關(guān)于我國鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性的分析

李巨茹

摘 要：鐵路信號(hào)設(shè)備能夠確保列車的運(yùn)作安全性和穩(wěn)定性，是各個(gè)國家不可缺少的重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施。從二十世紀(jì)九十年代起，一直到近年來，鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性逐步引起了專用人員的高度重視，但眼下的相關(guān)研究仍然不夠深入，。因此，必須要努力改變這一現(xiàn)狀，推動(dòng)我國鐵路事業(yè)高速化發(fā)展。本文將就鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性進(jìn)行分析

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)；設(shè)備；可靠性

一、我國鐵路信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀

我國的鐵路信號(hào)系統(tǒng)先后經(jīng)歷了地面人工信號(hào)、地面自動(dòng)信號(hào)、機(jī)車信號(hào)、自動(dòng)停車和超速防護(hù)五個(gè)發(fā)展階段。新中國成立以前，我國鐵路信號(hào)制式混亂、裝備水平低，人工扳動(dòng)道岔，并采用人工臂板式信號(hào)機(jī)向司機(jī)傳遞行車信息。新中國的成立推動(dòng)了我國鐵路信號(hào)事業(yè)的發(fā)展，20世紀(jì)50年代，站內(nèi)機(jī)械槽口聯(lián)鎖的使用標(biāo)志著中國鐵路信號(hào)進(jìn)入了機(jī)械信號(hào)時(shí)代。20世紀(jì)60～70年代，車站聯(lián)鎖逐步實(shí)現(xiàn)了繼電集中化，區(qū)間開始采用64D型繼電半自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，中國鐵路進(jìn)入了地面自動(dòng)信號(hào)階段。20世紀(jì)80～90年代，微機(jī)繼電式電氣集中聯(lián)鎖得到發(fā)展，并出現(xiàn)了可以復(fù)示地面信號(hào)機(jī)顯示的機(jī)車信號(hào)。進(jìn)入21世紀(jì)以后，鐵路信號(hào)事業(yè)飛速發(fā)展，大量引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，并消化吸收再創(chuàng)新，研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ZPW-2000系列軌道電路，列車自動(dòng)停車設(shè)備（ATS），運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置（LKJ），鐵路調(diào)度指揮信息管理系統(tǒng)（TDCS）和分散自律式調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC）等。2003年我國借鑒歐洲列控系統(tǒng)（ETCS）的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國國情，制定了《中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CTCS）技術(shù)規(guī)范總則（暫行）》。該技術(shù)規(guī)范將我國的列控系統(tǒng)劃分為CTCS-0、1、2、3、4這五個(gè)等級(jí)。其中CTCS-0級(jí)是我國既有線的現(xiàn)狀；CTCS-1級(jí)適用于160km/h以下的線路；CTCS-2級(jí)面向提速線路和高速新線（200～250km/h）；CTCS-3級(jí)面向速度在300～350km/h以上的客專和高鐵；CTCS-4級(jí)是完全基于無線進(jìn)行信息傳輸?shù)牧锌叵到y(tǒng)，相關(guān)設(shè)備和技術(shù)還有待開發(fā)和完善。我國高速鐵路采用的CTCS-2和CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)集成了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信以及自動(dòng)控制等近年來產(chǎn)生的一批先進(jìn)技術(shù)，車載設(shè)備根據(jù)從地面設(shè)備接收的線路數(shù)據(jù)和移動(dòng)授權(quán)等信息實(shí)時(shí)進(jìn)行限速曲線計(jì)算，防護(hù)列車安全運(yùn)行。

