關(guān)于我國鐵路信號設(shè)備可靠性的分析

李巨茹

摘 要：鐵路信號設(shè)備能夠確保列車的運作安全性和穩(wěn)定性，是各個國家不可缺少的重點基礎(chǔ)設(shè)施。從二十世紀九十年代起，一直到近年來，鐵路信號設(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，推動我國鐵路事業(yè)高速化發(fā)展。本文將就鐵路信號設(shè)備可靠性進行分析

關(guān)鍵詞：鐵路信號；設(shè)備；可靠性

一、我國鐵路信號系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀

我國的鐵路信號系統(tǒng)先后經(jīng)歷了地面人工信號、地面自動信號、機車信號、自動停車和超速防護五個發(fā)展階段。新中國成立以前，我國鐵路信號制式混亂、裝備水平低，人工扳動道岔，并采用人工臂板式信號機向司機傳遞行車信息。新中國的成立推動了我國鐵路信號事業(yè)的發(fā)展，20世紀50年代，站內(nèi)機械槽口聯(lián)鎖的使用標志著中國鐵路信號進入了機械信號時代。20世紀60～70年代，車站聯(lián)鎖逐步實現(xiàn)了繼電集中化，區(qū)間開始采用64D型繼電半自動閉塞系統(tǒng)，中國鐵路進入了地面自動信號階段。20世紀80～90年代，微機繼電式電氣集中聯(lián)鎖得到發(fā)展，并出現(xiàn)了可以復(fù)示地面信號機顯示的機車信號。進入21世紀以后，鐵路信號事業(yè)飛速發(fā)展，大量引進國外先進技術(shù)，并消化吸收再創(chuàng)新，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的ZPW-2000系列軌道電路，列車自動停車設(shè)備（ATS），運行監(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，結(jié)合我國國情，制定了《中國列車運行控制系統(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這五個等級。其中CTCS-0級是我國既有線的現(xiàn)狀；CTCS-1級適用于160km/h以下的線路；CTCS-2級面向提速線路和高速新線（200～250km/h）；CTCS-3級面向速度在300～350km/h以上的客專和高鐵；CTCS-4級是完全基于無線進行信息傳輸?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級列控系統(tǒng)集成了計算機、網(wǎng)絡(luò)、通信以及自動控制等近年來產(chǎn)生的一批先進技術(shù)，車載設(shè)備根據(jù)從地面設(shè)備接收的線路數(shù)據(jù)和移動授權(quán)等信息實時進行限速曲線計算，防護列車安全運行。

二、鐵路信號設(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）指標體系構(gòu)建

1、運用需求分析。要對研究對象的預(yù)制功能、運用環(huán)境、保障條件等內(nèi)容進行全面分析。2、樹立起正確的故障鑒別條款，針對各式各樣故障的判斷與許可范圍內(nèi)的降級運用，作出明確而詳細的規(guī)定。3、挑選可靠性和維修性的相關(guān)參數(shù)。在國軍標內(nèi)，選用的參數(shù)繁多，對于鐵路信號產(chǎn)品而言，可以對其進行適度簡化，并采用以下幾種參數(shù)：使用可用度、定時可靠度、平均故障發(fā)生時間、平均維修時間、平均維護時間、故障檢查率、使用期限等。4、制訂可靠性與維修性的運用指標。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際情況和問題，并按照我國的相關(guān)需求，制定其運用過程中可靠性與維修性應(yīng)當具備的指標。5、擬定可靠性與維修性的合同指標。某些運用環(huán)境條件比較惡劣，在測試時可能難以達到相關(guān)要求。所以，有關(guān)可靠性與維修性的合同指標，在這種條件之下應(yīng)當稍微高于運用指標。6、訂購方與承包方要共同協(xié)定可靠性與維修性的檢測方式。對于該類合同指標與檢測方式，還需經(jīng)過審核以后，歸入合同當中。

（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)，在原來的鐵路信號設(shè)備制造、運用過程當中，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，必須要成立一個可靠性專屬數(shù)據(jù)庫，按照擬定的格式，把設(shè)計、制作、運用、維修等環(huán)節(jié)的有關(guān)數(shù)據(jù)信息存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi)。從目前情況看，計算機檢測系統(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。對可靠性數(shù)據(jù)進行采集與分析等工作，通常運用的軟件有以下幾種：美國RELEX公司生產(chǎn)的RELEX系列軟件、美國瑞藍公司生產(chǎn)的Reliasoft系列軟件、我國賽寶實驗室制作的CARMES軟件等。

（四）加強設(shè)備防雷

1、確保互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對于鐵路運輸而言，目前通常是由計算機來控制命令的發(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，將若干個防雷設(shè)施協(xié)調(diào)起來構(gòu)成一個發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)，通常有避雷針、避雷線、導(dǎo)引線及接地等設(shè)備。控制終端通常是依靠該系統(tǒng)來防范雷電襲擊的，效果相對而言比較明顯。

2、為了避免室外的鐵路信號設(shè)備遭受雷電襲擊必須進行一定防護。什么是信號設(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。至于那些屋外信號設(shè)備，諸如金屬箱等，一定要接地，此外還要格外保護電纜，經(jīng)常進行檢修和維護，防止因為風(fēng)吹日曬造成電纜絕緣層氧化而失去作用，因為電纜特別容易遭受雷擊，所以一定要做好各種防護措施和安全舉措。

三、結(jié)束語

對于鐵路信號設(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)的標準，按照實際情況挑選模型，建立全面的指標體系，收集并分析可靠性數(shù)據(jù)，為將來鐵路信號設(shè)備的可靠性發(fā)展與評測找出新的思路和方法。從整體角度看，我國鐵路信號系統(tǒng)內(nèi)，有關(guān)可靠性的運用還停留在初級水平，許多項目還有待進一步開發(fā)。

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