基于FMECA方法的列控中心安全分析

易 坚

(中国铁路武汉局集团有限公司计统处，武汉 430071)

1 列控中心介绍

车站列控中心分别与车站联锁、CTC或TDCS、信号集中监测、地面电子单元等设备进行信息交换，能够得到CTC调度行车命令、列车当前进路信息、列车当前运行状况和其他设备状态，通过冗余安全运算，生成控制车辆命令，通过轨道电路和有源应答器传送信息给列车，实现运行列车的控制。车站列控中心设置于车站信号楼内，它与车站联锁，CTC车站分机，应答器地面电子单元（LEU）、ZPW-2000系列轨道电路、等设备信息交互互联如图1所示。

车站列控中心通过列控中心设备LEU接口发送给LEU的信息包括：请求状态信息、车站相应列车进路报文、线路临时限速相应报文。LEU设备发送给车站列控中心的信息主要有：LEU状态信息以及相应应答器状态信息。

图1 列控中心互联图Fig.1 TCC connection diagram

车站列控中心通过安全数据网获取计算机联锁设备获得的相关实时信息包括：列车进路、列车出站、需要通过车辆信息、所有进路信号机开放及相应股道号等等。根据控车需要，输出进站或进路信号机指示灯情况、接近区段轨道电路发相应制条件。

车站列控中心通过自身通信单元从轨道电路接口获取轨道电路实时区段状态信息。同时实时向轨道电路发送低频信息、载频信息、轨道电路分路不良状态等关键信息。

车站列控中心向CTC发送的信息包括：管辖范围内线路临时限速执行结果状况信息、现有状态信息。CTC发送给车站列控中心的信息主要有临时限速服务器命令，命令时钟同步信息。

车站列控中心通过安全数据网与相邻的列控中心连接，实现现有车站列控中心间的通信主要内容有：信号机点灯状态信息、区间中继站轨道电路状态、区间方向切换继电器同步状态信息、区间闭塞和方向条件信息、相邻车站和区间中继站临时限速信息。

车站列控中心通过维修终端向向信号集中监测系统发送的信息主要包括：列控中心现在情况，应答器、LEU现有状态，列控中心与其他系统（如临时限速服务器）的通信状态。

2 FMECA方法介绍

故障模式、影响及危害性分析（FMECA）是一种可靠性定性分析技术。目的是在设计过程中，通过对系统组成单元潜在的各种故障模式以及其对系统功能的影响，与产生后果的严重性进行分析，提出可能采取的措施，以提高系统可靠性。

故障模式和影响分析（FMEA）主要分析产品中每一个可能的故障模式并确定该产品及上层产品所产生的影响，以及把每一个故障模式按其影响的严重程度予以分类。

危害性分析（CA）同时考虑故障发生概率与故障危害程度的故障模式与影响分析，是对系统中每一个产品按故障的发生概率和严重程度进行综合评估。

在产品设计完成之后再做FMECA，可以通过分析可能的故障模式，发现设计，生产中存在的影响安全或影响任务完成的重大问题，并加以改进，以达到保证产品安全和任务成功的目的。

出现重大故障后做FMECA，可以系统全面的分析故障原因，故障后果，为故障清零提供依据。

FMECA的作用和意义主要有以下4个方面。

1）保证系统性地找出薄弱环节和可能的故障模式以及其影响，进而对每一种可能的故障制定相应的措施。

2）帮助进行只能维护的实施对象选择，优先级定义，收益分析，监控参数选择，实施方式规划等。

3）制定关键设备和单点故障清单，备品备件清单和数量，维护项目清单和频次以及各种故障的维修手册。

4）从原因根源入手制定故障预防方案。

3 分析结果

选取列控中心和临时线速服务器接口，列控中心和区间信号机接口，列控中心和CTC接口3个接口来时FMECA方法进行分析，首先列出来各种失效模式的原因和故障影响，如表1所示。

请5位专家对各失效模式进行频率和严重程度进行打分（满分为5分），如表2、3所示。

根据铁路行车安全准则，对各种失效模式采取改进措施，改进措施和失效模式对应表格如表4所示。

4 总结

本文利用FMECA方法对列控中心进行失效模

式分析，提供量化指标，分析各种失效模式的发生频率和影响严重性，并且针对各种失效模式设计了改进措施，能够提高列控中心的可靠性和有效性，保证行车安全。

表1 失效模式和故障影响列表Tab.1 Failure mode causes and failure effects

表2 事故发生频率打分Tab.2 Accident frequency

表3 事故严重程度打分Tab.3 Accident severity

表4 改进措施Tab.4 Improvement measures