基于RCM的25Hz相敏轨道电路维修方案设计

刘美彤 刘畅 卢文彬 王大禹

（大连科技学院交通运输学院，辽宁 大连 116052）

一、研究意义

近年来，轨道电路无异于铁路行业的支柱所在，能为运输安全带来有力的帮助。25Hz相敏轨道电路是否能够安全稳定的工作成为一项非常重要的技术指标。但是轨道电路的一些重要设备长期处在室外状态，工作环境具有不稳定的因素，所以经常会出现设备故障，则需要专业的电务人员对设备进行检修，即使现在出现了可以检测轨道电路的智能化检测设备，但是日常的维护和故障的处理还需要依赖现场工作人员的处理。

二、RCM 维修基本理论

RCM（基于可靠性的维修）意为用最少的代价来维持目标的可靠性，运用逻辑决策方法确定设备的预防性维护要求的过程或方法。RCM 技术的原理是通过研究设备维护项目产生的数据，获得实际维护内容、维护间隔、维护组织和维护模式等信息。在实际应用过程中，RCM 技术可以根据故障设备的实际情况和特点，建立有效、科学的维修计划，根据逻辑判断获得更合适的处理形式，充分应用设备的资源。

三、25HZ相敏轨道电路故障与危害分析

（一）25Hz相敏轨道电路的故障分析

25HZ相敏轨道电路出现电路故障，能界定成室外、室内故障两大范畴；若是以性质为切入点，则包括括了开路、短路故障两类。

室内故障：若故障区GJ 端电压高于均值，相位并无丝毫异样之处，基本能断定成室内故障。

室外故障：若故障区段电缆是正常的电压数值，GJ 端电压逊色于正常值，故障点可能在室外。如果正线接收端电压是发送端电压的一半，则故障点在室外；如果电压低，应测量接收端的电压来判断。

开路故障：用电压表测量电源的两侧。如果存在开路故障，回路电流将减小，而动力传输端的电压将升高。要是侦测出电压骤变，就可以根据接线图的电路图判断是否是故障。

短路故障：短路故障状态是回路电流增大，发送端电压降低。判断的方法有多种。一种是断开法，用于测量两端的接线。如果中间有断开，电压值会明显升高。另一种是欧姆法，它可以直接用万用表欧姆档位来测量。

（二）25Hz相敏轨道电路危害分析

就实际情况来看，最熟悉、频发的故障不外乎如下两类：异常红光带、分路不良。一般来说，不正常红光带故障是一种故障导向安全的故障，可能影响行车秩序和运输效率。通常导致不正常红光带故障发生的原因有电缆受损、接触失灵、仪器被破坏等，致使出现断路；相邻区段之间的绝缘节破损、有岔区段的道绝缘破损或者相关设备击穿等轨道电路短路故障等。分路不良故障是一种非安全的故障，可能造成行车事故，危害人身财产安全。通常导致分路不良故障发生的原因有电源电压或者送电端电压调整过高，区段占用时，使得轨道电路分路残压过高等。

综上所述，调整模式下，继电器失磁，带来红光带故障；而分路状态则会让继电器被吸起，造成分路不良故障。

四、基于RCM的25Hz相敏轨道电路维修方案设计

（一）逻辑综合决断法

该分析法脱胎于RCM理念，将设备先行界定类别，接着从决策目标着手，围绕装置性能列举出逻辑问题，逐一分析后得到最妥当、可靠的维修规划。逻辑综合决断法主要是一种定性分析方法，判定流程图见图4.1。

模糊综合评判法意为装置参数、检修措施间有着模糊关联：B=A·R。在上面的式子里，B、A相继是维修措施、设备参数的模糊集合，R、·依次是识别矩阵、模糊算子。模糊综合评定法克服了逻辑综合决断法只能定性进行维修决策的缺点。

在定量分析环节，要先把关乎到检修规划的要素尽数整理出来，搭建出可靠、系统的指标框架。检修部门可以可靠性、安全性等维度为切入点，带来更权威、精准的评价。

1.安全性：对车辆、乘客与系统环境的干扰，前两者的权重占0.7，后者则占了剩下的0.3。

2.可靠性：设备与人员可靠性，权重相继是0.6、0.4。

3.维修性：修复难易度与备件状况，权重依次是0.6、0.4。

4.经济性：采购费用的权重为0.1、故障损失权重为0.6、维修开销的权重为0.3。

5.可检测性：检测损耗值与技术实现度，权重比例依次是0.6、0.4。

（二）确定维修方案

根据对25Hz轨道电路的分析，不同子系统的性能评价指标都是不同的。因此，轨道电路的维护方法不应采用某一种维护方法，而应结合各种不同的方案，设计出主次分明的维护方案模型。

近年来某电务段段的轨道电路的故障类型和数量，可以对轨道变压器故障的数量和情况进行统计，比较每个可统计指标的具体权重，得到基于一组分值风险系数的判定矩阵。矩阵参照下表4.2。

表4.2 轨道变压器的判定矩阵

子评价的公式为：式（4-1）

根据权重比和表4.2 得出的数据，利用公式（4-1），可得到各自评价的评价集。

通过运算得到轨道变压器的子评价集Bi，即满足维修方案的决断条件。测算出单项评价的峰值bimax，并设定一个合理的阈值，能够判定出该指标重要性。将得到的维修指标最大值和最小值的平均数作为逻辑判断的阈值，为0.23。再遵循图4-1的步骤展开决策，就能推断出最科学有效的检修模式。可靠性与安全性是生产的重要指标，所以应用其最高值去做出决断，才不会出现偏差。只要有其中有一个评价指标超过阈值，则系统就不能采用事后维修的方式。

综上得到：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。对照逻辑图，相信能清晰、直观地看到，继续监测为最成熟、妥当的检修模式，而非贸然行动。当然，还需要秉承精益求精的理念，围绕决断做出校检，剖析变压器的故障类别。

（三）优化维修方案

逻辑决策和模糊矩阵决策是基于RCM 维修方案的决策模型采用的两种方法。通过逆向分析得出的决策模型与实际维修方案更加一致。这种维修方法的实施也在各方面得到了保证。但时代变化很快，维护模式和系统功能都不可能是一成不变的，。因此，有必要优化决策过程。

此外，监测25Hz 轨道上的轨道变压器的运行状态，可以通过技术改进或提高系统的可靠性。因此，在优化维护系统时，结合保持轨道变压器的经济性，有必要进行改进和修改。如将底座换成全封闭式，给电路带来牢固、坚实的庇护，能省下不少维护时间与开销；为避免变压器受潮、电阻下滑，不妨用绝缘材质裹住变压器，并涂上特制漆层；改用先进的R 型铁芯，这类铁芯体积小，效率出众，并且匝数设计较为合理，空载电流和冲击电流小。同时采用以上改进措施，它有可能大大减少子系统的轨道变压器的故障率。

五、结束语

本文主要研究的是基于RCM的25Hz 轨道电路系统的维修方案设计。以RCM 作为现在国内外设备维修方法中的发展潮流，越来越多的国家正在研究并推广其维修方式。RCM 理念在国内外实施后，其优势明显，这也说明RCM的前景和发展是巨大的。未来，RCM的应用将越来越广泛，因此，对RCM的深入研究将是一项长期的工作。