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車輛安全與RAMS思考

文檔作者：李鐵1 張輝2 文檔來源： 1 北京鐵路局北京動(dòng)車段 2 北京鐵路局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年12月03日
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第34卷第l期
2014年2月
鐵道機(jī)車車輛
RAIl，WAY I．()COMOTIVE 8-CAR
V01．34 NO．1
Feb． 2014
文章編號(hào)：1008—7842(2014)Ol一0106—03
車輛安全與RAMS思考
李鐵1，張輝2
(1 北京鐵路局北京動(dòng)車段，北京102613；2 北京鐵路局車輛處，北京100860)
摘要通過對RAMS的介紹，提出了目前鐵路局系統(tǒng)安全管理I存在的問題，探討_『在鐵道車輛運(yùn)營部門采用
RAMS管理的方法，給出了客、貨車RAMS考核指標(biāo)和安全評估方法。
關(guān)鍵詞車輛；安全；RAMS；管理
中圖分類號(hào)：U270 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：lO．3969／j．issn．1008 7842．2014．01．23
RAMS是可靠性(Reliability)、可用性(Availabili—
ty)、可維護(hù)性(Maintainability)和安全性(Safety)英文
第一個(gè)字母的組合。
(1)可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間區(qū)
間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。
(2)可維修性：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，
按規(guī)定的程序和手段實(shí)施維修時(shí)，保持或恢復(fù)到規(guī)定狀
態(tài)的能力。
(3)可用性：在要求的外部資源得到保證的前提下，
產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)刻或時(shí)間區(qū)間內(nèi)處于
可執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力。
(4)安全性：不導(dǎo)致人身傷亡、危害健康及環(huán)境破壞
的能力。
在國內(nèi)、外設(shè)備招標(biāo)文件中，對系統(tǒng)或產(chǎn)品都有可
靠性、可用性、可維護(hù)性及安全性相關(guān)要求，學(xué)習(xí)和貫徹
RAMS管理有利于了解產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)水平、提高
生產(chǎn)效益、在管理上與國際接軌。
1 當(dāng)前鐵道車輛安全管理上存在的問題
1．1孤立性
就安全而抓安全，未在各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的綜合考
慮下抓安全。不能將可靠性、可用性、可維護(hù)性與安全
性通盤考慮。
1．2 缺量化
未能建立全面的RAMS考核指標(biāo)，或考核指標(biāo)不
夠客觀。定性較多，定量較少。人為因素多，客觀標(biāo)準(zhǔn)
少。
1．3 絕對化
實(shí)際工作中存在弄虛作假。大量隱患和苗頭被忽
視，使預(yù)警更加困難，無法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理和控制。所以
經(jīng)常在無預(yù)警的情況下，突然爆發(fā)較大事故。
李鐵(1972一)男，高級(jí)工程師(修回日期：2013--09--05)
1．4 忽視細(xì)節(jié)
細(xì)節(jié)決定成敗，魔鬼藏在細(xì)節(jié)中。由于忽視細(xì)節(jié)，
致使許多安全政策和措施落實(shí)不到位。在事故分析上，
往往難以找出真正技術(shù)原因。
1．5 忽視源頭
對鐵道車輛而言，80％的故障是由新造引起的，因
此要從車輛新造起就抓住安全質(zhì)量源頭。許多問題出
自設(shè)計(jì)和制造給運(yùn)用和檢修帶來的不便。目前用戶級(jí)
別很難有發(fā)言權(quán)，不能參與設(shè)計(jì)制造過程的安全性評
估。
2 用RAMS改善鐵道車輛安全工作
2．1 開展設(shè)計(jì)安全研究
按風(fēng)險(xiǎn)最小化的原則進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)、供
