基于RCM的25Hz相敏軌道電路維修方案設計

劉美彤 劉暢 盧文彬 王大禹

（大連科技學院交通運輸學院，遼寧 大連 116052）

一、研究意義

近年來，軌道電路無異于鐵路行業的支柱所在，能為運輸安全帶來有力的幫助。25Hz相敏軌道電路是否能夠安全穩定的工作成為一項非常重要的技術指標。但是軌道電路的一些重要設備長期處在室外狀態，工作環境具有不穩定的因素，所以經常會出現設備故障，則需要專業的電務人員對設備進行檢修，即使現在出現了可以檢測軌道電路的智能化檢測設備，但是日常的維護和故障的處理還需要依賴現場工作人員的處理。

二、RCM 維修基本理論

RCM（基于可靠性的維修）意為用最少的代價來維持目標的可靠性，運用邏輯決策方法確定設備的預防性維護要求的過程或方法。RCM 技術的原理是通過研究設備維護項目產生的數據，獲得實際維護內容、維護間隔、維護組織和維護模式等信息。在實際應用過程中，RCM 技術可以根據故障設備的實際情況和特點，建立有效、科學的維修計劃，根據邏輯判斷獲得更合適的處理形式，充分應用設備的資源。

三、25HZ相敏軌道電路故障與危害分析

（一）25Hz相敏軌道電路的故障分析

25HZ相敏軌道電路出現電路故障，能界定成室外、室內故障兩大范疇；若是以性質為切入點，則包括括了開路、短路故障兩類。

室內故障：若故障區GJ 端電壓高于均值，相位并無絲毫異樣之處，基本能斷定成室內故障。

室外故障：若故障區段電纜是正常的電壓數值，GJ 端電壓遜色于正常值，故障點可能在室外。如果正線接收端電壓是發送端電壓的一半，則故障點在室外；如果電壓低，應測量接收端的電壓來判斷。

開路故障：用電壓表測量電源的兩側。如果存在開路故障，回路電流將減小，而動力傳輸端的電壓將升高。要是偵測出電壓驟變，就可以根據接線圖的電路圖判斷是否是故障。

短路故障：短路故障狀態是回路電流增大，發送端電壓降低。判斷的方法有多種。一種是斷開法，用于測量兩端的接線。如果中間有斷開，電壓值會明顯升高。另一種是歐姆法，它可以直接用萬用表歐姆檔位來測量。

（二）25Hz相敏軌道電路危害分析

就實際情況來看，最熟悉、頻發的故障不外乎如下兩類：異常紅光帶、分路不良。一般來說，不正常紅光帶故障是一種故障導向安全的故障，可能影響行車秩序和運輸效率。通常導致不正常紅光帶故障發生的原因有電纜受損、接觸失靈、儀器被破壞等，致使出現斷路；相鄰區段之間的絕緣節破損、有岔區段的道絕緣破損或者相關設備擊穿等軌道電路短路故障等。分路不良故障是一種非安全的故障，可能造成行車事故，危害人身財產安全。通常導致分路不良故障發生的原因有電源電壓或者送電端電壓調整過高，區段占用時，使得軌道電路分路殘壓過高等。

綜上所述，調整模式下，繼電器失磁，帶來紅光帶故障；而分路狀態則會讓繼電器被吸起，造成分路不良故障。

四、基于RCM的25Hz相敏軌道電路維修方案設計

（一）邏輯綜合決斷法

該分析法脫胎于RCM理念，將設備先行界定類別，接著從決策目標著手，圍繞裝置性能列舉出邏輯問題，逐一分析后得到最妥當、可靠的維修規劃。邏輯綜合決斷法主要是一種定性分析方法，判定流程圖見圖4.1。

模糊綜合評判法意為裝置參數、檢修措施間有著模糊關聯：B=A·R。在上面的式子里，B、A相繼是維修措施、設備參數的模糊集合，R、·依次是識別矩陣、模糊算子。模糊綜合評定法克服了邏輯綜合決斷法只能定性進行維修決策的缺點。

