基于FMECA方法的列控中心安全分析

易 堅

(中國鐵路武漢局集團有限公司計統(tǒng)處，武漢 430071)

1 列控中心介紹

車站列控中心分別與車站聯(lián)鎖、CTC或TDCS、信號集中監(jiān)測、地面電子單元等設備進行信息交換，能夠得到CTC調度行車命令、列車當前進路信息、列車當前運行狀況和其他設備狀態(tài)，通過冗余安全運算，生成控制車輛命令，通過軌道電路和有源應答器傳送信息給列車，實現(xiàn)運行列車的控制。車站列控中心設置于車站信號樓內(nèi)，它與車站聯(lián)鎖，CTC車站分機，應答器地面電子單元（LEU）、ZPW-2000系列軌道電路、等設備信息交互互聯(lián)如圖1所示。

車站列控中心通過列控中心設備LEU接口發(fā)送給LEU的信息包括：請求狀態(tài)信息、車站相應列車進路報文、線路臨時限速相應報文。LEU設備發(fā)送給車站列控中心的信息主要有：LEU狀態(tài)信息以及相應應答器狀態(tài)信息。

圖1 列控中心互聯(lián)圖Fig.1 TCC connection diagram

車站列控中心通過安全數(shù)據(jù)網(wǎng)獲取計算機聯(lián)鎖設備獲得的相關實時信息包括：列車進路、列車出站、需要通過車輛信息、所有進路信號機開放及相應股道號等等。根據(jù)控車需要，輸出進站或進路信號機指示燈情況、接近區(qū)段軌道電路發(fā)相應制條件。

車站列控中心通過自身通信單元從軌道電路接口獲取軌道電路實時區(qū)段狀態(tài)信息。同時實時向軌道電路發(fā)送低頻信息、載頻信息、軌道電路分路不良狀態(tài)等關鍵信息。

車站列控中心向CTC發(fā)送的信息包括：管轄范圍內(nèi)線路臨時限速執(zhí)行結果狀況信息、現(xiàn)有狀態(tài)信息。CTC發(fā)送給車站列控中心的信息主要有臨時限速服務器命令，命令時鐘同步信息。

車站列控中心通過安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與相鄰的列控中心連接，實現(xiàn)現(xiàn)有車站列控中心間的通信主要內(nèi)容有：信號機點燈狀態(tài)信息、區(qū)間中繼站軌道電路狀態(tài)、區(qū)間方向切換繼電器同步狀態(tài)信息、區(qū)間閉塞和方向條件信息、相鄰車站和區(qū)間中繼站臨時限速信息。

車站列控中心通過維修終端向向信號集中監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送的信息主要包括：列控中心現(xiàn)在情況，應答器、LEU現(xiàn)有狀態(tài)，列控中心與其他系統(tǒng)（如臨時限速服務器）的通信狀態(tài)。

2 FMECA方法介紹

故障模式、影響及危害性分析（FMECA）是一種可靠性定性分析技術。目的是在設計過程中，通過對系統(tǒng)組成單元潛在的各種故障模式以及其對系統(tǒng)功能的影響，與產(chǎn)生后果的嚴重性進行分析，提出可能采取的措施，以提高系統(tǒng)可靠性。

故障模式和影響分析（FMEA）主要分析產(chǎn)品中每一個可能的故障模式并確定該產(chǎn)品及上層產(chǎn)品所產(chǎn)生的影響，以及把每一個故障模式按其影響的嚴重程度予以分類。

危害性分析（CA）同時考慮故障發(fā)生概率與故障危害程度的故障模式與影響分析，是對系統(tǒng)中每一個產(chǎn)品按故障的發(fā)生概率和嚴重程度進行綜合評估。

在產(chǎn)品設計完成之后再做FMECA，可以通過分析可能的故障模式，發(fā)現(xiàn)設計，生產(chǎn)中存在的影響安全或影響任務完成的重大問題，并加以改進，以達到保證產(chǎn)品安全和任務成功的目的。

出現(xiàn)重大故障后做FMECA，可以系統(tǒng)全面的分析故障原因，故障后果，為故障清零提供依據(jù)。

FMECA的作用和意義主要有以下4個方面。

1）保證系統(tǒng)性地找出薄弱環(huán)節(jié)和可能的故障模式以及其影響，進而對每一種可能的故障制定相應的措施。

2）幫助進行只能維護的實施對象選擇，優(yōu)先級定義，收益分析，監(jiān)控參數(shù)選擇，實施方式規(guī)劃等。

3）制定關鍵設備和單點故障清單，備品備件清單和數(shù)量，維護項目清單和頻次以及各種故障的維修手冊。

4）從原因根源入手制定故障預防方案。

3 分析結果

選取列控中心和臨時線速服務器接口，列控中心和區(qū)間信號機接口，列控中心和CTC接口3個接口來時FMECA方法進行分析，首先列出來各種失效模式的原因和故障影響，如表1所示。

請5位專家對各失效模式進行頻率和嚴重程度進行打分（滿分為5分），如表2、3所示。

根據(jù)鐵路行車安全準則，對各種失效模式采取改進措施，改進措施和失效模式對應表格如表4所示。

4 總結

本文利用FMECA方法對列控中心進行失效模

式分析，提供量化指標，分析各種失效模式的發(fā)生頻率和影響嚴重性，并且針對各種失效模式設計了改進措施，能夠提高列控中心的可靠性和有效性，保證行車安全。

表1 失效模式和故障影響列表Tab.1 Failure mode causes and failure effects

表2 事故發(fā)生頻率打分Tab.2 Accident frequency

表3 事故嚴重程度打分Tab.3 Accident severity

表4 改進措施Tab.4 Improvement measures