徐維鵬（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，河北滄州，061199）

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

鐵路信號設(shè)備；可靠性；問題；對策

0 前言

鐵路是當(dāng)前社會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，也推動了我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等各行業(yè)的發(fā)展。所以，保證鐵路的運行安全和運行效率是很有必要的，它是推動各行業(yè)發(fā)展的前提。因此，我們有必要對鐵路信號設(shè)備進(jìn)行研究。我國關(guān)于鐵路信號設(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，所以國家開始高度重視對鐵路信號設(shè)備可靠性的研究。但是由于研究缺乏深度，再加之實際的工程化經(jīng)驗較少，經(jīng)常會在鐵路信號產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、安裝以及維護(hù)過程中出現(xiàn)問題。針對鐵路信號設(shè)備可靠性的研究只是趨向于表面化，沒有采取切實可行的可靠性驗收方法，以至于無法深入地開展可靠性研究工作。為了保證我國鐵路的運行安全和運行效率，我們必須要盡快改善這種研究現(xiàn)狀，對鐵路信號設(shè)備的可靠性進(jìn)行深入化的研究。

1 當(dāng)前鐵路設(shè)備信號可靠性研究方面存在的問題

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

我國對軍工業(yè)和航天業(yè)的研究起步比較早，關(guān)于其信號設(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)于鐵路信號設(shè)備可靠性的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、評價標(biāo)準(zhǔn)以及管理和改進(jìn)工作標(biāo)準(zhǔn)。我國制定的這些鐵路行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于鐵路信號設(shè)備可靠性方面的內(nèi)容比較少，主要制定了《鐵路信號產(chǎn)品可靠性要求評定方法》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》兩個文件。然而這些文件關(guān)于鐵路信號設(shè)備的可靠性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定較少，且這些標(biāo)準(zhǔn)缺乏實際的工程化經(jīng)驗，不足以支撐我國鐵路信號設(shè)備的發(fā)展，因此也就滯后了我國鐵路行業(yè)的發(fā)展。

1.2 缺乏合適的可靠性模型我國的鐵路信號設(shè)備可靠性模型是根據(jù)指數(shù)分布來進(jìn)行構(gòu)建的，在指數(shù)分布的模型中失效率是一個固定值。理論上講，鐵路信號設(shè)備即使受到外界環(huán)境條件的影響，也不會發(fā)生偶然失效的現(xiàn)象，因此失效率還是一個固定值，這些鐵路信號設(shè)備也不存在失效期。由于設(shè)備的疲勞損耗也會造成設(shè)備的機(jī)械故障，所以隨著設(shè)備使用時間的增長，其失效率也會跟隨者增大，此時失效率就不再是一個固定值，所以用指數(shù)分布來構(gòu)建可靠性模型是不合理的。因此，我們必須針對設(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鐵路信號設(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)容要求來判定其是否合格，產(chǎn)品是否能夠投入使用。我國以前的可靠性指標(biāo)主要包括設(shè)備的平均無故障時間和設(shè)備失效前的工作時間。我國制定的文件《鐵路信號產(chǎn)品可靠性要求評定方法》明確指出，鐵路信號設(shè)備的可靠性指標(biāo)是根據(jù)使用平均無故障指標(biāo)來進(jìn)行評價的。但是這個可靠性的指標(biāo)只應(yīng)用于指數(shù)分布，對其他部門卻不能適用。因此，鐵路信號設(shè)備的可靠性指標(biāo)不能僅用平均無故障時間來進(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)，來推動鐵路建設(shè)的全面發(fā)展。

2 針對這些問題制定的解決策略

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

完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是一個行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展的前提，明確制定鐵路信號設(shè)備的可靠性標(biāo)準(zhǔn)才能夠保證鐵路的運行安全和運行效率。當(dāng)前我國的鐵路信號設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)好不夠完善，無法滿足當(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鐵路行業(yè)實際情況的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。只有完善了鐵路信號設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠快速地推動我國鐵路行業(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)建合理的鐵路信號設(shè)備可靠性模型

當(dāng)前我國鐵路信號設(shè)備的可靠性模型主要采用指數(shù)分布，這個模型具有片面性，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。現(xiàn)代工業(yè)中采用的可靠性模型主要有對數(shù)分布和威布爾分布兩種，這種模型能夠針對設(shè)備物理背景的不同來合理選擇并實施標(biāo)準(zhǔn)模型，并且能夠根據(jù)設(shè)備的使用年限數(shù)據(jù)完成對擬合度檢驗的分布。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，這其中主要用于對滾動軸承使用年限的檢測。對數(shù)分布的建模主要用于對設(shè)備應(yīng)使用時間過長而導(dǎo)致的疲勞失效以及設(shè)備維修時間的檢測。

2.3 建立合適的鐵路信號設(shè)備可靠性指標(biāo)體系

要根據(jù)我國鐵路信號設(shè)備的特點來建立適合自身發(fā)展的可靠性指標(biāo)體系。首先要對鐵路信號設(shè)備的設(shè)計功能在可靠性方面的需求進(jìn)行分析，完善鐵路信號設(shè)備故障的判斷標(biāo)準(zhǔn)，以方便對故障設(shè)備的判斷和合理降級使用。簡化鐵路信號設(shè)備產(chǎn)品的具體參數(shù)，可設(shè)置為故障間隔時間、使用年限以及可用度等。在確定鐵路信號設(shè)備的可靠性指標(biāo)之前，可以先分析國內(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)要大于實際指標(biāo)，這樣才能夠嚴(yán)格要求設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)以及使用過程，進(jìn)而確保鐵路信號設(shè)備的可靠性。

3 如何提高我國鐵路設(shè)備信號的可靠性

3.1 加強(qiáng)對鐵路信號設(shè)備可靠性的研究

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

3.2 不斷維護(hù)和更新鐵路信號設(shè)備

工作人員應(yīng)及時地檢查投入使用的鐵路信號設(shè)備的，依照制定的鐵路信號設(shè)備可靠性標(biāo)準(zhǔn)來對其進(jìn)行檢查并采取合理的措施進(jìn)行處理?，F(xiàn)在，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)普遍地應(yīng)用于鐵路信號系統(tǒng)，這也就對鐵路信號工作人員的專業(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。鐵路信號部門應(yīng)及時更新鐵路信號設(shè)備，采用先進(jìn)的軟件來完成信號設(shè)備的數(shù)據(jù)收集和設(shè)備故障檢測工作，并對發(fā)現(xiàn)的故障及時進(jìn)行解決處理。利用先進(jìn)的數(shù)字化系統(tǒng)操作技術(shù)，來對鐵路信號設(shè)備進(jìn)行完善和更新，進(jìn)而確保鐵路信號設(shè)備安全可靠地運行。

4 結(jié)束語

目前我國關(guān)于鐵路信號設(shè)備可靠性方面的研究水平與國際先進(jìn)水平相比還存在一定差距，針對在研究方面存在的問題，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)而推動我國鐵路行業(yè)的發(fā)展，提高鐵路運的行安全和運行效率。

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

［2］王維剛.基于可靠性的維修技術(shù)在鐵路信號設(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.2008（04）

［4］王云濤.鐵路信號設(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 自動化專業(yè)學(xué)士在讀，軌道交通與控制方向