鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性研究

徐維鵬（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，河北滄州，061199）

鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性研究

徐維鵬
（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，河北滄州，061199）

當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了交通的發(fā)展，尤其是鐵路方面的發(fā)展。近些年，我國(guó)的陸地上已經(jīng)鋪滿了密密麻麻的鐵路網(wǎng)，以滿足民眾的日常出行。雖然我國(guó)的鐵路發(fā)展速度快、覆蓋面廣，但是關(guān)于鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性方面依然存在問(wèn)題，還有待進(jìn)一步待提高。這些問(wèn)題都阻礙著我國(guó)鐵路的發(fā)展，影響著鐵路運(yùn)行的安全。本文首先列舉了一些關(guān)于可靠性方面的問(wèn)題，然后提出了解決這些問(wèn)題的策略，最后提出了對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備研究的建議。希望本文的研究能夠?qū)﹁F路信號(hào)設(shè)備可靠性的改進(jìn)有所幫助。

鐵路信號(hào)設(shè)備；可靠性；問(wèn)題；對(duì)策

0 前言

鐵路是當(dāng)前社會(huì)不可或缺的交通方式，廣泛地應(yīng)用于人們的日常出行、工業(yè)發(fā)展的物料配送等方面，方便人民生活的同時(shí)，也推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等各行業(yè)的發(fā)展。所以，保證鐵路的運(yùn)行安全和運(yùn)行效率是很有必要的，它是推動(dòng)各行業(yè)發(fā)展的前提。因此，我們有必要對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備進(jìn)行研究。我國(guó)關(guān)于鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的研究起步較晚，在二十世紀(jì)末才開始發(fā)展。近些年，由于頻發(fā)鐵路安全事件，所以國(guó)家開始高度重視對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的研究。但是由于研究缺乏深度，再加之實(shí)際的工程化經(jīng)驗(yàn)較少，經(jīng)常會(huì)在鐵路信號(hào)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、安裝以及維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。針對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的研究只是趨向于表面化，沒(méi)有采取切實(shí)可行的可靠性驗(yàn)收方法，以至于無(wú)法深入地開展可靠性研究工作。為了保證我國(guó)鐵路的運(yùn)行安全和運(yùn)行效率，我們必須要盡快改善這種研究現(xiàn)狀，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性進(jìn)行深入化的研究。

1 當(dāng)前鐵路設(shè)備信號(hào)可靠性研究方面存在的問(wèn)題

1.1 缺乏相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

我國(guó)對(duì)軍工業(yè)和航天業(yè)的研究起步比較早，關(guān)于其信號(hào)設(shè)備可靠性的研究開展的也比較早。它們的可靠性研究主要是借鑒了西方國(guó)家的研究標(biāo)準(zhǔn)和體系，進(jìn)而制定一系列的設(shè)備和不同工作階段的規(guī)定。

在我國(guó)制定的《裝備可靠性通用要求》文件中，詳細(xì)的規(guī)定了鐵路信號(hào)設(shè)備的工作周期和工作階段。其中工作階段主要包括：論證階段、方案設(shè)計(jì)階段、方案定型階段、維護(hù)使用階段，而且還制定了一系列關(guān)于鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及管理和改進(jìn)工作標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)制定的這些鐵路行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性方面的內(nèi)容比較少，主要制定了《鐵路信號(hào)產(chǎn)品可靠性要求評(píng)定方法》和《鐵道機(jī)車車輛電子產(chǎn)品的可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性》兩個(gè)文件。然而這些文件關(guān)于鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定較少，且這些標(biāo)準(zhǔn)缺乏實(shí)際的工程化經(jīng)驗(yàn)，不足以支撐我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備的發(fā)展，因此也就滯后了我國(guó)鐵路行業(yè)的發(fā)展。

