鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)的研究

黎伙金 趙 陽(yáng) 張 萍

在我國(guó)高速鐵路和客運(yùn)專(zhuān)線建設(shè)中，對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的可靠性和安全性的要求相比普速鐵路更高。為了盡可能減少鐵路信號(hào)設(shè)備故障對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響，降低故障發(fā)生頻率、縮短故障延時(shí)、控制故障影響范圍，成為全路電務(wù)設(shè)備維護(hù)的主要目標(biāo)之一。因此，需要對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備故障進(jìn)行合理有效地綜合管理，變被動(dòng)式的亡羊補(bǔ)牢為主動(dòng)式的事前管理，優(yōu)化故障管理流程就顯得至關(guān)重要。

1 鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)的基本流程

鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)以FRACAS（故障報(bào)告、分析及糾正措施系統(tǒng)）為基礎(chǔ)，通過(guò)一整套規(guī)范化的程序，使設(shè)備發(fā)生的故障能得到及時(shí)的報(bào)告和糾正，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全、可靠地工作，達(dá)到對(duì)設(shè)備可靠性和維修性的預(yù)期要求，防止故障再現(xiàn)。鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)的基本流程如圖1所示，該流程包含十個(gè)主要環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵工作內(nèi)容如下。

故障發(fā)現(xiàn)：根據(jù)設(shè)備的全生命周期管理模型，故障可以被設(shè)計(jì)、測(cè)試、使用及維護(hù)等不同角色的人員在生命周期的不同階段發(fā)現(xiàn)。對(duì)設(shè)備生命周期各階段的所有故障的發(fā)現(xiàn)，均納入鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一管理。

圖1 鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)的基本流 程

故障報(bào)告：對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的故障發(fā)現(xiàn)進(jìn)行甄別，以判斷其是否為設(shè)備故障，對(duì)確認(rèn)為設(shè)備故障的故障現(xiàn)象完成故障報(bào)告工作。故障報(bào)告需完整、真實(shí)地反映故障發(fā)生時(shí)的一切請(qǐng)況，如時(shí)間、地點(diǎn)、所處工作狀態(tài)及環(huán)境條件、故障現(xiàn)象的詳細(xì)描述、故障現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)人員及報(bào)告人員等。

故障核實(shí)：對(duì)故障報(bào)告中的全部?jī)?nèi)容，按照發(fā)生故障時(shí)的實(shí)際情況進(jìn)行逐一確認(rèn)、核實(shí)，以重新證實(shí)故障報(bào)告的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。將故障定位至最低一級(jí)可更換的故障部件。對(duì)可重復(fù)試驗(yàn)的故障部件，用相同的合格部件更換、代替故障部件后，重新進(jìn)行測(cè)試和試驗(yàn)，以確定故障是否被糾正；同時(shí)通過(guò)對(duì)更換下來(lái)的故障部件進(jìn)行測(cè)試，以核實(shí)該可疑故障部件是否確有故障，并初步確定故障的范圍。對(duì)不可重復(fù)試驗(yàn)的故障部件，可以通過(guò)對(duì)故障影響和后果的詳細(xì)分析來(lái)證實(shí)。

故障原因分析：它包括故障部件及其故障的資料分析、故障部件工作歷史及故障歷史的分析、可能導(dǎo)致故障發(fā)生的外部因素分析、對(duì)故障部件進(jìn)行檢查或測(cè)試、提出故障原因和故障機(jī)理的假設(shè)，以及用試驗(yàn)或理論分析的方法進(jìn)行驗(yàn)證等多種途徑。根據(jù)試驗(yàn)或理論分析的結(jié)果，可以得出故障原因分析的結(jié)論，并完成故障原因分析報(bào)告。

故障原因分析評(píng)審：主要是對(duì)故障原因分析報(bào)告進(jìn)行評(píng)審，其評(píng)審的內(nèi)容主要包括原因分析的方法是否適宜、原因分析的過(guò)程是否客觀可信、原因分析的深度與廣度是否與故障范圍相匹配、原因分析的結(jié)論是否正確等。

制定故障糾正措施：對(duì)于已經(jīng)查明原因的故障，依據(jù)經(jīng)過(guò)評(píng)審的故障原因分析報(bào)告，針對(duì)原因分析的結(jié)論制定糾正措施，以防止故障的再次發(fā)生。故障糾正措施可以按其性質(zhì)分為技術(shù)類(lèi)糾正措施和管理類(lèi)糾正措施二大類(lèi)，也可以按其產(chǎn)生作用的程度與范圍分為恢復(fù)性糾正措施、完善性糾正措施和改善性糾正措施三大類(lèi)。

故障糾正措施評(píng)審：主要是對(duì)糾正措施的可行性、有效性、與故障原因的可追溯性、是否會(huì)引入新的故障模式及附加的不可靠性、是否需要實(shí)施其他輔助措施、是否有遺留問(wèn)題等內(nèi)容進(jìn)行審查，并出具審查意見(jiàn)。

故障糾正措施實(shí)施：通過(guò)評(píng)審的故障糾正措施應(yīng)經(jīng)有效的配置管理系統(tǒng)反饋到相應(yīng)的部門(mén)與人員，并通過(guò)規(guī)范的管理流程確保其得到貫徹實(shí)施。在糾正措施實(shí)施的過(guò)程中，對(duì)于可能出現(xiàn)相同故障模式的類(lèi)似設(shè)備，需要本著 “舉一反三”的原則，研究確定是否需要采取同樣的糾正措施。

