列控維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面只進(jìn)行了初步探討，伴隨著國(guó)內(nèi)對(duì)RCM的不斷深入研究，將其應(yīng)用于整個(gè)鐵路信號(hào)設(shè)備維修方面將展現(xiàn)出廣闊前景。

[1] 賈希勝．以可靠性為中心的維修(RCM)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J]．軍械工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，14(3):29-31．

[2] 李文濤．膠濟(jì)線電務(wù)維修管理初探[J]．鐵道通信信號(hào)，2008，44(2):19-20．

[3] 汪洋．CTCS-2-200C列車運(yùn)行控制設(shè)備數(shù)據(jù)分析與維護(hù)[J]．鐵道通信信號(hào)，2008， 44(11):16-17．

[4] 吾小容．CRH1和CRH2型動(dòng)車組列控車載設(shè)備管理與維護(hù)探討[J]．上海鐵道科技，2009(2) :28-29．

[5] 蔡家軍，王長(zhǎng)林．動(dòng)車組車載列控設(shè)備的維修體制探討[J]．鐵道通信信號(hào)，2009，45(3):4-7．

[6] 王長(zhǎng)高．以可靠性為中心的維修思想研究[J]．北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)(社科版)，1999(1):36-39.