对铁路信号设备可靠性研究

摘要：对于铁路来说，信号设备关系着铁路的正常运行以及运行安全，由此可见，铁路信号设备的重要性，然而，目前铁路信号设备可靠性方面还存在一些问题，从而对铁路的正常运行方面造成了很大的威胁。因此，本文就针对铁路信号设备可靠性问题进行分析，并提出其解决措施。

关键词：铁路运行；信号设备；可靠性

中图分类号：X731 文献标识码： A

引言

当前伴随着科学技术的进步，铁路信号设备的可靠性研究开始逐渐引起人们的关注，可是因为以前我们在这方面进行的研究过少，研究的深度太浅，没有足够的实验研究和相关经验，因此我们在铁路信号产品的研究生产，科学验收，日常使用，维护修理过程中的可靠性管理上存在很多的缺陷，不能让可靠性指标系统化、全面化，不能深入实际，缺乏有效的可靠性验证手段，在一定程度上阻碍了我国铁路信号产品可靠性工程的进一步发展和进步。而伴随着社会的进步科技的发展，我国的铁路建设也在飞速发展，因此我们需要及时改变这种现状。

1、目前在铁路信号设备可靠性研究方面的现状

1.1对铁路信号设备可靠性标准较少

20世纪60年代初我国在道路、航空等领域就开展了有关设备可靠性的研究，并依照国外的可靠性标准对可靠性的每个阶段及各阶段所开展的工作进行了详细的规定。如《装备可靠性通用要求》，明确的规定了设备的全寿命周期可以划分为4个阶段：论证阶段、方案设计阶段、方案定型阶段、设备维护使用阶段。将铁路信号设备可靠性的可靠性管理、方案设计、方案评价、改进等工作，从而更加明确的规定在这些工作中的具体工作内容，及其他标准规定的具体工作步骤。到了90年代，我国铁路部门也制定了很多的行业标准，但是可以供实际使用的只有两项：《铁路信号产品可靠性要求评定方法》和《铁道机车车辆电子产品的可靠性、可用性、可维护性和安全性》。这与其他发达国家的可靠性标准相比，从数量上来看我国的可靠性比较少；从内容上来看，我国现有的可靠性标准在引导实践工作中发挥的作用较小。

1.2不能根据现实情况选择科学合理的可靠性模型

在很长的一段时期内我国关于铁路信号设备可靠性的相关论文或者是提出的有关理论，大部分都是把相关对象依照指数分布来进行处理。但是我们要知道，指数分布是一种最为简单的一个分布，它的失效率是一个常数。经过大量的可靠性物理方面的实验得出结论，大部分的电子类产品它们的失效机理是以偶然失效为主，将所有的环境因素造成的早期失效排除后，那么失效率就是一个常数，不会出现过于明显的耗损失效期。但是大部分的机械类产品的主要是以疲劳耗损产生的失效导致故障，它有着特别明显的累积效应，伴随使用时间的增长，它的失效率也在逐渐增长，这个时候我们就不能说这种产品的可靠性模型为指数分布。在现实可靠性的研究过程中，假如可以找到整机故障的大致趋势，我们就可以尽自己最大的限度将之简化再应用指数分布处理。此时需要研究每个故障模式的性质，尤其是它们的发展趋势，这种情况下我们一定要应用别的适合的模型处理。

1.3提出的可靠性指标不够全面

可靠性指标是产品的设计指标之一，是考核验收的依据，应和其他功能性指标一道列入产品的合同和研制任务书中。以往我国铁路部门要求产品可靠性指标只有一个：平均无故障工作时间（MTBF），或失效前平均工作时间（MTTF）。在可靠性数学中一般将MTBF用于可修产品，MTTF用于不可修产品，当MTBF仅考虑首次失效前的平均寿命时，二者可以等效。因此为简单起见，下面统一用MTBF表述。这里的时间是广义上的时间，也可以对应次数、里程等别的量纲，如继电器平均无故障工作次数，机车平均无故障行走里程数。