在定量分析環節，要先把關乎到檢修規劃的要素盡數整理出來，搭建出可靠、系統的指標框架。檢修部門可以可靠性、安全性等維度為切入點，帶來更權威、精準的評價。

1.安全性：對車輛、乘客與系統環境的干擾，前兩者的權重占0.7，后者則占了剩下的0.3。

2.可靠性：設備與人員可靠性，權重相繼是0.6、0.4。

3.維修性：修復難易度與備件狀況，權重依次是0.6、0.4。

4.經濟性：采購費用的權重為0.1、故障損失權重為0.6、維修開銷的權重為0.3。

5.可檢測性：檢測損耗值與技術實現度，權重比例依次是0.6、0.4。

（二）確定維修方案

根據對25Hz軌道電路的分析，不同子系統的性能評價指標都是不同的。因此，軌道電路的維護方法不應采用某一種維護方法，而應結合各種不同的方案，設計出主次分明的維護方案模型。

近年來某電務段段的軌道電路的故障類型和數量，可以對軌道變壓器故障的數量和情況進行統計，比較每個可統計指標的具體權重，得到基于一組分值風險系數的判定矩陣。矩陣參照下表4.2。

表4.2 軌道變壓器的判定矩陣

子評價的公式為：式（4-1）

根據權重比和表4.2 得出的數據，利用公式（4-1），可得到各自評價的評價集。

通過運算得到軌道變壓器的子評價集Bi，即滿足維修方案的決斷條件。測算出單項評價的峰值bimax，并設定一個合理的閾值，能夠判定出該指標重要性。將得到的維修指標最大值和最小值的平均數作為邏輯判斷的閾值，為0.23。再遵循圖4-1的步驟展開決策，就能推斷出最科學有效的檢修模式。可靠性與安全性是生產的重要指標，所以應用其最高值去做出決斷，才不會出現偏差。只要有其中有一個評價指標超過閾值，則系統就不能采用事后維修的方式。

綜上得到：b1max=0.24；b2max=0.26；b3max=0.24；b4max=0.28；b5max=0.36；b1max=0.24>0.23,b2max=0.3>0.24,b5max=0.36>0.23,b3max=0.3>0.23。對照邏輯圖，相信能清晰、直觀地看到，繼續監測為最成熟、妥當的檢修模式，而非貿然行動。當然，還需要秉承精益求精的理念，圍繞決斷做出校檢，剖析變壓器的故障類別。

（三）優化維修方案

邏輯決策和模糊矩陣決策是基于RCM 維修方案的決策模型采用的兩種方法。通過逆向分析得出的決策模型與實際維修方案更加一致。這種維修方法的實施也在各方面得到了保證。但時代變化很快，維護模式和系統功能都不可能是一成不變的，。因此，有必要優化決策過程。

此外，監測25Hz 軌道上的軌道變壓器的運行狀態，可以通過技術改進或提高系統的可靠性。因此，在優化維護系統時，結合保持軌道變壓器的經濟性，有必要進行改進和修改。如將底座換成全封閉式，給電路帶來牢固、堅實的庇護，能省下不少維護時間與開銷；為避免變壓器受潮、電阻下滑，不妨用絕緣材質裹住變壓器，并涂上特制漆層；改用先進的R 型鐵芯，這類鐵芯體積小，效率出眾，并且匝數設計較為合理，空載電流和沖擊電流小。同時采用以上改進措施，它有可能大大減少子系統的軌道變壓器的故障率。

五、結束語

本文主要研究的是基于RCM的25Hz 軌道電路系統的維修方案設計。以RCM 作為現在國內外設備維修方法中的發展潮流，越來越多的國家正在研究并推廣其維修方式。RCM 理念在國內外實施后，其優勢明顯，這也說明RCM的前景和發展是巨大的。未來，RCM的應用將越來越廣泛，因此，對RCM的深入研究將是一項長期的工作。