1.2 缺乏合適的可靠性模型我國(guó)的鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性模型是根據(jù)指數(shù)分布來(lái)進(jìn)行構(gòu)建的，在指數(shù)分布的模型中失效率是一個(gè)固定值。理論上講，鐵路信號(hào)設(shè)備即使受到外界環(huán)境條件的影響，也不會(huì)發(fā)生偶然失效的現(xiàn)象，因此失效率還是一個(gè)固定值，這些鐵路信號(hào)設(shè)備也不存在失效期。由于設(shè)備的疲勞損耗也會(huì)造成設(shè)備的機(jī)械故障，所以隨著設(shè)備使用時(shí)間的增長(zhǎng)，其失效率也會(huì)跟隨者增大，此時(shí)失效率就不再是一個(gè)固定值，所以用指數(shù)分布來(lái)構(gòu)建可靠性模型是不合理的。因此，我們必須針對(duì)設(shè)備的使用性質(zhì)以及設(shè)備的故障模式采取合適的模型，這樣才能更好的保證我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性。

1.3 缺乏全面的可靠性指標(biāo)

可靠性指標(biāo)是衡量鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的重要標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)可靠性指標(biāo)的內(nèi)容要求來(lái)判定其是否合格，產(chǎn)品是否能夠投入使用。我國(guó)以前的可靠性指標(biāo)主要包括設(shè)備的平均無(wú)故障時(shí)間和設(shè)備失效前的工作時(shí)間。我國(guó)制定的文件《鐵路信號(hào)產(chǎn)品可靠性要求評(píng)定方法》明確指出，鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性指標(biāo)是根據(jù)使用平均無(wú)故障指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)的。但是這個(gè)可靠性的指標(biāo)只應(yīng)用于指數(shù)分布，對(duì)其他部門卻不能適用。因此，鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性指標(biāo)不能僅用平均無(wú)故障時(shí)間來(lái)進(jìn)行衡量，還要引進(jìn)全面的可靠性指標(biāo)，以此為標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)推動(dòng)鐵路建設(shè)的全面發(fā)展。

2 針對(duì)這些問(wèn)題制定的解決策略

2.1 嚴(yán)格制定符合鐵路信號(hào)設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展的前提，明確制定鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性標(biāo)準(zhǔn)才能夠保證鐵路的運(yùn)行安全和運(yùn)行效率。當(dāng)前我國(guó)的鐵路信號(hào)設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)好不夠完善，無(wú)法滿足當(dāng)前鐵路發(fā)展的需要。所以，我們要借鑒航空領(lǐng)域、軍工以及民營(yíng)企業(yè)關(guān)于設(shè)備可靠性的標(biāo)準(zhǔn)，合理制定出符合我國(guó)鐵路行業(yè)實(shí)際情況的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。只有完善了鐵路信號(hào)設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠快速地推動(dòng)我國(guó)鐵路行業(yè)的健康發(fā)展，進(jìn)而滿足人們的出行和工業(yè)發(fā)展的物資需求。

2.2 構(gòu)建合理的鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性模型

當(dāng)前我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性模型主要采用指數(shù)分布，這個(gè)模型具有片面性，不能夠全面的表現(xiàn)出設(shè)備及其零部件功能參數(shù)的分布形式?，F(xiàn)代工業(yè)中采用的可靠性模型主要有對(duì)數(shù)分布和威布爾分布兩種，這種模型能夠針對(duì)設(shè)備物理背景的不同來(lái)合理選擇并實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)模型，并且能夠根據(jù)設(shè)備的使用年限數(shù)據(jù)完成對(duì)擬合度檢驗(yàn)的分布。采用威布爾分布能夠全面的反映影響設(shè)備及其零部件使用年限的因素，這其中主要用于對(duì)滾動(dòng)軸承使用年限的檢測(cè)。對(duì)數(shù)分布的建模主要用于對(duì)設(shè)備應(yīng)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致的疲勞失效以及設(shè)備維修時(shí)間的檢測(cè)。

2.3 建立合適的鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性指標(biāo)體系

要根據(jù)我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備的特點(diǎn)來(lái)建立適合自身發(fā)展的可靠性指標(biāo)體系。首先要對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的設(shè)計(jì)功能在可靠性方面的需求進(jìn)行分析，完善鐵路信號(hào)設(shè)備故障的判斷標(biāo)準(zhǔn)，以方便對(duì)故障設(shè)備的判斷和合理降級(jí)使用。簡(jiǎn)化鐵路信號(hào)設(shè)備產(chǎn)品的具體參數(shù)，可設(shè)置為故障間隔時(shí)間、使用年限以及可用度等。在確定鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性指標(biāo)之前，可以先分析國(guó)內(nèi)外相同產(chǎn)品可靠性體系存在的差異。設(shè)立的合同指標(biāo)要大于實(shí)際指標(biāo)，這樣才能夠嚴(yán)格要求設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及使用過(guò)程，進(jìn)而確保鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性。