2、提升铁路信号设备可靠性的主要建议

2.1建立可靠性评估机构

我们在进行铁路信号设备的可靠性验收的过程中，因为没有一个严格的可靠性标准，使得制造方不能够给出一个详细具体有着可信度的实验方案来加以证明其产品的可靠性，或者寻找一些和可靠性稍微有关系的比较重要的历史数据来应对。因此我们必须尽快建立起一个比较全面的第三方的能够科学进行可靠性评估的机构，能够制定详细的可靠性标准，能够不断完善审核设计单位的可靠性设计方案，能够在产品生产过程中对可靠性进行监督，能够帮助验收单位进行科学的可靠性验收，通过这种方式来保证最后的可靠性验收结果能够真实有效、客观公正。

2.2做好铁路信号设备的防雷工作

2.2.1室内防雷

电源防护、信道防护以及机房屏蔽都是室内信号设备防雷袭击工作的重点。电源防护一般采用多级防护其防护的关键部位由交流电源三相线引入电源屏前、用户终端电子设备比如USP电源前分别为电源的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级防护其中I级防护三相线每一相的状态应具备显示功能、故障报警和雷电计数的功能。信道就是信息传输的通道。一旦信道遭到破坏，那么会导致信息传输出现中断或信息遭到干扰，导致出现错误进而影响信号设备的正常工作，阻碍通车严重则让整个路网发生瘫痪因此信道应成为防雷工作的重点。机房内墙要想做好雷电防护最好选择铁磁材料作为主要屏蔽材料地板则需要使用静电地板室内金属构件需要形成等电位连接。

2.2.2室外防雷

应确保室外信号设备的外壳接地外壳主要包括金属箱、盒、柜选择具有良好电磁屏蔽和电气贯通性能的材料进行制作。电缆最好选用屏蔽电缆并确保屏蔽层能够接地如果选用非屏蔽电缆应保证其贯穿在钢管内部，埋地敷设同时让钢管能够接地。需要注意的是钢轨是不能够代替地线的。

2.3注意对可靠性的有关数据进行收集整理

要想对设备的可靠性进行分析研究就必须有完整的数据资料作为基础，以往在铁路信号设备的使用过程中，由于工作人员对可靠性没有一个准确全面的认识，使得很多有关的数据都没能记录下来。所以铁路部门应该建立一个专门的可靠性数据库，按照可靠性标准的规定将设备的生产、使用、维护等相关的数据保存到数据库中。目前计算机监测系统在铁路信号设备可靠性监测上已广泛应用，其搜集的数据也可以纳人到数据库中供后期使用。

2.4参照其他行业可靠性标准定制符合铁路的标准

可靠性标准是规范和管理可靠性工程开展的重要保证，除了在航空等可靠性要求较高的领域已建立起了较为完善的符合可靠性标准的体系外，在很多的民用行业中也已经建立了较为完善的可靠性标准。但是目前在我国铁路行业中的可靠性标准还比较的少，这严重影响到了铁路行业的发展。铁路行业作为我国国民经济命脉的重要部门，应该参考当前可靠性标准较为完善的行业，制定出规范性较强的可靠性标准。

2.5研制符合我国铁路信号设备可靠性分析的软件

随着计算机的发展和普及，目前国际上已经开始流行使用可靠性分析软件，如美国的Rielasoft系列的软件，我国的CARMES软件等。这些软件的功能性较强，但是其制造成本比较的高。因此，在研制可靠性分析软件时必须结合铁路的实际情况，开发适合铁路设备的可靠性软件。在可靠性软件研制的初期应该包含基础数据分析、性能分析、维修性分析等模块，后期可以根据实际情况添加可靠性预计、故障模式影响分析等模块。

结束语

针对当前铁路信号设备的可靠性研究出现的有关问题，提出了相对应的解决办法及策略。建立可靠性的铁路信号设备指标体系，为今后铁路信号设备的可靠性提供新的思考方法。总的来说，我国的铁路信号设备的可靠性和其他发达国家相比还处于初级阶段，很多项目还不够成熟。

参考文献

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