貨、安全裝置、報(bào)警裝置，培訓(xùn)等各方面。在設(shè)計(jì)時(shí)，對
每個(gè)安全相關(guān)功能、組成部分、接口進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評
定。車輛設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)擁有與其功能相適應(yīng)的安全完整性
等級(jí)(SII。)。
2．2運(yùn)用定量分析技術(shù)
包括初步危險(xiǎn)分析、子系統(tǒng)危險(xiǎn)分析、運(yùn)行與支持
危險(xiǎn)分析、危險(xiǎn)與可操作性研究(HAZP())、故障樹分
析、事件樹分析、故障模式、影響和嚴(yán)重性分析(FME—
CA)、接口危險(xiǎn)分析、量化風(fēng)險(xiǎn)分析、運(yùn)行方法的RAMS
考慮、維護(hù)制度、運(yùn)輸?shù)目沙掷m(xù)性、員工的預(yù)期能力、人
體工程學(xué)。安全設(shè)計(jì)工作應(yīng)特別關(guān)注來自維修、降級(jí)運(yùn)
行、自然災(zāi)害等方面的危險(xiǎn)。
2．3 抓源頭質(zhì)量
每個(gè)車型主導(dǎo)廠和配套廠應(yīng)對其設(shè)計(jì)制造廠的子
系統(tǒng)RAMS參數(shù)都要進(jìn)行分析，必須根據(jù)用戶的
RAMS計(jì)劃進(jìn)行所有的響應(yīng)分析，從理論預(yù)測角度說
明該型車及其子系統(tǒng)都能夠達(dá)到要求。如果任一承包
萬方數(shù)據(jù)
第1期車輛安全與RAMS思考107
商／分包商未能達(dá)到其指定的目標(biāo)，應(yīng)改變設(shè)計(jì)，重新計(jì)
算系統(tǒng)的運(yùn)用性能。應(yīng)在基本設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階
段均向用戶提交一份RAMS分析與預(yù)測報(bào)告。制造商
RAMS分析和預(yù)測報(bào)告的結(jié)果應(yīng)與用戶的運(yùn)行維護(hù)計(jì)
劃完全一致。為此，鐵路局系統(tǒng)應(yīng)主導(dǎo)車輛制造的
RAMS計(jì)劃編制。
(1)開展可靠性預(yù)測
應(yīng)進(jìn)行可靠性性能的估計(jì)，并將其與系統(tǒng)和子系統(tǒng)
的指定目標(biāo)進(jìn)行比較。在設(shè)計(jì)階段早期識(shí)別潛在缺陷，
并采取糾正措施，修改設(shè)計(jì)，以改善識(shí)別潛在缺陷。在
制造前，在已說明所有潛在缺陷并且滿足指定要求后，
更新可靠性預(yù)測，還應(yīng)進(jìn)行可靠性持續(xù)性的推測?？煽?
性是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)，只是定性描述不行，必須使
之?dāng)?shù)量化，這樣才能進(jìn)行精確的描述和比較?？煽啃缘?
定量表示有其自己的特點(diǎn)，由于使用場合的不同，要根
據(jù)車輛運(yùn)用特征量來制定。
(2)開展可用性預(yù)測
應(yīng)識(shí)別可能導(dǎo)致服務(wù)故障的系統(tǒng)故障，并預(yù)測每年
此類事件的頻率。制造商可使用平均故障間隔時(shí)間
(MTBF)和平均故障維修時(shí)間(MTTR)計(jì)算系統(tǒng)和子
系統(tǒng)的固有可用性，計(jì)算公式如式(1)： 固有可用性一砑亍寮竽‰ (1)
(3)開展可維護(hù)性預(yù)測
完善的維護(hù)計(jì)劃應(yīng)包括預(yù)防性維護(hù)活動(dòng)的程度和
頻率，保證平均修復(fù)時(shí)間(MTTR)指標(biāo)得到滿足。為
獲得系統(tǒng)維修性目標(biāo)，所有子系統(tǒng)應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)化、系列
化、模塊化的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保各級(jí)維修中故障部
件的快速替換。
3制定鐵道車輛RAMS指標(biāo)
鑒于當(dāng)前我國尚未制定完善的鐵道車輛RAMS指
標(biāo)，基于目前鐵道車輛運(yùn)用維修狀況，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和
文獻(xiàn)[1]，初步制定鐵道車輛RAMS指標(biāo)。
表1鐵道車輛RAMS相關(guān)指標(biāo)
