軌道交通車輛冷儲備模型的可靠性計算與分析

王大平 唐滿林 華玲

摘?要：為保證軌道交通車輛的高可靠性和高可用性，會在一些關鍵系統或重要部件中設置冗余功能，在計算此類系統或部件的可靠性指標數據時，需使用冷儲備模型，也稱旁聯冗余模型。本文著重介紹了軌道交通車輛關鍵系統冷儲備模型的幾種常用計算公式與方法分析。

關鍵詞：冷儲備模型;旁聯冗余;故障率;可靠度;平均無故障時間

Abstract：In order to ensure the high reliability and availability of rail transit vehicles，Redundancy be set in some key systems or important components.The standby Mode，also known as Standby Redundancy is used to calculate the reliability index data of such systems or components.This document mainly introduces several common calculation formulas and methods of Standby mode of key system of rail transit vehicles.

Key words：Standby Mode;Standby Redundancy;Failure Rate;Reliability;Mean Time to Failure

冷儲備模型是一種冗余設計技術，在很多領域都有運用，軌道交通車輛等大型裝備上與安全息息相關的關鍵系統會采用這種設計技術，如地鐵列車上制動系統的空氣壓縮機。這種冗余技術，就是增加一套或多套完成相同功能的設備或部件（下稱“單元”）做冗余，以保證關鍵系統能夠正常工作，提高系統的可靠性。

1 冷儲備模型構成

組成系統的n個單元只有一個單元工作，當工作單元失效時，通過轉換開關轉接到另一個單元繼續工作，直到所有的單元都失效時系統才失效，這樣的系統模型稱為冷儲備模型，如下圖所示。

這個系統的可靠性除了與每個單元的故障率有關，還與轉換開關的故障率有關。下面基于構成系統單元和開關的不同故障率，介紹幾種計算示例。

1.1 單元的故障率相同，假設轉換開關的可靠性為1（故障率為0）

在大多數簡單的系統案例中，轉換開關視為完全可靠的，即可靠度為1，同時冗余單元與初始單元采用相同部件構成，即故障率相同。對于這樣的系統，其整體可靠度的計算公式為公式（1）。……