铁路信号设备可靠性研究

徐维鹏（北京交通大学海滨学院，河北沧州，061199）

铁路信号设备可靠性研究

徐维鹏
（北京交通大学海滨学院，河北沧州，061199）

当前社会经济的快速发展带动了交通的发展，尤其是铁路方面的发展。近些年，我国的陆地上已经铺满了密密麻麻的铁路网，以满足民众的日常出行。虽然我国的铁路发展速度快、覆盖面广，但是关于铁路信号设备的可靠性方面依然存在问题，还有待进一步待提高。这些问题都阻碍着我国铁路的发展，影响着铁路运行的安全。本文首先列举了一些关于可靠性方面的问题，然后提出了解决这些问题的策略，最后提出了对铁路信号设备研究的建议。希望本文的研究能够对铁路信号设备可靠性的改进有所帮助。

铁路信号设备；可靠性；问题；对策

0 前言

铁路是当前社会不可或缺的交通方式，广泛地应用于人们的日常出行、工业发展的物料配送等方面，方便人民生活的同时，也推动了我国工业、农业、畜牧业等各行业的发展。所以，保证铁路的运行安全和运行效率是很有必要的，它是推动各行业发展的前提。因此，我们有必要对铁路信号设备进行研究。我国关于铁路信号设备可靠性的研究起步较晚，在二十世纪末才开始发展。近些年，由于频发铁路安全事件，所以国家开始高度重视对铁路信号设备可靠性的研究。但是由于研究缺乏深度，再加之实际的工程化经验较少，经常会在铁路信号产品的研发、生产、安装以及维护过程中出现问题。针对铁路信号设备可靠性的研究只是趋向于表面化，没有采取切实可行的可靠性验收方法，以至于无法深入地开展可靠性研究工作。为了保证我国铁路的运行安全和运行效率，我们必须要尽快改善这种研究现状，对铁路信号设备的可靠性进行深入化的研究。

1 当前铁路设备信号可靠性研究方面存在的问题

1.1 缺乏相关的行业标准规范

我国对军工业和航天业的研究起步比较早，关于其信号设备可靠性的研究开展的也比较早。它们的可靠性研究主要是借鉴了西方国家的研究标准和体系，进而制定一系列的设备和不同工作阶段的规定。

在我国制定的《装备可靠性通用要求》文件中，详细的规定了铁路信号设备的工作周期和工作阶段。其中工作阶段主要包括：论证阶段、方案设计阶段、方案定型阶段、维护使用阶段，而且还制定了一系列关于铁路信号设备可靠性的设计标准、评价标准以及管理和改进工作标准。我国制定的这些铁路行业的标准中，关于铁路信号设备可靠性方面的内容比较少，主要制定了《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》两个文件。然而这些文件关于铁路信号设备的可靠性标准规范制定较少，且这些标准缺乏实际的工程化经验，不足以支撑我国铁路信号设备的发展，因此也就滞后了我国铁路行业的发展。

1.2 缺乏合适的可靠性模型我国的铁路信号设备可靠性模型是根据指数分布来进行构建的，在指数分布的模型中失效率是一个固定值。理论上讲，铁路信号设备即使受到外界环境条件的影响，也不会发生偶然失效的现象，因此失效率还是一个固定值，这些铁路信号设备也不存在失效期。由于设备的疲劳损耗也会造成设备的机械故障，所以随着设备使用时间的增长，其失效率也会跟随者增大，此时失效率就不再是一个固定值，所以用指数分布来构建可靠性模型是不合理的。因此，我们必须针对设备的使用性质以及设备的故障模式采取合适的模型，这样才能更好的保证我国铁路信号设备的可靠性。

1.3 缺乏全面的可靠性指标

可靠性指标是衡量铁路信号设备可靠性的重要标准，根据可靠性指标的内容要求来判定其是否合格，产品是否能够投入使用。我国以前的可靠性指标主要包括设备的平均无故障时间和设备失效前的工作时间。我国制定的文件《铁路信号产品可靠性要求评定方法》明确指出，铁路信号设备的可靠性指标是根据使用平均无故障指标来进行评价的。但是这个可靠性的指标只应用于指数分布，对其他部门却不能适用。因此，铁路信号设备的可靠性指标不能仅用平均无故障时间来进行衡量，还要引进全面的可靠性指标，以此为标准，来推动铁路建设的全面发展。

2 针对这些问题制定的解决策略

2.1 严格制定符合铁路信号设备的行业标准规范

完善的行业标准是一个行业稳健发展的前提，明确制定铁路信号设备的可靠性标准才能够保证铁路的运行安全和运行效率。当前我国的铁路信号设备的行业标准好不够完善，无法满足当前铁路发展的需要。所以，我们要借鉴航空领域、军工以及民营企业关于设备可靠性的标准，合理制定出符合我国铁路行业实际情况的行业标准规范。只有完善了铁路信号设备的行业标准，才能够快速地推动我国铁路行业的健康发展，进而满足人们的出行和工业发展的物资需求。