依據(jù)鐵道車輛RAMS指標(biāo)和要求，開展相關(guān)設(shè)計(jì)
工作，表2給出鐵道車輛RAMS設(shè)計(jì)部分案例。
4開展安全風(fēng)險(xiǎn)分析
4．1 安全完整性等級(jí)(SIL：Safety Integrity Level)
IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)將SIL劃分為4級(jí)，即SILl，SIL2，
SIL。和SIL。。安全相關(guān)系統(tǒng)的SIL應(yīng)該達(dá)到哪一級(jí)
別，是由風(fēng)險(xiǎn)分析得來的，即通過分析風(fēng)險(xiǎn)后果嚴(yán)重程
度、風(fēng)險(xiǎn)暴露時(shí)間和頻率、不能避開風(fēng)險(xiǎn)的概率及不期
望事件發(fā)生概率這4個(gè)因素綜合得出。級(jí)別越高要求
其危險(xiǎn)失效概率越低，見表3。
4．2風(fēng)險(xiǎn)評估
(1)危險(xiǎn)發(fā)生頻率
表4給出危險(xiǎn)發(fā)生頻率等級(jí)劃分。
萬方數(shù)據(jù)
108 鐵道機(jī)車車輛第34卷
表2鐵道車輛RAMS設(shè)計(jì)部分案例
表3安全完整性等級(jí)規(guī)定
SII，等級(jí)PFH每小時(shí)的危險(xiǎn)故障率
(2)危險(xiǎn)嚴(yán)重性
表5給出危險(xiǎn)嚴(yán)重性等級(jí)劃分，包括對人員、系統(tǒng)
和環(huán)境的影響。
(3)風(fēng)險(xiǎn)評估方法
表6給出風(fēng)險(xiǎn)評估矩陣，此矩陣列出了危險(xiǎn)發(fā)生頻
率與嚴(yán)重性的可能組合，給出了風(fēng)險(xiǎn)可接受性的各種區(qū)
域。
表4危險(xiǎn)發(fā)生頻率等級(jí)劃分
表5 危險(xiǎn)嚴(yán)重程度等級(jí)劃分
表6風(fēng)險(xiǎn)評估矩陣
其中風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)R1，指可忽略的風(fēng)險(xiǎn)評估，是無需同
意就可以接受的。
風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)R2，指可容忍的風(fēng)險(xiǎn)評估，是需有足夠的
控制和安全管理部門的同意后才可接受的。
風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)R3，指不希望的風(fēng)險(xiǎn)評估，是只有在風(fēng)險(xiǎn)
抑減不可行，且取得安全管理部門同意后才可接受的。
風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)R4，指不可容忍的風(fēng)險(xiǎn)評估，是應(yīng)予以排
除的。
5 結(jié)束語
提出了目前鐵道車輛安全管理上存在的問題，探討
了鐵道車輛RAMS管理方法，初步制定了鐵道車輛
RAMS指標(biāo)并介紹RAMS設(shè)計(jì)的部分案例，依據(jù)相關(guān)
(下轉(zhuǎn)第11l頁)
萬方數(shù)據(jù)
第1期客車閘片脫落故障的分析及對策
圓銷、開口銷等磨耗的重要原因，控制車輛異常振動(dòng)是
避免閘片脫落的一個(gè)重要措施。個(gè)別鐵路局通過將
TPDS系統(tǒng)向客車開放使用，及時(shí)將檢測異常振動(dòng)的客
車預(yù)報(bào)客車車輛段，車輛段對預(yù)報(bào)車輛進(jìn)行監(jiān)控和檢
查，發(fā)現(xiàn)了許多造成車輛異常振動(dòng)的故障，有效控制了
配件脫落故障，為此建議在客車系統(tǒng)推廣使用TPDS系
統(tǒng)，對運(yùn)用客車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，嚴(yán)控車輛異常振動(dòng)，加強(qiáng)
配件脫落風(fēng)險(xiǎn)控制。
(2)積極推廣使用TVDS系統(tǒng)(客車故障軌邊圖像
檢測系統(tǒng))，輔助客列檢、庫列檢對車輛走行部進(jìn)行檢
查，通過成像技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)配件脫落跡象，減少配
件脫落故障。某鐵路局使用TVDS系統(tǒng)情況來看，能
夠清楚發(fā)現(xiàn)客車閘片鎖鐵圓銷開口銷丟失等故障，有效
防止閘片脫落。
3 結(jié)束語
(1)段修中出現(xiàn)一定數(shù)量的閘片托因燕尾槽槽口和
閘片托圓銷孔磨耗過限而報(bào)廢，借鑒基礎(chǔ)制動(dòng)“銷套配
