关于我国铁路信号设备可靠性的分析

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摘 要：铁路信号设备能够确保列车的运作安全性和稳定性，是各个国家不可缺少的重点基础设施。从二十世纪九十年代起，一直到近年来，铁路信号设备的可靠性逐步引起了专用人员的高度重视，但眼下的相关研究仍然不够深入，。因此，必须要努力改变这一现状，推动我国铁路事业高速化发展。本文将就铁路信号设备可靠性进行分析
关键词：铁路信号；设备；可靠性
一、我国铁路信号系统的发展及现状
我国的铁路信号系统先后经历了地面人工信号、地面自动信号、机车信号、自动停车和超速防护五个发展阶段。新中国成立以前，我国铁路信号制式混乱、装备水平低，人工扳动道岔，并采用人工臂板式信号机向司机传递行车信息。新中国的成立推动了我国铁路信号事业的发展，20世纪50年代，站内机械槽口联锁的使用标志着中国铁路信号进入了机械信号时代。20世纪60～70年代，车站联锁逐步实现了继电集中化，区间开始采用64D型继电半自动闭塞系统，中国铁路进入了地面自动信号阶段。20世纪80～90年代，微机继电式电气集中联锁得到发展，并出现了可以复示地面信号机显示的机车信号。进入21世纪以后，铁路信号事业飞速发展，大量引进国外先进技术，并消化吸收再创新，研发了具有自主知识产权的ZPW-2000系列轨道电路，列车自动停车设备（ATS），运行监控记录装置（LKJ），铁路调度指挥信息管理系统（TDCS）和分散自律式调度集中系统（CTC）等。2003年我国借鉴欧洲列控系统（ETCS）的技术经验，结合我国国情，制定了《中国列车运行控制系统（CTCS）技术规范总则（暂行）》。该技术规范将我国的列控系统划分为CTCS-0、1、2、3、4这五个等级。其中CTCS-0级是我国既有线的现状；CTCS-1级适用于160km/h以下的线路；CTCS-2级面向提速线路和高速新线（200～250km/h）；CTCS-3级面向速度在300～350km/h以上的客专和高铁；CTCS-4级是完全基于无线进行信息传输的列控系统，相关设备和技术还有待开发和完善。我国高速铁路采用的CTCS-2和CTCS-3级列控系统集成了计算机、网络、通信以及自动控制等近年来产生的一批先进技术，车载设备根据从地面设备接收的线路数据和移动授权等信息实时进行限速曲线计算，防护列车安全运行。
二、铁路信号设备可靠性提升的具体方法阐述
（一）模型选择
常见的可靠性模型大致可分为以下几种：指数分布模型、威布尔分布模型、（对数）正态分布模型、伽马分布模型与极值分布模型等。
（二）指标体系构建
1、运用需求分析。要对研究对象的预制功能、运用环境、保障条件等内容进行全面分析。2、树立起正确的故障鉴别条款，针对各式各样故障的判断与许可范围内的降级运用，作出明确而详细的规定。3、挑选可靠性和维修性的相关参数。在国军标内，选用的参数繁多，对于铁路信号产品而言，可以对其进行适度简化，并采用以下几种参数：使用可用度、定时可靠度、平均故障发生时间、平均维修时间、平均维护时间、故障检查率、使用期限等。4、制订可靠性与维修性的运用指标。要深入解析国内外现存同种产品的可靠性与维修性的实际情况和问题，并按照我国的相关需求，制定其运用过程中可靠性与维修性应当具备的指标。5、拟定可靠性与维修性的合同指标。某些运用环境条件比较恶劣，在测试时可能难以达到相关要求。所以，有关可靠性与维修性的合同指标，在这种条件之下应当稍微高于运用指标。6、订购方与承包方要共同协定可靠性与维修性的检测方式。对于该类合同指标与检测方式，还需经过审核以后，归入合同当中。
（三）数据采集分析
可靠性的有关参数是铁路信号设备可靠性分析展开的关键性基础，在原来的铁路信号设备制造、运用过程当中，大多没有形成可靠性这一概念，以致于很多宝贵的数据丢失了。所以，必须要成立一个可靠性专属数据库，按照拟定的格式，把设计、制作、运用、维修等环节的有关数据信息存储到数据库内。从目前情况看，计算机检测系统已经在铁路相关领域得到了广泛应用，其搜集到的宝贵数据信息资源也可以全部归入数据库里。对可靠性数据进行采集与分析等工作，通常运用的软件有以下几种：美国RELEX公司生产的RELEX系列软件、美国瑞蓝公司生产的Reliasoft系列软件、我国赛宝实验室制作的CARMES软件等。
（四）加强设备防雷
1、确保互联网设备的安全。随着科学技术的发展，对于铁路运输而言，目前通常是由计算机来控制命令的发布，其重要性可见一斑，所以必须确保其设备的安全，避免遭受雷电的袭击。目前，运用最多的方法是，凭借法拉第电磁笼感应原理来确保其设备的安全，所谓法拉第笼指的是，将若干个防雷设施协调起来构成一个发达的网络，通常有避雷针、避雷线、导引线及接地等设备。控制终端通常是依靠该系统来防范雷电袭击的，效果相对而言比较明显。
2、为了避免室外的铁路信号设备遭受雷电袭击必须进行一定防护。什么是信号设备呢？通常指的是，箱、盒、柜等，利用电气贯通及电磁消除等，来导引设备内的电流。至于那些屋外信号设备，诸如金属箱等，一定要接地，此外还要格外保护电缆，经常进行检修和维护，防止因为风吹日晒造成电缆绝缘层氧化而失去作用，因为电缆特别容易遭受雷击，所以一定要做好各种防护措施和安全举措。
三、结束语
对于铁路信号设备可靠性分析的相关问题，必须找到合适的解决办法，要参考科学的标准，按照实际情况挑选模型，建立全面的指标体系，收集并分析可靠性数据，为将来铁路信号设备的可靠性发展与评测找出新的思路和方法。从整体角度看，我国铁路信号系统内，有关可靠性的运用还停留在初级水平，许多项目还有待进一步开发。
参考文献：
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[2]吴昕慧.铁路信号设备安全性评价及事故预防研究[J].铁道运营技术，2015.
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