3 如何提高我國(guó)鐵路設(shè)備信號(hào)的可靠性

3.1 加強(qiáng)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的研究

鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性研究是一項(xiàng)浩大的工程，涉及到的研究層面非常廣。整個(gè)研究過(guò)程包括：設(shè)備的使用周期、設(shè)備的設(shè)計(jì)、設(shè)備的生產(chǎn)以及設(shè)備的淘汰。在過(guò)去的研究中，大都只重視對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的研究，而忽視了其他方面的研究，這無(wú)法從根本上解決問(wèn)題，自然也就無(wú)法保證設(shè)備的可靠性。所以，我們要想加強(qiáng)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的研究，就必須要將可靠性的研究工作貫穿于整個(gè)研究過(guò)程。這樣才能夠獲得更多、更好的研究成果，為鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的研究提供充足的理論基礎(chǔ)，進(jìn)而投入到實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行中。

3.2 不斷維護(hù)和更新鐵路信號(hào)設(shè)備

工作人員應(yīng)及時(shí)地檢查投入使用的鐵路信號(hào)設(shè)備的，依照制定的鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行檢查并采取合理的措施進(jìn)行處理?，F(xiàn)在，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)普遍地應(yīng)用于鐵路信號(hào)系統(tǒng)，這也就對(duì)鐵路信號(hào)工作人員的專業(yè)素質(zhì)有了較高的要求，工作人員必須熟練掌握應(yīng)用程序的操作規(guī)范和操作技巧，進(jìn)而保證其工作的質(zhì)量。鐵路信號(hào)部門應(yīng)及時(shí)更新鐵路信號(hào)設(shè)備，采用先進(jìn)的軟件來(lái)完成信號(hào)設(shè)備的數(shù)據(jù)收集和設(shè)備故障檢測(cè)工作，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障及時(shí)進(jìn)行解決處理。利用先進(jìn)的數(shù)字化系統(tǒng)操作技術(shù)，來(lái)對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備進(jìn)行完善和更新，進(jìn)而確保鐵路信號(hào)設(shè)備安全可靠地運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)關(guān)于鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性方面的研究水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在一定差距，針對(duì)在研究方面存在的問(wèn)題，應(yīng)加大力度去改進(jìn)，進(jìn)一步的強(qiáng)化研究，建立合理的、完善的可靠性體系，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)鐵路行業(yè)的發(fā)展，提高鐵路運(yùn)的行安全和運(yùn)行效率。

［1］李增海，譚侃讓.我國(guó)鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展與展望［J］.科技咨詢導(dǎo)報(bào).2007（24）

［2］王維剛.基于可靠性的維修技術(shù)在鐵路信號(hào)設(shè)備中的應(yīng)用［J］.科技傳播.2010（10）

［3］王靈芝，徐宇工，張家棟.鐵路設(shè)備關(guān)鍵零部件的可靠性分析模型及其應(yīng)用研究［J］.鐵道學(xué)報(bào).2008（04）

［4］王云濤.鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性探討［J］.信息通信.2015（09）

Research on reliability of railway signal equipment

Xu Weipeng
（coastal college， Beijing Jiaotong University，Cangzhou，Hebei，061199）

The rapid development of the current social economy has led to the development of traffic，especially the development of railway.In recent years，China's land already covered with dense railway network，to meet the people's daily travel.Although China's railway development speed，wide coverage，but there is still a problem on the reliability of railway signal equipment，there is yet to be further improved.All these problems hinder the development of China's railway， and affect the safety of railway operation.This paper first lists some problems about reliability，and then puts forward the strategies to solve these problems，and finally puts forward some suggestions on the research of railway signaling equipment.It is hoped that the research of this paper can help to improve the reliability of railway signal equipment.

railway signal equipment；reliability；problem；countermeasure

徐維鵬（1993-）男，漢，遼寧鞍山人，北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，2012級(jí) 自動(dòng)化專業(yè)學(xué)士在讀，軌道交通與控制方向