合”基本理念(即制動(dòng)圓銷與圓銷鋼襯套相配合)，閘片
托圓銷孔以及鎖鐵圓銷孔在無法加裝鋼襯套的情況下，
建議對閘片托圓銷孔進(jìn)行熱處理或采用耐磨材料，提高
和改善耐磨性，同理也可對閘片托燕尾槽進(jìn)行相應(yīng)處
理，提高燕尾槽耐磨性能，組裝配合后達(dá)到“磨閘片不磨
托、磨銷不磨孔”的目的，降低閘片托報(bào)廢量，以降低閘
片托檢修成本。
(2)增加閘片與閘片托的搭載量，通過增加燕尾槽
的寬度或改變燕尾槽的設(shè)計(jì)，來增加搭載量，減少閘片
脫落風(fēng)險(xiǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]陳偉，王松文．25型客車及新技術(shù)EM3．北京：中國鐵
道出版社，2001．
E2]TB／T 3118—2005．鐵道車輛用合成閘片[s]．
Analysis and Countermeasure on Brake Chipped
Fault of Railway Passenger Car
LYUZhongJian
(Vehicle Department，Shanghai Railway Bureau，Shanghai 200071，China)
Abstract：Based on the in—depth investigation and study of railway passenger car brake pad’S application faults and maintenance situa—
tion，this paper analyzes the causes of the brake piece drop from the factors of passenger caffs missile detection，operation and mainte—
nanee，inspection standard and accessories material，and puts forward the reinforcement measures and suggestions to control the brake
chipped fault and eliminate safety hidden trouble．
Key words：brake pad；brake pad pills；dovetail groove；fall off
擊霆爨各烏毒是；零擊是毒是吾皂叁s；零芻8耋薅主窘芻是責(zé)是叁是善g毒是芻g主是毒是毒是臺(tái)是芻是芻是寺是毒是；零舌是叁是擗毒是芻是舞臺(tái)g芻是勰芻是芻是善g；；是芻是毒是考霧爨去是毒8芻黿吾g芻是砉露叁霉
(上接第108頁)
標(biāo)準(zhǔn)給出鐵道車輛安全風(fēng)險(xiǎn)評估方法，為鐵道車輛
RAMS工作的進(jìn)一步開展提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1]殷鶴齡，孔繁柯，曾天翔，等．可靠性維修性保障性術(shù)語集
[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2002．
[2]鐵道部．鐵路交通事故應(yīng)急救援和調(diào)查處理?xiàng)l例·鐵路
交通事故調(diào)查處理規(guī)則[s]．北京：中國鐵道出版社，
2012．
Discussion on Safty and RAMS of Railway Rolling Stock
Ll Tie、。ZHANG Hui2
(1 Beijing EMU Dopot，Beijing Railway Brueau，Beijing 102613，China；
2 Vehicle Department，Beijing Railway Brueau，Beijing 100860，China)
Abstract：With the introduction of RAMS，this paper puts forward the current problems existing in the safety management of railway
system，explores the RAMS management method applying in railway vehicle operation department，and gives the RAMS assessment in—
dices and safety assessment method of the passenger and freight cars．
Key words：rolling stock；safty；RAMS；management

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