可靠性分析在軌道交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

何雙英

摘 要：城市交通系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢主要就是軌道交通，在全球很多的國家政府部門以及有關(guān)組織已經(jīng)開始對軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行深入研究。本文在國內(nèi)外專家研究的基礎(chǔ)上，以軌道交通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、機(jī)械設(shè)施和整個軌道交通網(wǎng)絡(luò)作為研究主要對象，本文介紹了什么是軌道交通以及軌道交通的包含范圍，使用可靠性分析對軌道交通系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析，以供相關(guān)從業(yè)人員參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：軌道交通;城市交通;可靠性分析;交通系統(tǒng)

城市的交通壓力越來越大，交通擁擠、能源短缺、環(huán)境污染是目前城市交通存在的幾個主要問題，而軌道交通特有的環(huán)保性質(zhì)，以及可以有效地減少土地使用和能源消耗，而且安全性也比較高，因此，城市交通的未來發(fā)展方向必然是軌道交通。最近幾年來，軌道交通的得到了非常高的關(guān)注和重視，例如在高速鐵路、高原鐵路、高寒鐵路、和城市軌道交通等方面，都取得了比較不錯的成果，軌道交通的核心關(guān)鍵技術(shù)和最新技術(shù)都被掌握，接下來就是人們對交通軌道可靠性問題的分析了。

1 軌道交通系統(tǒng)范圍

軌道交通指的就是車輛必須要特定的軌道上才可以進(jìn)行行駛的一種現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸方式。隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷壯大，對我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著非常重要的作用，是我國城市交通和城市公共交通運(yùn)輸?shù)闹匾Ｕ?。同時也是作為國家的高科技技術(shù)產(chǎn)業(yè)，也是現(xiàn)代化服務(wù)行業(yè)的主要驅(qū)動的行業(yè)之一，因此，軌道交通行業(yè)對我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著非常重要的作用，還是交通強(qiáng)國和一帶一路理念重要表現(xiàn)和基礎(chǔ)。

2 軌道交通系統(tǒng)可靠分析的未來展望

2.1 部件級

雖然當(dāng)前的國內(nèi)外學(xué)者在軌道交通系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和可靠性分析方面研究已經(jīng)有了不錯的成果，但是軌道交通還是存在著很多的問題需要我們進(jìn)行探討和解決：

（1）軌道交通的關(guān)鍵組件就是對強(qiáng)干擾下的非線性非平穩(wěn)隨機(jī)信號的干擾，要考慮使用的自適應(yīng)的信號處理方式對無關(guān)的干擾信號進(jìn)行清除，進(jìn)而獲得最有效的特點(diǎn)信號。由于關(guān)鍵部件的檢測傳感器類型非常多，檢測的數(shù)據(jù)量比較大，怎樣把這些數(shù)據(jù)特征信號對數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和分析是關(guān)鍵的核心技術(shù)。

（2）軌道交通關(guān)鍵部件的性能下降將受到健康狀況和故障模式的影響。因此，這方面必須同時考慮。分析基于多域特征變量的狀態(tài)模型和基于失效機(jī)制的物理模型。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮混合模型的構(gòu)建以獲得準(zhǔn)確的關(guān)鍵部件性能下降的預(yù)測模型。

（3）軌道交通系統(tǒng)的關(guān)鍵運(yùn)行狀態(tài)是變化非常復(fù)雜，同時也會受到工作環(huán)境的內(nèi)外部因素的影響。因此，傳統(tǒng)的兩狀態(tài)隨機(jī)模型可能無法滿足可靠性分析的需要，因此有必要建立一個高效的多狀態(tài)可靠性分析與評估隨機(jī)模型。此外，還需要考慮內(nèi)部和外部因素的影響，建立能夠最大限度地反映軌道交通關(guān)鍵部件的可靠性分析模型[1]。

2.2 系統(tǒng)級

目前系統(tǒng)設(shè)施的可靠性分析已經(jīng)慢慢地從定性向定量、靜態(tài)到動態(tài)、關(guān)系簡潔到關(guān)系復(fù)雜進(jìn)行轉(zhuǎn)變，而且在軌道交通系統(tǒng)設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用非常廣泛。但是在軌道交系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行的過程中對可靠性的分析仍然存在著很大的問題：

（1）軌道交通系統(tǒng)其中的信號系統(tǒng)和供電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施是一種非常復(fù)雜的幾點(diǎn)信息系統(tǒng)，其中的零部件非常多，而且相互之間的聯(lián)系非常復(fù)雜。所以，如何通過建模對各個零部件之間的關(guān)系進(jìn)行分析和跟進(jìn)是需要研究的主要問題。

（2）在系統(tǒng)各個部件的相互作的基礎(chǔ)上，怎樣利用“部件-系統(tǒng)”由大到小的對整個軌道系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施的可靠性進(jìn)行定量分析也是當(dāng)前需要深入研究的內(nèi)容[2]。

2.3 路網(wǎng)級

通過相關(guān)資料數(shù)據(jù)分析，盡管當(dāng)前的軌道交通路網(wǎng)級的可靠性分析取得了不錯的效果，但是還存在很多的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）由于軌道集團(tuán)路網(wǎng)的規(guī)模非常大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中會做涉及的車站、線路以及路網(wǎng)等的多種的安全因素，因此，怎樣建立一套快捷有效的可靠性分析對路網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行反應(yīng)是目前首先需要解決的問題。

（2）大多數(shù)軌道交通系統(tǒng)的可靠性分析主要體現(xiàn)在路網(wǎng)的連通性的可靠性方面，并沒有對軌道交通系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施的可靠性狀態(tài)和運(yùn)輸安全的可靠性進(jìn)行分析。

（3）目前，軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)的可靠性分析只是在火車運(yùn)行過程中對客流水平的一次嘗試，而對整個軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行狀況的分析尚不全面。因此，基于軌道交通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的主要任務(wù)，如何為整個軌道交通系統(tǒng)提供運(yùn)行服務(wù)是可行的。

3 結(jié)束語

對軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析需要借鑒柜國外優(yōu)秀的理念和先進(jìn)的技術(shù)，重點(diǎn)對軌道交通系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件、系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施和軌道交通的運(yùn)營服務(wù)狀況進(jìn)行全面的分析，使用最新的理念，采取最新的技術(shù)，對傳統(tǒng)的可靠性分析技術(shù)進(jìn)行完善和創(chuàng)新，促進(jìn)軌道交通系統(tǒng)的可靠性分析技術(shù)的發(fā)展，以此來實(shí)現(xiàn)我國軌道交通系統(tǒng)的綠色健康發(fā)展，安全可靠地進(jìn)行運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋雅琳.城軌同相供電系統(tǒng)同相補(bǔ)償裝置可靠性分析方法[J].電氣化鐵道，2019，30（06）：67-71.

[2]寇淋淋.基于狀態(tài)信息和張量域評估理論的軌道交通列車服役狀態(tài)及系統(tǒng)可靠性評估[D].北京交通大學(xué)，2019.

[3]解鈞捷，鄭國莘.用于列車控制的通信系統(tǒng)可靠性能分析[J].工業(yè)控制計算機(jī)，2018，31（08）：10-12.