軌道車輛門系統故障及可靠性分類與度量指標要求的研究

曾世文，朱文明

軌道車輛門系統按照使用條件不同，可以分為城軌車輛門系統、干線車輛門系統。城軌車輛門系統一般包括乘客室側門、司機室側門、緊急逃生門等;干線車輛門系統一般包括乘客室側門、司機室門、風擋門、內端門等。

近年來，由于地鐵運營商的重視，對車輛及子系統的要求越來越高，甚至提出了可靠性考核的要求。但主機廠或業主給出的故障定義在一定程度上存在故障判定不明確、覆蓋不全面、度量指標不科學、可靠性分類不合理等情況，這樣就對供應商的可靠性工作產生了困擾與阻礙，無法反映出產品可靠性的真實情況。

本文通過研究、分析、歸納軌道交通行業國內外的相關要求與資料，提出了一套適合于門系統的故障定義、可靠性分類與可靠性指標。

1 相關概念

在GJB－451A標準中，對于故障的定義為:產品不能執行規定功能的狀態。通常指功能故障［1］。因預防性維修或其他計劃性活動或缺乏外部資源造成不能執行規定的情況除外。

對于可靠性的定義為:產品在規定條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。

在標準GBT 21562中，對于故障分類如表1所示。

表1 故障種類［2］

2 故障分類

根據故障概念，首先要明確的是某“故障”是否應被認定為故障。在判定確實為故障的情況下，根據故障影響不同，結合GBT 21562的故障分類，針對門系統對故障進一步分類與定義?？紤]不同產品類型的運營環境不同，其故障的分類與定義也有差別。

a.城軌產品故障定義與分類。

城軌產品故障分類與故障定義見表2。

(1)對于列車在維護檢修期間發現的故障，僅需要進行調整即可解決的，不作為故障考慮。其原因在于，按照故障的定義，這種情況未對相關的功能狀態造成影響。有可能在運營期間或使用期間會被發現。若在列車運行期間發現的故障，需要進行檢修的，即使僅需要調整，也考慮認為造成了功能狀態的影響，此種情況應算作故障。

(2)考慮到城軌車輛發車密度大、車輛延誤會造成整條線路延誤的情況，只要故障造成了延誤，若延誤的時間小于規定的時間，就考慮判為輕微故障;若大于規定的時間，則考慮判為延遲故障。

(3)針對城軌車輛在城市內運行、車站之間間距小的特點，考慮增加下線、清客、不能發車、救援的故障分類，便于判斷故障的嚴重程度。

表2 城軌產品故障分類與定義

b.干線產品故障定義與分類。

干線產品故障分類與定義見表3。

(1)結合目前干線車輛的故障分類特點，將1，2，3類故障的名稱引入到門系統的故障分類中。

表3 干線產品故障分類與定義

(2)考慮到干線運行站臺與站臺之間距離跨度大的特點，根據車輛是否能夠完成正常運營，以及故障對于車輛運行的影響，將故障分為1，2，3類。

3 可靠性分類

根據故障影響程度不同，將可靠性分為固有可靠性、服務可靠性、影響運營可靠性。固有可靠性用于評估所有的故障，可以反映出產品本身的可靠性情況;服務可靠性評估產品在運營期間的故障，評估產品在服務完成規定功能的能力;影響運營可靠性評估對于列車的正常運營造成影響的故障，用于評估對于車輛服務影響?；谏鲜隹紤]，將故障與可靠性進行對應，見表4。

表4 可靠性分類

4 度量指標的選用

在可靠性劃分之后，需要探尋合適的度量指標，否則就無法通過定量指標評估可靠性水平。根據目前行業內的情況，集合車輛運行的特點，一般可以分為基于時間、基于公里數和基于開關門次數的度量方式。不同的度量指標衡量的特點不同，收集相關數據的難易程度亦有差別。各度量指標的比較及其優缺點見表5。

表5 可靠性度量指標的比較

不同的度量指標所反映的產品本身的特性是相同的，所以不同的度量指標之間有一定的轉換關系?？紤]到度量指標之間的轉換因子較難收集，且在轉換過程中有一定的失真，所以建議根據產品的不同，選擇合適的指標進行評估與度量。度量指標的轉換關系見表6。

表6 可靠性度量指標的相互轉化

5 故障分類示例

以某城軌移門產品為例，根據故障的定義與可靠性分類，對其故障進行分類。見表7。

表7 某城軌移門產品的故障分類

(續表)

6 結束語

故障定義與可靠性指標的度量是評估產品可靠性的基礎，對于故障定義與可靠性指標的研究具有一定的意義。通過上述分析，給出了適合于城軌門系統產品與干線門系統的產品故障定義及可靠性分類，并給出了具體的故障定義示例。對于城軌產品，建議采用MTBF進行可靠性度量;對于干線產品，建議采用MDBF進行可靠性度量。

［1］ 中國人民解放軍總裝備部.GJB451A:2005可靠性維修性保障性術語［S］.北京:中國標準出版社，2005.

［2］ 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GBT 21562:2008軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規范及示例［S］.北京:中國標準出版社，2008.