【正文】 Mark A Boyd Dynamic FauhTree Models for FaultTolerant Computer Systems 1992(03)[31]Swaminathan S。 以往的信號系統(tǒng)安全風險研究主要進行故障定性研究，本文采用故障樹方法定性研究為基礎(chǔ)，建立故障樹，形成中間事件和底層事件，采用概率風險比較標準，通過概率風險概率運算進行定量研究。運用概率風險評價方法，對道岔故障、計軸故障、電路故障、計算機及網(wǎng)絡及其他故障類型進行風險評價。 表54 計軸故障統(tǒng)計（單位：次/年）危害類別201020112012輕度132525臨界325危急114合計1728342010年風險概率為：其風險概率為：P=17次/年=*/H，其中輕度危害13次，比率D%=13/17=%,臨界危害3次比率C%=3/17=%,危急1次，比率B%=1/17=%，由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=%**/H=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=%**/H=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**/H=*次/H；2011年風險概率為：P=28次/年=*/H；輕度25比率D%=18/28=72%；臨界2比率C%=2/28=%；危急1比率C%=1/28=%；由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=72%**=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=%**=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**=*次/H；2012年風險概率為：P=34次/年=*/H；輕度25比率D%=25/34=%；臨界5比率C%=5/34=%；危急4比率C%=4/34=%；由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=%**/H=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=%**/H=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**/H=*次/H；由此得到以下統(tǒng)計表：表55 計軸故障風險概率（單位：/H）危害類別201020112012輕度臨界危急圖52 岔道三種危害概率圖（單位：/H） 由上表可知，風險概率增加，于圖45風險矩陣進行比較，為可接受風險；，與風險矩陣比較也在可接受的范圍之內(nèi)；，與風險矩陣進行比較已經(jīng)進入臨界區(qū)，提出警示。確定風險評估標準，將CBTC系統(tǒng)分為四種程度三個區(qū)域，并確定將每年發(fā)生次數(shù)換算成每小時發(fā)生次數(shù)，計算故障概率P，計算每個級別危害程度的故障概率。利用故障模式及影響分析和故障樹分析結(jié)果，計算故障概率P，計算每個級別危害程度的故障概率?？偣收蠘滠壍澜煌o法正常運行岔道以及計軸故障電路及計算機網(wǎng)絡故障其他故障外部因素人為操作狀態(tài)不良和維修不及時故障設(shè)備未及時跟換123輸入輸入輸入圖41 CBTC總故障樹岔道及計軸故障樹 輸出1岔道以及計軸故障維修問題道岔病害材質(zhì)不良密貼不良設(shè)備誤操作信息丟失電纜故障計軸干擾拐軸變形電流不達標螺栓松動環(huán)形器不清潔道岔方向不正道岔掉板尖軌反彈道岔拱腰插件接觸不良開閉器接觸不良碳刷接觸不良換向片問題圖42岔道以及計軸故障樹電路及計算機網(wǎng)絡故障2電路及計算機網(wǎng)絡故障電路故障計算機及網(wǎng)絡故障輸出計算機設(shè)備網(wǎng)絡設(shè)備電路短線元件擊穿金屬短路絕緣破損連接部位破損接觸不良牽引電流影響網(wǎng)絡風暴布線干擾配置問題設(shè)置不當硬件配置不當病毒影響軟件沖突圖43 電路及計算機網(wǎng)絡故障樹公共部分故障 3輸出公共部分影響信號電源影響電纜絕緣不良圖44 公共部分影響故障樹 采用故障樹模式及其影響分析（FMEA）和故障樹風向分析，然后根據(jù)分析結(jié)果進行概率風險評估。 