張寧

摘 要：近年來(lái)，因地鐵車門存在質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致交通事故頻發(fā)，這給地鐵運(yùn)營(yíng)公司和車門設(shè)計(jì)單位敲響了警鐘，因此，對(duì)地鐵車門進(jìn)行故障分析勢(shì)在必行。在對(duì)故障模式危害性分析和故障樹(shù)分析進(jìn)行整合的基礎(chǔ)上，運(yùn)用逆向FTF技術(shù)對(duì)地鐵車門的有效性進(jìn)行了分析，最終確定了故障因素，以期為相關(guān)單位提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵車門；FTF；FMECA；FTA

中圖分類號(hào)：U279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.158

1 研究背景

地鐵車門系統(tǒng)是地鐵運(yùn)行中最重要的因素之一，一旦發(fā)生故障，則會(huì)對(duì)乘客的生命安全造成威脅。因此，采用科學(xué)的方法找到車門系統(tǒng)存在的故障是保證其安全的基礎(chǔ)。一些學(xué)者利用故障樹(shù)分析法對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)、液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，也有學(xué)者運(yùn)用FMECA（故障模式影響及危害性分析法）對(duì)雙密封車門系統(tǒng)進(jìn)行了危害性分析。運(yùn)用這些方法成功地找到了故障位置。但故障樹(shù)分析法難以被人理解，且采用FMECA時(shí)常出現(xiàn)遺漏。因此，在對(duì)較為復(fù)雜的故障進(jìn)行分析時(shí)，可將FTA與FMECA結(jié)合，進(jìn)而形成逆向FTF分析法，該方法具有一定的實(shí)用性。

2 地鐵車門簡(jiǎn)介

地鐵車門系統(tǒng)包括懸掛導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、左右門葉、緊急解鎖裝置、緊急入口裝置、密封型材的機(jī)械部件、電子門控單元EDCU、電氣連接、開(kāi)關(guān)等。該系統(tǒng)的運(yùn)行原理為：當(dāng)需要開(kāi)啟車門時(shí)，列車司機(jī)按下按鈕，傳達(dá)信號(hào)至EDCU，門葉開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過(guò)連接系統(tǒng)帶動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)行，門扇在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用下向外擺動(dòng)，導(dǎo)向系統(tǒng)控制門扇直線平移，攜門架沿著長(zhǎng)導(dǎo)柱自由滑動(dòng)，從而使門扇完全打開(kāi)。

3 地鐵車門逆向FTF分析

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，乘客上、下車時(shí)地鐵車門偶爾會(huì)在開(kāi)啟的過(guò)程中突然關(guān)閉，進(jìn)而對(duì)乘客的安全造成了威脅。因此，在設(shè)計(jì)地鐵車門系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)考慮安全因素，以免造成人員傷亡。檢修人員應(yīng)積極排除車門故障，并分析故障原因。由于車門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般情況下難以找到故障位置，因此，可采用FTF分析法分析。比如，將地鐵車門自動(dòng)開(kāi)關(guān)視為關(guān)門故障的頂事件，以此找出可能導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有底事件；列出所有底事件后，可結(jié)合歷史故障及其數(shù)據(jù)對(duì)底事件進(jìn)行FMECA分析，并比較其危害性。

3.1 FTA定性分析

故障樹(shù)分析法的目的是找出地鐵車門發(fā)生故障的所有原因，并分析故障模式，找到車門故障的潛在影響因素，從而提高故障查找效率，從根本上指導(dǎo)故障的修復(fù)，這具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了順利找到故障位置，在應(yīng)用故障樹(shù)分析法時(shí)，要列出所有可能含有潛在影響因素的故障，并保證分析的完整性，與故障樹(shù)分析無(wú)關(guān)的人為因素不可列入其中，且可忽略電路設(shè)計(jì)問(wèn)題和通信設(shè)備問(wèn)題，以免故障樹(shù)分析復(fù)雜化。因此，我們將地鐵車門自動(dòng)開(kāi)關(guān)門故障作為故障樹(shù)的頂事件，經(jīng)過(guò)排查，得出了故障樹(shù)模型，并將其作為底事件。具體而言，底事件用β表示，β1～β13分別為電流傳感器故障、位置傳感器故障、絲桿潤(rùn)滑不良、導(dǎo)柱潤(rùn)滑不良、上導(dǎo)軌位置失調(diào)、定位消磨定位槽、牙輪過(guò)緊、開(kāi)關(guān)繼電器故障、速度傳感器故障、開(kāi)關(guān)按鈕故障、EDCU故障、關(guān)閉行程開(kāi)關(guān)S1間隙過(guò)小、開(kāi)關(guān)按鈕故障。

3.2 FMECA分析

FMECA分析包括FMEA和CA兩部分。通過(guò)FMEA分析能迅速確定故障發(fā)生的原因、故障的危害程度。故障等級(jí)類別和故障等級(jí)的定義如表1所示。

通過(guò)CA分析可了解各種故障的危害程度，且具有特定的計(jì)算公式：危害程度=產(chǎn)品故障率×故障模式頻數(shù)比×故障模式影響概率×產(chǎn)品的工作時(shí)間。故障模式頻數(shù)比是指產(chǎn)品的某一故障占所有故障的百分比，產(chǎn)品的故障率可通過(guò)計(jì)算得出，將產(chǎn)品在特定時(shí)間內(nèi)的故障總次數(shù)除以這一特定時(shí)間，得出的就是平均時(shí)間內(nèi)的故障率。故障模式影響概率是指當(dāng)?shù)罔F車門系統(tǒng)某部件發(fā)生故障時(shí)，能影響這一故障危害等級(jí)的條件概率，因此，可對(duì)地鐵塞拉門進(jìn)行FMECA分析。當(dāng)故障模式影響概率為100%時(shí)，表明該系統(tǒng)一定會(huì)發(fā)生故障；當(dāng)故障模式影響概率為50%時(shí)，表明該系統(tǒng)有可能發(fā)生故障；當(dāng)故障模式影響概率為10%時(shí)，表明發(fā)生故障的可能性很低；當(dāng)故障模式影響概率為0%時(shí)，表明不會(huì)發(fā)生故障。對(duì)這些底事件進(jìn)行FMECA分析后，可得出故障等級(jí)FMECA分析表和危害性矩形陣。此外，故障模式分布點(diǎn)與對(duì)角線的距離越遠(yuǎn)，則故障危害越大。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用FTF分析法分析地鐵車門系統(tǒng)后，可得出危害最大、發(fā)生概率最高的故障模式，分別為EDCU內(nèi)部故障、導(dǎo)柱潤(rùn)滑不良、壓輪過(guò)緊和絲桿潤(rùn)滑不足。因此，應(yīng)在檢修工作中重點(diǎn)檢查這些部位，從而提高檢修效率。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