故障糾正措施有效性驗(yàn)證：對(duì)于已經(jīng)采取糾正措施的故障設(shè)備，還需要通過(guò)試驗(yàn)、試用等方法驗(yàn)證糾正措施的有效性。如果不能達(dá)到預(yù)期效果，則需要進(jìn)一步分析故障原因或采取其他的糾正措施，直到故障得到徹底解決。

故障閉環(huán)：在鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)中，故障閉環(huán)既是一個(gè)環(huán)節(jié)，也是一種狀態(tài)。對(duì)于系統(tǒng)中的任何一個(gè)故障，當(dāng)已經(jīng)采取了相應(yīng)的糾正措施，且通過(guò)了糾正措施的有效性驗(yàn)證，確認(rèn)故障已經(jīng)得到了切實(shí)解決，則可以實(shí)施故障閉環(huán)，從而將該故障的狀態(tài)設(shè)置為故障閉環(huán)狀態(tài)。

2 故障管理委員會(huì)的機(jī)構(gòu)設(shè)置及其職責(zé)

為了保證鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)的有效運(yùn)行，及時(shí)有效地處理各類(lèi)故障，通常需設(shè)立一個(gè)故障管理委員會(huì)。故障管理委員會(huì)是鐵路信號(hào)設(shè)備故障信息的管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)故障信息的閉環(huán)管理。委員會(huì)由設(shè)計(jì)、研發(fā)、工程、使用與維護(hù)的各個(gè)方面的代表組成，并有權(quán)利要求設(shè)備各相關(guān)方對(duì)故障進(jìn)行調(diào)查、分析，確保相應(yīng)的糾正措施得到落實(shí)。

故障管理委員作為維持鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)有效運(yùn)行的常設(shè)機(jī)構(gòu)，其主要職責(zé)包括：

1．定期召開(kāi)會(huì)議，統(tǒng)計(jì)并發(fā)布階段性的鐵路信號(hào)設(shè)備故障信息。

2．完成相關(guān)故障原因分析和糾正措施效果的評(píng)審。

3．對(duì)重大故障和重復(fù)出現(xiàn)的故障及時(shí)組織專(zhuān)項(xiàng)分析和專(zhuān)項(xiàng)治理。

4．對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備故障進(jìn)行趨勢(shì)分析，必要時(shí)可提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

5．協(xié)調(diào)設(shè)備各相關(guān)方進(jìn)行故障調(diào)查、分析與糾正，并對(duì)其相應(yīng)工作進(jìn)行審查。

6．通過(guò)對(duì)故障信息的匯總與分析為鐵路信號(hào)設(shè)備故障的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)提供建議。

3 應(yīng)用示例

鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)選取通用的FRACAS模塊作為支持平臺(tái)，采用定制流程與表單的形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備各類(lèi)故障信息的有效管理。盡管鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)的基本流程及其主要環(huán)節(jié)是一定的，但針對(duì)不同類(lèi)型的設(shè)備，可以通過(guò)對(duì)管理流程及表單的整合來(lái)簡(jiǎn)化故障信息的處理。

以鐵路信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備中的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為例，在其示例應(yīng)用的過(guò)程中，設(shè)計(jì)了 “問(wèn)題／故障報(bào)告表”，用于完成故障發(fā)現(xiàn)、故障報(bào)告和故障核實(shí)階段的工作，如圖2所示；設(shè)計(jì)了 “故障分析、評(píng)審及糾正措施驗(yàn)證表”，用于完成故障原因分析及其評(píng)審、糾正措施的制定及其評(píng)審、糾正措施的實(shí)施及其有效性驗(yàn)證、故障閉環(huán)階段的工作，如圖3所示。

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)故障管理系統(tǒng)的示例應(yīng)用表明：在鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程中，為了保證故障管理流程的完整性，要確保在流程優(yōu)化的過(guò)程中沒(méi)有對(duì)主要環(huán)節(jié)進(jìn)行裁剪；為了保證對(duì)故障信息描述的準(zhǔn)確性和客觀性，要確保在表單的整合過(guò)程中不會(huì)造成關(guān)鍵字段的缺失。

圖2 鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)中的問(wèn)題／故障報(bào)告表

圖3 鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)中的故障分析、評(píng)審及糾正措施驗(yàn)證表

4 結(jié)束語(yǔ)

鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)覆蓋了設(shè)備的整個(gè)生命周期，有助于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用。同時(shí)，鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)故障信息的綜合管理，改變了對(duì)故障管理僅僅局限于找到其根源，改善并糾正該情況的被動(dòng)局面，并為實(shí)現(xiàn)在故障發(fā)生前通過(guò)預(yù)防性檢查，確定并解決可能存在的問(wèn)題提供了技術(shù)支持。隨著鐵路信號(hào)設(shè)備故障管理系統(tǒng)的推廣使用，通過(guò)對(duì)故障信息的統(tǒng)籌分析，可有效提高設(shè)備的可靠性，減少設(shè)備故障對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的影響。

［1］ 袁成華 ．鐵路信號(hào)設(shè)備故障分析與處理［M］．北京：中國(guó)鐵道出版社，2009．

［2］ 李映紅 ．高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)［M］．西南交通大學(xué)出版社，2009．

［3］ 周蘇 ．管理信息系統(tǒng)新編［M］．北京：中國(guó)鐵道出版社，2010．