將下一層的中間事件作為輸入時間，在該層的中間事件作為輸出時間，根據(jù)它們之間的邏輯關(guān)系用符號連接起來，這樣逐層重復，知道無法分層，最低層的事件就是底事件。構(gòu)建故障樹必須收集大量底層風險因素作為依據(jù)，對整個系統(tǒng)有充分的掌握和了解，要確定故障分析的頂事件的內(nèi)容（在系統(tǒng)運行中最不希望發(fā)生的事件以及系統(tǒng)危害性最大的事件），從系統(tǒng)技術(shù)指標、安全性以及經(jīng)濟性等方面進行綜合考慮，在通過演繹來進行故障樹建造。FTA可以定量的計算復雜系統(tǒng)的故障概率（頂事件的發(fā)生概率）。故障樹分析方式是風險分析的基本方法之一，在演繹系統(tǒng)風險過程中有以下幾特點：圖形演繹的靈活性和直觀性。 故障樹是通過事件和邏輯門元素建立的一種邏輯因果關(guān)系圖。這也是FMEA非常重要的一部，如果故障的最終影響是危險的或者災難性的，那么就要求糾正程序操作和啟用備用設(shè)備，這位系統(tǒng)故障和采用補償措施提供依據(jù)。需評價每個故障模式對信號系統(tǒng)的影響。要把系統(tǒng)分割成相對獨立的系統(tǒng)，建立可靠性的圖形來描述系統(tǒng)的功能，以及各子系統(tǒng)功能單元之間的邏輯關(guān)系，以便可以逐層分析故障模式產(chǎn)生的影響。（1）定義系統(tǒng)和系統(tǒng)功能。而FTA是假設(shè)系統(tǒng)故障，分析可能的原因，是自上而下的，是針對整個系統(tǒng)而言的。（5）諧波將使繼電保護和自動裝置出現(xiàn)誤動作，并使儀表和電能計量出現(xiàn)較大誤差；諧波對其他系統(tǒng)及電力用戶危害也很大：如對附近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，輕者出現(xiàn)噪聲，降低通信質(zhì)量，重者丟失信息，使通信系統(tǒng)無法正常工作；影響電子設(shè)備工作精度，使精密機械加工的產(chǎn)品質(zhì)量降低；設(shè)備壽命縮短，家用電器工況變壞等。工頻下，系統(tǒng)裝設(shè)的各種用途的電容器比系統(tǒng)中的感抗要大得多，不會產(chǎn)生諧振，但諧波頻率時，感抗值成倍增加而容抗值成倍減少，這就有可能出現(xiàn)諧振，諧振將放大諧波電流，導致電容器等設(shè)備被燒毀；（2）諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作。諧波干擾對地鐵運營影響的事件在廣州地鐵就曾發(fā)生過，廣州地鐵一號線信號系統(tǒng)車載設(shè)備調(diào)試過程中，曾因諧波干擾，不得不通過改變地鐵電動車組濾波器參數(shù)來避免諧波干擾的影響；另外，諧波干擾也曾造成廣州地鐵接觸軌軌電位異常而中斷正常運營。諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負載所致。造成到晚4列（均5分以上）、影響停運4列、調(diào)表7個。但是，如果UPS處于輕負載放電(即UPS在無市電輸入的情況下，接入的負載容量遠小于它的最大輸出負載容量而處于開啟狀態(tài))或空負載放電(即UPS在無市電輸入的情況下，沒有接任何負載而處于開啟狀態(tài))的情況下，也會造成電池的深度放電；（2）接感性負載，如激光打印機、日光燈、空調(diào)，造成損壞；（3）電池放電后未及時再充電，未充飽的電池再放電，會導致電池容量降低甚至損壞日期故障種類故障地點故障內(nèi)容處理結(jié)果ATS中心中心大屛及調(diào)度員工作站接觸軌供電表示消失。