轨道车辆侧门影响运营可靠性预计方法研究

李 冬,曹芳芳,朱文明,刘润波

(1.长春轨道客车股份有限公司,长春 130062；2.南京康尼机电股份有限公司,南京 210038）

1 概述

列车上侧门数量较多，运营中必然会发生故障，每套门发生故障都会影响运营质量，甚至导致车辆清客、下线。为防止和减少影响运营故障，对侧门开展可靠性预计分析是十分必要的。

2 故障分类：

故障分类可进一步划分为库检故障、可忽略故障、轻微故障、延迟故障、下线故障、不能发车故障、清客救援故障、救援故障。其中延迟故障、下线故障、不能发车故障、清客故障、救援故障为重要故障。A工作获得该零部件对应影响故障判据故障模式失效率。单元可靠性预计的常见方法及特点如下表所示。

常见单元可靠性预计方法及特点

利用可靠性预计方法预计出底层单元固有可靠性，作为故障模式影响及严重度分析（FMECA）文件的输入，通过对单元功能、失效和影响的分析，确定故障模式失效率，获得影响列车运营的单元的失效率，又作为影响运营可靠性模型的输入。

3 外挂密闭侧门影响运营可靠性预计案例

3.1 明确系统定义

列车6辆编组，每辆每侧3套侧门，结构为外挂密闭门，每天工作10h。

3.2 明确系统的故障判据

当一辆车发生以下故障时算为影响运营故障：

（1）同侧有2套以上门需要被隔离；

（2）1套门需要被隔离，但无法隔离上；

（3）门无法手动关上，或不易关上（造成延误时间超过3分钟）；

（4）即使门被隔离但仍有安全隐患。

3.3 建立运营可靠性数学模型

根据可靠性框图，可以看出各故障事件为串联系统，因此得出数学模型为：

其中，事件1和事件2为2/3（G）表决系统，事件3、4、5为串联系统。

3.4 预计底层单元可靠性

底层零部件固有可靠性预计按表1提到的方法进行，优先采用数据统计法。通过FMECA分析，统计FRTC、FRNO、FRNC、FRUC。

以FRNO为例，预计出零部件的固有失效率，通过FMECA分析，统计出影响侧门无法关上/延误时间超过3分钟的零部件及其故障模式失效率，采用串联模型的数学模型计算出FRNO的失效率，如下图所示。

底层单元可靠性获取

同样的方式计算出：

3.5 预计影响运营可靠性

影响运营故障的MTBF为：MTBFS=1/λs=223,434h

影响运营故障的MTBF为：MTBF1= MTBFS×6=1,340,604h

3.6 影响运营可靠性比较分析

广佛线侧门结构、环境剖面与例子类似。广佛线每列车4辆编组，每辆每侧4套门，统计时间段为2012.1-2013.12，运营时间为5,738,900h，影响运营故障数为4起，用点估计方法计算每套门影响运营可靠性为：MTBF2= T/N=5738900/4=1,445,975h。

广佛线侧门影响运营可靠性统计结果与本文影响运营可靠性预计模型计算值较为接近。

4 结束语

本文根据行业内影响运营可靠性定义，提出一种适用于轨道车门可靠性预计计算模型，对于影响运营可靠性预防与分析研究具有一定的指导意义。

[1]GB/T21562-2008,轨道交通 可靠性、可用性、可维修性和安全性规范及示例[S].

[2]王远达,宋笔锋.系统可靠性预计方法综述分析[J].飞机设计，2008(28):37-42.