關于我國鐵路信號設備可靠性的分析

李巨茹

摘 要：鐵路信號設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設施。從二十世紀九十年代起，一直到近年來，鐵路信號設備的可靠性逐步引起了專用人員的高度重視，但眼下的相關研究仍然不夠深入，。因此，必須要努力改變這一現狀，推動我國鐵路事業(yè)高速化發(fā)展。本文將就鐵路信號設備可靠性進行分析

關鍵詞：鐵路信號；設備；可靠性

一、我國鐵路信號系統(tǒng)的發(fā)展及現狀

我國的鐵路信號系統(tǒng)先后經歷了地面人工信號、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，并出現了可以復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，并消化吸收再創(chuàng)新，研發(fā)了具有自主知識產權的ZPW-2000系列軌道電路，列車自動停車設備（ATS），運行監(jiān)控記錄裝置（LKJ），鐵路調度指揮信息管理系統(tǒng)（TDCS）和分散自律式調度集中系統(tǒng)（CTC）等。2003年我國借鑒歐洲列控系統(tǒng)（ETCS）的技術經驗，結合我國國情，制定了《中國列車運行控制系統(tǒng)（CTCS）技術規(guī)范總則（暫行）》。該技術規(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的列控系統(tǒng)，相關設備和技術還有待開發(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、網絡、通信以及自動控制等近年來產生的一批先進技術，車載設備根據從地面設備接收的線路數據和移動授權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：指數分布模型、威布爾分布模型、（對數）正態(tài)分布模型、伽馬分布模型與極值分布模型等。

（二）指標體系構建

1、運用需求分析。要對研究對象的預制功能、運用環(huán)境、保障條件等內容進行全面分析。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參數。在國軍標內，選用的參數繁多，對于鐵路信號產品而言，可以對其進行適度簡化，并采用以下幾種參數：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。要深入解析國內外現存同種產品的可靠性與維修性的實際情況和問題，并按照我國的相關需求，制定其運用過程中可靠性與維修性應當具備的指標。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要求。所以，有關可靠性與維修性的合同指標，在這種條件之下應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，還需經過審核以后，歸入合同當中。

（三）數據采集分析

可靠性的有關參數是鐵路信號設備可靠性分析展開的關鍵性基礎，在原來的鐵路信號設備制造、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據丟失了。所以，必須要成立一個可靠性專屬數據庫，按照擬定的格式，把設計、制作、運用、維修等環(huán)節(jié)的有關數據信息存儲到數據庫內。從目前情況看，計算機檢測系統(tǒng)已經在鐵路相關領域得到了廣泛應用，其搜集到的寶貴數據信息資源也可以全部歸入數據庫里。對可靠性數據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公司生產的RELEX系列軟件、美國瑞藍公司生產的Reliasoft系列軟件、我國賽寶實驗室制作的CARMES軟件等。

（四）加強設備防雷

1、確保互聯(lián)網設備的安全。隨著科學技術的發(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原理來確保其設備的安全，所謂法拉第籠指的是，將若干個防雷設施協(xié)調起來構成一個發(fā)達的網絡，通常有避雷針、避雷線、導引線及接地等設備?？刂平K端通常是依靠該系統(tǒng)來防范雷電襲擊的，效果相對而言比較明顯。

2、為了避免室外的鐵路信號設備遭受雷電襲擊必須進行一定防護。什么是信號設備呢？通常指的是，箱、盒、柜等，利用電氣貫通及電磁消除等，來導引設備內的電流。至于那些屋外信號設備，諸如金屬箱等，一定要接地，此外還要格外保護電纜，經常進行檢修和維護，防止因為風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、結束語

對于鐵路信號設備可靠性分析的相關問題，必須找到合適的解決辦法，要參考科學的標準，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據，為將來鐵路信號設備的可靠性發(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，有關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)。

參考文獻：

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