造成蓄電池實際容量降低的原因很多，有電池質(zhì)量問題，但更多的是使用和維護問題。軌道交通供電系統(tǒng)大功率設(shè)備的啟動停止、變頻設(shè)備的運營、投切動作以及線路故障都會出現(xiàn)浪涌給設(shè)備帶來不利影響，特別是信號系統(tǒng)、計算機等電子設(shè)備帶來的沖擊。諧波會導致自動保護裝置和繼電器錯誤操作，降低電氣儀表的計量精度。電網(wǎng)供電能力不足，負載太大，導致電壓偏高或者電壓太低，電源損耗大，負載不能正常工作，使負載適用壽命減少甚至無法工作。長期超負荷運行時，過高的溫度會加速絕緣的老化，以至絕緣被擊穿。電纜由于環(huán)境影響會造成電纜鉛皮外層被腐蝕，保護層因長期電解腐蝕和化學腐蝕，致使保護層失效絕緣降低。造成電纜故障主要有以下原因： 外力損傷和絕緣受潮。微機聯(lián)鎖第1號站第1號站集中站總報警燈閃亮。 微機聯(lián)鎖第23號站第23號站3道岔四開，影響停運8列，到晚28列（均2分以上，其中5分以上15列），中途清人折返3列，通過1列，調(diào)表32個。表3某地鐵2013年18月計算機及網(wǎng)絡故障情況日期故障種類故障地點故障內(nèi)容微機聯(lián)鎖第23號站第23號站集中站聯(lián)鎖設(shè)備死機，影響到晚1列。硬件性能設(shè)置錯誤造成計算機性能減弱，嚴重造成計算機芯片損壞，功能設(shè)置造成部分功能無法開啟，使得部分關(guān)鍵的計算機功能無法工作而影響設(shè)備故障。網(wǎng)絡路徑的措施也會使丟包率上升，使得數(shù)據(jù)無法到達目的的主機，如主機發(fā)出訪問或者其他網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包被網(wǎng)關(guān)丟棄，默認路由器配置錯誤。當病毒侵入后同樣會不同的復制不同大量無效數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡內(nèi)進行傳播，損害大量的網(wǎng)絡帶寬形成網(wǎng)絡堵塞。信號干擾和廣播風暴。軌道電路第23號站軌道電路第7號站第7號站14G紅光帶，第8號站第7號站上行改按電話閉塞法行車，影響停運1列，到晚7列（其中2分以上3列），調(diào)表24個。軌道電路第7號站第7號站上行20G紅光帶。軌道電路第1號站第1號站下行17G紅光帶。經(jīng)過更換變壓器、室外倒線后紅光帶恢復。判斷1718DG1接收端故障，在分線柜測量沒有回樓電壓。20:03分接收盤重啟完畢且故障恢復。一送多受軌道區(qū)段，因各受電端距離較遠，軌面電壓調(diào)整不平衡，有個別受電端軌面電壓過高而造成分路不良。無車占用亮紅光帶。 短路故障：抗流變壓器內(nèi)部線圈短路；抗流線之間相連或接中心連接板、兩端都接魚尾板；長抗流線與內(nèi)側(cè)鋼軌、或通過卡釘與鋼軌墊板短路；軌端絕緣損壞；絕緣魚尾板連接兩端扣件；外界金屬件短路兩軌條；供電接地線短路；抗流變壓器絕緣損壞；道岔裝置絕緣損壞；軌距桿絕緣損壞；電纜混線；防雷元件擊穿；電容擊穿等。9:009:01130計軸第37號站第37號站18G顯示棕光帶。影響發(fā)晚3列（均2分以上）、到晚1列（2分以上）、停運1列、中途清人折返1列、火車站站前折返1列、調(diào)表5個。計軸設(shè)備是在主要設(shè)備發(fā)生故障的情況下的備用適用，在停電恢復供電的情況下，計軸并不能恢復以前的信息儲備，其信息是沒有記憶性的即信息會丟失，造成軌道區(qū)段誤差的假象，因此一定要采取有限措施保持計軸設(shè)備不斷電。當繼電器被嚴重污染后繼電器觸點的電氣導通和閉合會受到影響，與之這些繼電器觸點相關(guān)的電路就會出現(xiàn)故障。此外軌道繼電器是感性負載，如果在計軸時間段內(nèi)空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)為占用狀態(tài)，繼電器由于計軸輸入器電路就會斷開，從而切斷了JGJ的供電電源，而感性繼電器線圈在突然斷電的瞬間會形成一個較大反作用電勢，對計軸設(shè)備形成電磁干擾，出現(xiàn)信號問題。