基于?RAMS?的铁路运营安全研究

2020-03-02吴华稳

现代城市轨道交通 2020年2期

吴华稳

摘要：为促进铁路行业发展的规范化、标准化、制度化，更好地实现铁路运营的安全和效益，有必要引入可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可维修性（Maintainability）、安全性（Safety），即 RAMS 管理模式。RAMS 管理可为各行业提供安全保障，提高其运行效率，该模式在国外已被广泛应用，并取得良好的效果。将RAMS 理论引入到铁路运营安全领域，对 RAMS 的特性、计算方法、活动周期、指标要求进行阐述分析，指出 RAMS 管理模式对我国铁路运营安全的发展具有重要的推动作用。

关键词：铁路;RAMS;运营安全;管理模式;研究

中图分类号：U298.1

RAMS管理模式起源于西方发达国家，属于系统工程技术之一，并且较早引入到铁路运输行业，是世界先进轨道交通行业普遍采用的关键技术，现已发展到一个较为先进的水平。西欧国家已经建立了RAMS行业标准，具有比较完整高效的工作体系，组建了具有RAMS管理经验的人才队伍，具备较为先进的一整套设计分析技术、工程管理技术，在铁路运营安全领域得到了较为广泛的应用。在铁路产品设计管理过程中，应结合工作实际，有效地运用RAMS技术，实施全方位的可靠性、可用性、可维修性及安全性管理，有效地提升生产产品的质量，降低产品风险，从而提高铁路交通工具的安全性及可用性。

1 铁路运营安全 RAMS 管理理论涵义及特征

铁路运营安全RAMS管理理论是指在铁路运营的整个生命周期内，对其系统的可靠性、可用性、可维修性及安全性4种内涵特征进行一系列科学、有效的管理，进而持续保障铁路安全正常地运行。

1.1 可靠性

可靠性指铁路运营系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。其具有如下特征。

（1）辨别铁路运营发生故障的情况。

（2）判定铁路运营故障发生的可能性，可以用定量指标进行计算，得出具体的数值。

（3）评估、评价铁路运营出现的故障对系统运行带来的影响，通过定性的判断得出结论。

（4）分析、总结铁路运营的故障情况。

1.2 可用性

可用性指在发挥正常性能的基础上，铁路运营系统在规定的时间及条件下处于可执行规定功能状态的能力。其具有如下特征。

（1）可靠性越好，系统可用时间则越长，越能够发挥其应有的作用。

（2）可维修性越好，维修时间则越短，可正常运用的时间越长。

（3）运用保障特性越好，维修等待时间则越短，可快速恢复性越好。

1.3 可维修性

可维修性指在规定的时间及条件下，铁路运营系统按既定的标准和资源进行维修时能完成规定维修工作的能力。其具有如下特征。

（1）辨别铁路运营安全故障。

（2）可维修性的判别指标是铁路运营系统的平均维修时间，其数值是一个时间参数。

1.4 安全性

安全性指避免发生不可接受的铁路运营风险，即不导致人员伤亡、危害身体健康及外部环境，以及不给设备和财产造成破坏或损伤的能力。其具有如下特征。

（1）关注危险。铁路运营安全的危险包括违反有关法律法规，造成人员伤亡、重大财产损失，以及外部环境遭到破坏等。

（2）安全性的判别涉及在各种工作、时间和环境条件下，在铁路运营、维护和维修过程中所发生的危险或危害。

铁路运营安全RAMS管理理论所具备的“可靠性、可用性、可维修性和安全性”内涵之间是紧密联系的，需要统一、系统的分析，如图1所示。如铁路运营系统的可靠性、可用性与可维修性的关系是，当系统可靠性越高时，发生故障间隔的时间越长;与此同时，系统可维修性越好时，维修时间越短，其使用时间就越长;因此，铁路运营系统可用性就越高。其可用度Ai的计算公式为：

（1）

对于铁路运营安全性来说，当系统可靠性越高，越不容易发生安全故障。

2 铁路运营安全 RAMS 管理活动周期

RAMS管理在铁路安全运营中具有重要的作用，因此，需要建立一整套详尽、可控、科学的活动周期。在铁路运营中，各种产品、部件的RAMS 活动周期均按照RAMS要求进行管理实施，通常涵盖定义、分析、分配、设计和实现、评价评估和验证等活动，其中验收检查工作贯穿整个RAMS管理的各个环节，进而确保按照既定的要求平稳实施整个项目。在整个活动周期中，常需要定性判断和定量判断。

（1）定性判断提出了铁路安全运营应当开展的RAMS 的工作项目和工作要求，一般通过阶段性验收、专家评审、过程控制、系统验收等评审方式对开展的项目进行确认，并记录此评审过程，使项目可追溯，以及对整个项目开展的各环节进行确认。

（2）定量判断是通过计算铁路RAMS的技术参数提出的，通过公式计算可以得出一定数值，并且可对得出数值的合理性进行确认。

铁路运营安全RAMS管理活动周期V形示意图如图2所示，各阶段紧密相连，环环相扣。以铁路运营安全阶段为分界点，其中，V形图左侧涵盖需求、实现、制造等过程，以制造为终点;V形图右侧涵盖安装、验收、运营等过程。

在铁路运营的整个过程中，RAMS管理并不是一成不变的，可根据实际工作的需要，跳过或者重复开展V形示意图的某个环节，但V形示意图左侧的需求、实现、制造环节是必不可少的，是RAMS管理的核心阶段，且各阶段是按照顺序开展的，要经过严格的验收确认，以确保按照既定的要求开展。在V形示意图右侧的安装、验收、运营環节，同样可以对整个铁路安全运营过程进行验证，若出现不满足生产要求时，要进行必要的变更，且要对变更部分进行验收，直到满足系统设计的质量要求。

3 铁路运营安全 RAMS 管理指标要求

铁路运营安全RAMS管理的参数具有定量化描述产品质量的数学特性，有其算法，可具体量化。其中，铁路产品的故障可分为重大故障、主要故障、较少故障和轻微故障4种;同时，对故障影响产品运行的情况及后果进行备注解释，具体情况如表1所示。

3.1 铁路产品故障情况计量指标

铁路运营可靠性方面的主要统计指标有平均故障发生时间（MTBF）、平均故障修复时间（MTTR）、平均故障维修时间（MTTM）和平均故障维修间隔时间（MTBM）。其中，MTBF计算公式为：

3.2 故障率

故障率一般指铁路产品工作到某一具体时刻未出现故障，在此时刻后单位时间内出现故障的概率。其计算公式为：

3.3 实例

铁路接触网设备每60天保养1次，平均每次保养时间为2天。该接触网设备的故障率为 1次/年，故障的平均修复时间为6 h，备件供给延迟和管理延迟的累积时间为1.5天。

按每年365天计算，系统各参数的计算如下：

通过实例计算，平均故障修复时间为0.25天，故障率为0.002 7 次/天，符合铁路接触网设备质量要求。

4 结束语

铁路已经成为一种受欢迎、主流的出行方式，有关可靠性、可维修性、可用性、安全性等某一个领域的研究已有很多，但将RAMS整体运用到铁路安全运营方面的研究比较少。本文通过系统阐述RAMS的涵义、特征、管理流程、管理技术指标以及计算方法，提出了基于RAMS管理模式的铁路运营安全研究方法，并将RMAS管理模式引入到铁路安全运营中，具有一定的工程实用价值与理论价值。

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