可靠性分析在軌道交通系統中的應用

何雙英

摘 要：城市交通系統未來的發展趨勢主要就是軌道交通，在全球很多的國家政府部門以及有關組織已經開始對軌道交通系統的發展進行深入研究。本文在國內外專家研究的基礎上，以軌道交通的關鍵環節、機械設施和整個軌道交通網絡作為研究主要對象，本文介紹了什么是軌道交通以及軌道交通的包含范圍，使用可靠性分析對軌道交通系統的未來發展趨勢進行了分析，以供相關從業人員參考與借鑒。

關鍵詞：軌道交通;城市交通;可靠性分析;交通系統

城市的交通壓力越來越大，交通擁擠、能源短缺、環境污染是目前城市交通存在的幾個主要問題，而軌道交通特有的環保性質，以及可以有效地減少土地使用和能源消耗，而且安全性也比較高，因此，城市交通的未來發展方向必然是軌道交通。最近幾年來，軌道交通的得到了非常高的關注和重視，例如在高速鐵路、高原鐵路、高寒鐵路、和城市軌道交通等方面，都取得了比較不錯的成果，軌道交通的核心關鍵技術和最新技術都被掌握，接下來就是人們對交通軌道可靠性問題的分析了。

1 軌道交通系統范圍

軌道交通指的就是車輛必須要特定的軌道上才可以進行行駛的一種現代化的交通運輸方式。隨著交通運輸行業的不斷壯大，對我國的社會經濟發展有著非常重要的作用，是我國城市交通和城市公共交通運輸的重要保障。同時也是作為國家的高科技技術產業，也是現代化服務行業的主要驅動的行業之一，因此，軌道交通行業對我國的社會經濟發展有著非常重要的作用，還是交通強國和一帶一路理念重要表現和基礎。

2 軌道交通系統可靠分析的未來展望

2.1 部件級

雖然當前的國內外學者在軌道交通系統的關鍵技術和可靠性分析方面研究已經有了不錯的成果，但是軌道交通還是存在著很多的問題需要我們進行探討和解決：

（1）軌道交通的關鍵組件就是對強干擾下的非線性非平穩隨機信號的干擾，要考慮使用的自適應的信號處理方式對無關的干擾信號進行清除，進而獲得最有效的特點信號。由于關鍵部件的檢測傳感器類型非常多，檢測的數據量比較大，怎樣把這些數據特征信號對數據進行提取和分析是關鍵的核心技術。

（2）軌道交通關鍵部件的性能下降將受到健康狀況和故障模式的影響。因此，這方面必須同時考慮。分析基于多域特征變量的狀態模型和基于失效機制的物理模型。在此基礎上，應充分考慮混合模型的構建以獲得準確的關鍵部件性能下降的預測模型。

（3）軌道交通系統的關鍵運行狀態是變化非常復雜，同時也會受到工作環境的內外部因素的影響。因此，傳統的兩狀態隨機模型可能無法滿足可靠性分析的需要，因此有必要建立一個高效的多狀態可靠性分析與評估隨機模型。此外，還需要考慮內部和外部因素的影響，建立能夠最大限度地反映軌道交通關鍵部件的可靠性分析模型[1]。

2.2 系統級

目前系統設施的可靠性分析已經慢慢地從定性向定量、靜態到動態、關系簡潔到關系復雜進行轉變，而且在軌道交通系統設備和基礎設施中的應用非常廣泛。但是在軌道交系統設備設施運行的過程中對可靠性的分析仍然存在著很大的問題：

（1）軌道交通系統其中的信號系統和供電系統設備設施是一種非常復雜的幾點信息系統，其中的零部件非常多，而且相互之間的聯系非常復雜。所以，如何通過建模對各個零部件之間的關系進行分析和跟進是需要研究的主要問題。

（2）在系統各個部件的相互作的基礎上，怎樣利用“部件-系統”由大到小的對整個軌道系統設備設施的可靠性進行定量分析也是當前需要深入研究的內容[2]。

2.3 路網級

通過相關資料數據分析，盡管當前的軌道交通路網級的可靠性分析取得了不錯的效果，但是還存在很多的問題，主要表現在以下幾個方面：

（1）由于軌道集團路網的規模非常大，結構復雜，其中會做涉及的車站、線路以及路網等的多種的安全因素，因此，怎樣建立一套快捷有效的可靠性分析對路網的實際運行情況進行反應是目前首先需要解決的問題。

（2）大多數軌道交通系統的可靠性分析主要體現在路網的連通性的可靠性方面，并沒有對軌道交通系統設備設施的可靠性狀態和運輸安全的可靠性進行分析。

（3）目前，軌道交通系統運行服務的可靠性分析只是在火車運行過程中對客流水平的一次嘗試，而對整個軌道交通系統運行狀況的分析尚不全面。因此，基于軌道交通系統的網絡結構，并根據系統運行的主要任務，如何為整個軌道交通系統提供運行服務是可行的。

3 結束語

對軌道交通系統進行可靠性分析需要借鑒柜國外優秀的理念和先進的技術，重點對軌道交通系統中的關鍵部件、系統設備設施和軌道交通的運營服務狀況進行全面的分析，使用最新的理念，采取最新的技術，對傳統的可靠性分析技術進行完善和創新，促進軌道交通系統的可靠性分析技術的發展，以此來實現我國軌道交通系統的綠色健康發展，安全可靠地進行運行。

參考文獻：

[1]宋雅琳.城軌同相供電系統同相補償裝置可靠性分析方法[J].電氣化鐵道，2019，30（06）：67-71.

[2]寇淋淋.基于狀態信息和張量域評估理論的軌道交通列車服役狀態及系統可靠性評估[D].北京交通大學，2019.

[3]解鈞捷，鄭國莘.用于列車控制的通信系統可靠性能分析[J].工業控制計算機，2018，31（08）：10-12.