二、鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性提升的具體方法闡述

（一）模型選擇

常見的可靠性模型大致可分為以下幾種：指數(shù)分布模型、威布爾分布模型、（對(duì)數(shù)）正態(tài)分布模型、伽馬分布模型與極值分布模型等。

（二）指標(biāo)體系構(gòu)建

1、運(yùn)用需求分析。要對(duì)研究對(duì)象的預(yù)制功能、運(yùn)用環(huán)境、保障條件等內(nèi)容進(jìn)行全面分析。2、樹立起正確的故障鑒別條款，針對(duì)各式各樣故障的判斷與許可范圍內(nèi)的降級(jí)運(yùn)用，作出明確而詳細(xì)的規(guī)定。3、挑選可靠性和維修性的相關(guān)參數(shù)。在國軍標(biāo)內(nèi)，選用的參數(shù)繁多，對(duì)于鐵路信號(hào)產(chǎn)品而言，可以對(duì)其進(jìn)行適度簡(jiǎn)化，并采用以下幾種參數(shù)：使用可用度、定時(shí)可靠度、平均故障發(fā)生時(shí)間、平均維修時(shí)間、平均維護(hù)時(shí)間、故障檢查率、使用期限等。4、制訂可靠性與維修性的運(yùn)用指標(biāo)。要深入解析國內(nèi)外現(xiàn)存同種產(chǎn)品的可靠性與維修性的實(shí)際情況和問題，并按照我國的相關(guān)需求，制定其運(yùn)用過程中可靠性與維修性應(yīng)當(dāng)具備的指標(biāo)。5、擬定可靠性與維修性的合同指標(biāo)。某些運(yùn)用環(huán)境條件比較惡劣，在測(cè)試時(shí)可能難以達(dá)到相關(guān)要求。所以，有關(guān)可靠性與維修性的合同指標(biāo)，在這種條件之下應(yīng)當(dāng)稍微高于運(yùn)用指標(biāo)。6、訂購方與承包方要共同協(xié)定可靠性與維修性的檢測(cè)方式。對(duì)于該類合同指標(biāo)與檢測(cè)方式，還需經(jīng)過審核以后，歸入合同當(dāng)中。

（三）數(shù)據(jù)采集分析

可靠性的有關(guān)參數(shù)是鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性分析展開的關(guān)鍵性基礎(chǔ)，在原來的鐵路信號(hào)設(shè)備制造、運(yùn)用過程當(dāng)中，大多沒有形成可靠性這一概念，以致于很多寶貴的數(shù)據(jù)丟失了。所以，必須要成立一個(gè)可靠性專屬數(shù)據(jù)庫，按照擬定的格式，把設(shè)計(jì)、制作、運(yùn)用、維修等環(huán)節(jié)的有關(guān)數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫內(nèi)。從目前情況看，計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在鐵路相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其搜集到的寶貴數(shù)據(jù)信息資源也可以全部歸入數(shù)據(jù)庫里。對(duì)可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析等工作，通常運(yùn)用的軟件有以下幾種：美國RELEX公司生產(chǎn)的RELEX系列軟件、美國瑞藍(lán)公司生產(chǎn)的Reliasoft系列軟件、我國賽寶實(shí)驗(yàn)室制作的CARMES軟件等。

（四）加強(qiáng)設(shè)備防雷

1、確?；ヂ?lián)網(wǎng)設(shè)備的安全。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于鐵路運(yùn)輸而言，目前通常是由計(jì)算機(jī)來控制命令的發(fā)布，其重要性可見一斑，所以必須確保其設(shè)備的安全，避免遭受雷電的襲擊。目前，運(yùn)用最多的方法是，憑借法拉第電磁籠感應(yīng)原理來確保其設(shè)備的安全，所謂法拉第籠指的是，將若干個(gè)防雷設(shè)施協(xié)調(diào)起來構(gòu)成一個(gè)發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)，通常有避雷針、避雷線、導(dǎo)引線及接地等設(shè)備?？刂平K端通常是依靠該系統(tǒng)來防范雷電襲擊的，效果相對(duì)而言比較明顯。

2、為了避免室外的鐵路信號(hào)設(shè)備遭受雷電襲擊必須進(jìn)行一定防護(hù)。什么是信號(hào)設(shè)備呢？通常指的是，箱、盒、柜等，利用電氣貫通及電磁消除等，來導(dǎo)引設(shè)備內(nèi)的電流。至于那些屋外信號(hào)設(shè)備，諸如金屬箱等，一定要接地，此外還要格外保護(hù)電纜，經(jīng)常進(jìn)行檢修和維護(hù)，防止因?yàn)轱L(fēng)吹日曬造成電纜絕緣層氧化而失去作用，因?yàn)殡娎|特別容易遭受雷擊，所以一定要做好各種防護(hù)措施和安全舉措。

三、結(jié)束語

對(duì)于鐵路信號(hào)設(shè)備可靠性分析的相關(guān)問題，必須找到合適的解決辦法，要參考科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，按照實(shí)際情況挑選模型，建立全面的指標(biāo)體系，收集并分析可靠性數(shù)據(jù)，為將來鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性發(fā)展與評(píng)測(cè)找出新的思路和方法。從整體角度看，我國鐵路信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)，有關(guān)可靠性的運(yùn)用還停留在初級(jí)水平，許多項(xiàng)目還有待進(jìn)一步開發(fā)。

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