2.2 构建合理的铁路信号设备可靠性模型

当前我国铁路信号设备的可靠性模型主要采用指数分布，这个模型具有片面性，不能够全面的表现出设备及其零部件功能参数的分布形式。现代工业中采用的可靠性模型主要有对数分布和威布尔分布两种，这种模型能够针对设备物理背景的不同来合理选择并实施标准模型，并且能够根据设备的使用年限数据完成对拟合度检验的分布。采用威布尔分布能够全面的反映影响设备及其零部件使用年限的因素，这其中主要用于对滚动轴承使用年限的检测。对数分布的建模主要用于对设备应使用时间过长而导致的疲劳失效以及设备维修时间的检测。

2.3 建立合适的铁路信号设备可靠性指标体系

要根据我国铁路信号设备的特点来建立适合自身发展的可靠性指标体系。首先要对铁路信号设备的设计功能在可靠性方面的需求进行分析，完善铁路信号设备故障的判断标准，以方便对故障设备的判断和合理降级使用。简化铁路信号设备产品的具体参数，可设置为故障间隔时间、使用年限以及可用度等。在确定铁路信号设备的可靠性指标之前，可以先分析国内外相同产品可靠性体系存在的差异。设立的合同指标要大于实际指标，这样才能够严格要求设备的设计、生产以及使用过程，进而确保铁路信号设备的可靠性。

3 如何提高我国铁路设备信号的可靠性

3.1 加强对铁路信号设备可靠性的研究

铁路信号设备的可靠性研究是一项浩大的工程，涉及到的研究层面非常广。整个研究过程包括：设备的使用周期、设备的设计、设备的生产以及设备的淘汰。在过去的研究中，大都只重视对铁路信号设备设计和生产的研究，而忽视了其他方面的研究，这无法从根本上解决问题，自然也就无法保证设备的可靠性。所以，我们要想加强对铁路信号设备的研究，就必须要将可靠性的研究工作贯穿于整个研究过程。这样才能够获得更多、更好的研究成果，为铁路信号设备可靠性的研究提供充足的理论基础，进而投入到实际的生产运行中。

3.2 不断维护和更新铁路信号设备

工作人员应及时地检查投入使用的铁路信号设备的，依照制定的铁路信号设备可靠性标准来对其进行检查并采取合理的措施进行处理。现在，计算机技术已经普遍地应用于铁路信号系统，这也就对铁路信号工作人员的专业素质有了较高的要求，工作人员必须熟练掌握应用程序的操作规范和操作技巧，进而保证其工作的质量。铁路信号部门应及时更新铁路信号设备，采用先进的软件来完成信号设备的数据收集和设备故障检测工作，并对发现的故障及时进行解决处理。利用先进的数字化系统操作技术，来对铁路信号设备进行完善和更新，进而确保铁路信号设备安全可靠地运行。

4 结束语

目前我国关于铁路信号设备可靠性方面的研究水平与国际先进水平相比还存在一定差距，针对在研究方面存在的问题，应加大力度去改进，进一步的强化研究，建立合理的、完善的可靠性体系，进而推动我国铁路行业的发展，提高铁路运的行安全和运行效率。

［1］李增海，谭侃让.我国铁路信号技术的发展与展望［J］.科技咨询导报.2007（24）

［2］王维刚.基于可靠性的维修技术在铁路信号设备中的应用［J］.科技传播.2010（10）

［3］王灵芝，徐宇工，张家栋.铁路设备关键零部件的可靠性分析模型及其应用研究［J］.铁道学报.2008（04）

［4］王云涛.铁路信号设备的可靠性探讨［J］.信息通信.2015（09）

Research on reliability of railway signal equipment

Xu Weipeng
（coastal college， Beijing Jiaotong University，Cangzhou，Hebei，061199）

The rapid development of the current social economy has led to the development of traffic，especially the development of railway.In recent years，China's land already covered with dense railway network，to meet the people's daily travel.Although China's railway development speed，wide coverage，but there is still a problem on the reliability of railway signal equipment，there is yet to be further improved.All these problems hinder the development of China's railway， and affect the safety of railway operation.This paper first lists some problems about reliability，and then puts forward the strategies to solve these problems，and finally puts forward some suggestions on the research of railway signaling equipment.It is hoped that the research of this paper can help to improve the reliability of railway signal equipment.

railway signal equipment；reliability；problem；countermeasure

徐维鹏（1993-）男，汉，辽宁鞍山人，北京交通大学海滨学院，2012级 自动化专业学士在读，轨道交通与控制方向