軌道車輛側(cè)門影響運(yùn)營可靠性預(yù)計(jì)方法研究

李 冬,曹芳芳,朱文明,劉潤波

(1.長春軌道客車股份有限公司,長春 130062；2.南京康尼機(jī)電股份有限公司,南京 210038）

1 概述

列車上側(cè)門數(shù)量較多，運(yùn)營中必然會(huì)發(fā)生故障，每套門發(fā)生故障都會(huì)影響運(yùn)營質(zhì)量，甚至導(dǎo)致車輛清客、下線。為防止和減少影響運(yùn)營故障，對側(cè)門開展可靠性預(yù)計(jì)分析是十分必要的。

2 故障分類：

故障分類可進(jìn)一步劃分為庫檢故障、可忽略故障、輕微故障、延遲故障、下線故障、不能發(fā)車故障、清客救援故障、救援故障。其中延遲故障、下線故障、不能發(fā)車故障、清客故障、救援故障為重要故障。A工作獲得該零部件對應(yīng)影響故障判據(jù)故障模式失效率。單元可靠性預(yù)計(jì)的常見方法及特點(diǎn)如下表所示。

常見單元可靠性預(yù)計(jì)方法及特點(diǎn)

利用可靠性預(yù)計(jì)方法預(yù)計(jì)出底層單元固有可靠性，作為故障模式影響及嚴(yán)重度分析（FMECA）文件的輸入，通過對單元功能、失效和影響的分析，確定故障模式失效率，獲得影響列車運(yùn)營的單元的失效率，又作為影響運(yùn)營可靠性模型的輸入。

3 外掛密閉側(cè)門影響運(yùn)營可靠性預(yù)計(jì)案例

3.1 明確系統(tǒng)定義

列車6輛編組，每輛每側(cè)3套側(cè)門，結(jié)構(gòu)為外掛密閉門，每天工作10h。

3.2 明確系統(tǒng)的故障判據(jù)

當(dāng)一輛車發(fā)生以下故障時(shí)算為影響運(yùn)營故障：

（1）同側(cè)有2套以上門需要被隔離；

（2）1套門需要被隔離，但無法隔離上；

（3）門無法手動(dòng)關(guān)上，或不易關(guān)上（造成延誤時(shí)間超過3分鐘）；

（4）即使門被隔離但仍有安全隱患。

3.3 建立運(yùn)營可靠性數(shù)學(xué)模型

根據(jù)可靠性框圖，可以看出各故障事件為串聯(lián)系統(tǒng)，因此得出數(shù)學(xué)模型為：

其中，事件1和事件2為2/3（G）表決系統(tǒng)，事件3、4、5為串聯(lián)系統(tǒng)。

3.4 預(yù)計(jì)底層單元可靠性

底層零部件固有可靠性預(yù)計(jì)按表1提到的方法進(jìn)行，優(yōu)先采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法。通過FMECA分析，統(tǒng)計(jì)FRTC、FRNO、FRNC、FRUC。

以FRNO為例，預(yù)計(jì)出零部件的固有失效率，通過FMECA分析，統(tǒng)計(jì)出影響側(cè)門無法關(guān)上/延誤時(shí)間超過3分鐘的零部件及其故障模式失效率，采用串聯(lián)模型的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出FRNO的失效率，如下圖所示。

底層單元可靠性獲取

同樣的方式計(jì)算出：

3.5 預(yù)計(jì)影響運(yùn)營可靠性

影響運(yùn)營故障的MTBF為：MTBFS=1/λs=223,434h

影響運(yùn)營故障的MTBF為：MTBF1= MTBFS×6=1,340,604h

3.6 影響運(yùn)營可靠性比較分析

廣佛線側(cè)門結(jié)構(gòu)、環(huán)境剖面與例子類似。廣佛線每列車4輛編組，每輛每側(cè)4套門，統(tǒng)計(jì)時(shí)間段為2012.1-2013.12，運(yùn)營時(shí)間為5,738,900h，影響運(yùn)營故障數(shù)為4起，用點(diǎn)估計(jì)方法計(jì)算每套門影響運(yùn)營可靠性為：MTBF2= T/N=5738900/4=1,445,975h。

廣佛線側(cè)門影響運(yùn)營可靠性統(tǒng)計(jì)結(jié)果與本文影響運(yùn)營可靠性預(yù)計(jì)模型計(jì)算值較為接近。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)行業(yè)內(nèi)影響運(yùn)營可靠性定義，提出一種適用于軌道車門可靠性預(yù)計(jì)計(jì)算模型，對于影響運(yùn)營可靠性預(yù)防與分析研究具有一定的指導(dǎo)意義。

[1]GB/T21562-2008,軌道交通 可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例[S].

[2]王遠(yuǎn)達(dá),宋筆鋒.系統(tǒng)可靠性預(yù)計(jì)方法綜述分析[J].飛機(jī)設(shè)計(jì)，2008(28):37-42.