朱海霞ZHU Hai-xia

（交控科技股份有限公司，北京100000）

0 引言

燕房線信號(hào)系統(tǒng)采用全自動(dòng)運(yùn)行方式，列車喚醒、休眠、出入庫(kù)、正線運(yùn)行、自動(dòng)折返等作業(yè)均由信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制完成?，F(xiàn)結(jié)合北京軌道交通燕房線工程質(zhì)保期內(nèi)信號(hào)系統(tǒng)（2018-1-1 至2019-12-31）的運(yùn)營(yíng)期間的信號(hào)系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)，評(píng)估燕房線信號(hào)系統(tǒng)的RAM 指標(biāo)。

1 信號(hào)系統(tǒng)概述

CBTC 信號(hào)系統(tǒng)由ATP、ATO、聯(lián)鎖、DCS 系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。

ATP 子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于通信的列車控制CBTC 模式以及基于應(yīng)答器的點(diǎn)式列車控制BLOC 模式；ATO 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全線的列車自動(dòng)啟動(dòng)、加速、巡航、惰行和減速停車等過程，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人駕駛；聯(lián)鎖子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)三級(jí)控制模式實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能，在CBTC 模式下，結(jié)合移動(dòng)閉塞要求提供相關(guān)的進(jìn)路信息，由區(qū)域控制器發(fā)送移動(dòng)授權(quán)；在點(diǎn)式降級(jí)模式下，可結(jié)合固定閉塞要求提供相應(yīng)的點(diǎn)式進(jìn)路信息，由有源應(yīng)答器發(fā)送移動(dòng)授權(quán)；在站間模式下，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的聯(lián)鎖功能；DCS（數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)）可以實(shí)現(xiàn)地面設(shè)備、地車設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。此報(bào)告的評(píng)估范圍為北京軌道交通燕房線信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)期間的RAM 表現(xiàn)，包括如下子系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備；電源設(shè)備（含UPS）；ATP/ATO 地面設(shè)備；ATP/ATO 車載設(shè)備；計(jì)軸設(shè)備；DCS 設(shè)備；聯(lián)鎖設(shè)備。

2 可靠性目標(biāo)

根據(jù)北京軌道交通燕房線合同《通用技術(shù)部分》、合同技術(shù)冊(cè)等相關(guān)要求，信號(hào)系統(tǒng)須達(dá)到的RAM 指標(biāo)如下所示：

ATP/ATO 地面設(shè)備，MTBF≥100000h，MTTR≤240min；

ATP/ATO 車載設(shè)備，MTBF≥150000h，MTTR≤30min；

計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備，MTBF≥50000h，MTTR≤45min；

計(jì)軸設(shè)備，MTBF≥175000h，MTTR≤30min；

DCS 設(shè)備、聯(lián)鎖設(shè)備、電源設(shè)備（含UPS）MTBF≥100000h，MTTR≤30min；

信號(hào)系統(tǒng)可用性≥99.98%。

3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

北京運(yùn)營(yíng)公司提供了燕房線質(zhì)保期（2018-1-1 至2019-12-31）的故障數(shù)據(jù)，原則上，在對(duì)RAM 指標(biāo)進(jìn)行考核時(shí)，統(tǒng)計(jì)的故障應(yīng)為造成系統(tǒng)功能失效的硬件故障，不考慮軟件/數(shù)據(jù)失效經(jīng)過核實(shí)用于本次RAM 考核計(jì)算的故障列表詳見表1。

3.1 車載子系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)間計(jì)算

北京軌道交通燕房線目前有16 列車投入運(yùn)營(yíng)，車載信號(hào)設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間按月分別計(jì)算，按照運(yùn)營(yíng)公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：燕房線西段單程平均運(yùn)行時(shí)間為1550 秒，折返時(shí)間為425 秒；列車的出段時(shí)間為125 秒，入段時(shí)間為125秒；開行車次為平日302 次，雙休264 次；每日運(yùn)營(yíng)的列車數(shù)為平日11 列，雙休7 列。

車載子系統(tǒng)累積運(yùn)營(yíng)時(shí)間=（工作日*302+休息*264）*（1550+425）/3600+（工作日*11*（125+125）+休息日*7*（125+125））/3600

注：車載子系統(tǒng)中的AOM 插箱在非運(yùn)營(yíng)時(shí)間也一直處于帶電狀態(tài)。

3.2 非車載子系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)間計(jì)算

軌旁信號(hào)設(shè)備（包括軌旁設(shè)備和車站設(shè)備）每日的運(yùn)行時(shí)間為24 小時(shí)，每月運(yùn)營(yíng)總時(shí)間為：整套設(shè)備的運(yùn)營(yíng)時(shí)間=運(yùn)營(yíng)天數(shù)*24

非車載子系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)時(shí)間=整套設(shè)備的運(yùn)營(yíng)時(shí)間*系統(tǒng)數(shù)量

4 RAM 數(shù)據(jù)計(jì)算

4.1 可靠性計(jì)算

設(shè)備系統(tǒng)可靠性，一般通過MTBF 來衡量。MTBF 單位為“小時(shí)”，它反映了硬件設(shè)備的時(shí)間質(zhì)量，是體現(xiàn)系統(tǒng)硬件設(shè)備在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持功能的一種能力。計(jì)算公式如下：

其中：系統(tǒng)總運(yùn)營(yíng)時(shí)間=系統(tǒng)設(shè)備套數(shù)*系統(tǒng)考核期的累計(jì)工作時(shí)間。

表1 各子系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)

圖1 可靠性計(jì)算結(jié)果

圖2 可維護(hù)性計(jì)算結(jié)果

4.2 可維護(hù)性計(jì)算

系統(tǒng)的可維護(hù)性，一般通過MTTR 來衡量。從維修人員接觸故障設(shè)備并允許維修，到故障設(shè)備完全恢復(fù)其設(shè)計(jì)使用功能所經(jīng)歷的時(shí)間，其中需要扣除由于外界條件終止修復(fù)的時(shí)間，計(jì)算公式如下：

4.3 可用性計(jì)算

系統(tǒng)設(shè)備的可用性，一般通過MTBF 和MTTR 計(jì)算得出，系統(tǒng)的整體可用性，是其各子系統(tǒng)可用性的乘積，子系統(tǒng)和系統(tǒng)整體可用性公式如下：

系統(tǒng)可用性的計(jì)算公式為：AS=A1·A2·…·An。

4.4 RAM 分析結(jié)果

結(jié)合故障數(shù)據(jù)、可靠性指標(biāo)的計(jì)算方法，對(duì)燕房線信號(hào)各系統(tǒng)RAM 指標(biāo)做出計(jì)算。電源設(shè)備、ATP/ATO 地面設(shè)備、聯(lián)鎖設(shè)備考核周期內(nèi)未發(fā)生故障，可靠性均滿足合同指標(biāo)要求，見圖1。

各子系統(tǒng)可維護(hù)性滿足合同指標(biāo)要求，詳見圖2。

考核周期內(nèi)可用性均滿足合同指標(biāo)要求，詳見圖3。

5 結(jié)論

按招標(biāo)合同中的考核原則：在質(zhì)保期內(nèi)，任何一個(gè)考核周期（連續(xù)12 個(gè)月）內(nèi)的可靠性、可用性、可維護(hù)性指標(biāo)符合要求，即滿足合同要求。綜上所述信號(hào)系統(tǒng)各周期各子系統(tǒng)可維護(hù)性、可用性、可用性均滿足合同RAM 指標(biāo)要求，RAM 指標(biāo)考核通過。

圖3 可用性計(jì)算結(jié)果