計軸設(shè)備根據(jù)計軸點劃分軌道區(qū)段，計軸點分布與軌道電路的BOND位臵相似，在每個信號機處都有一個計軸點，同時考慮備用模式先期開通時的運行間隔來布臵全線的計軸點。 計軸設(shè)備主要在CBTC系統(tǒng)的移動授權(quán)尚未開通時使用，同時也作為無線設(shè)備故障時的備用冗余設(shè)備存在。此案為例如滑床板銹蝕或者污垢，尖軌根部螺栓過緊，滑床板不平整都是岔道動作困難的病害。當列車通過道岔由于掉板嚴重，增大了連接桿的震動，這樣會損傷轉(zhuǎn)換機內(nèi)部各部件的及其切銷。如果電機在運轉(zhuǎn)過了換向片又可以正常運行，這種故障的偶然性時好時壞比較難以查找，只有逐個檢查換向片才能發(fā)現(xiàn)故障，如果幻換向片沒有問題，是電機換向器斷線，則需要要更換設(shè)備。在維護過程中摩擦連接器生銹以及摩擦帶進油導致摩擦電流變小，使道岔無法解鎖、閉鎖或動作困難；密貼掉正不到位，只有尖軌小段密貼而后面的空隙間隙大，造成岔道尖軌反彈過大，情況嚴重的會造成檢查莊不能進入檢查塊缺口，沒有控制信號；換向器由于表面清潔度、光滑度、片面絕緣情況受到影響，在成碳刷與換向器接觸不良，從而導致信號失真或者沒有信號。信號系統(tǒng)組成上來看，可以劃分為道岔設(shè)備故障、計軸設(shè)備故障、軌道電路故障等。線間電纜絕緣不良，會引起竄電現(xiàn)象造成信號設(shè)備錯誤動作，給行車帶來危險，嚴重時也會燒壞設(shè)備。(1)網(wǎng)絡堵塞，信息傳輸慢；(2)信息傳輸中出現(xiàn)丟包、錯包；(3)計算機病毒入侵，造成的數(shù)據(jù)損壞、丟失，系統(tǒng)崩潰，網(wǎng)絡癱瘓；(4)計算機配置不當，造成的硬件沖突、計算機性能降低；(5)軟件安裝不規(guī)范，造成的軟件沖突，無法正常使用。主要表現(xiàn)為：(1)二路電源質(zhì)量較差，影響信號設(shè)備正常使用；(2)UPS電池容量降低，不能滿足電池放電要求；(3)地鐵采用直流電力牽引，諧波產(chǎn)生的干擾對信號設(shè)備的影響。計軸設(shè)備，計軸設(shè)備故障主要表現(xiàn)為電路板故障、緊急關(guān)閉、計軸受擾。信號系統(tǒng)直接關(guān)系到行車安全，大部分信號設(shè)備故障都會直接影響到行車秩序，而常見的信號故障有以下幾種：1．道岔故障。采用適合的合成因子對其進行合成，并對結(jié)果向量進行解釋。通過專家經(jīng)驗法或者AHP層次分析法構(gòu)建好權(quán)重向量。 其步驟一般包含： 模糊綜合評價指標的構(gòu)建。進行PRA的過程中需要大量的不同類型的數(shù)據(jù)，如初始事件的發(fā)生頻率、部件的失效率、部件的維護頻率和持續(xù)工作時間、操作人員失誤的概率等數(shù)據(jù)。若要使頂事件發(fā)生，則要求最小割集中的所有事件必須全部發(fā)生。它采用邏輯方法，將事故因果關(guān)系形象的描述為一種有方向的“樹”：把系統(tǒng)可能發(fā)生或已發(fā)生的事故(稱為頂事件)作為分析起點，將導致事故原因的事件按因果邏輯關(guān)系逐層列出，用樹性圖表示出來，構(gòu)成一種邏輯模型，然后定性或定量的分析事件發(fā)生的各種可能途徑及發(fā)生的概率，找出避免事故發(fā)生的各種方案并優(yōu)選出最佳安全對策。根據(jù)分析的目的和進行的程度，風險接受準則可分為：定量研究中的高風險接受準則。當然，組合評估也有缺點：如果初步的高級風險評估不夠準確，某些本來需要詳細評估的系統(tǒng)也許會被忽略，最終導致結(jié)果失準?；€風險評估耗費資源少、周期短、操作簡單，但不夠準確，適合一般環(huán)境的評估；詳細風險評估準確而細致，但耗費資源較多，適合嚴格限定邊界的較小范圍內(nèi)的評估。當時基線評估突出了經(jīng)濟性但是沒有普遍的適應性，也就說存在缺陷，例如基線水平如何確定，由于安全管理因素的變化基線對其的適應能力也比較弱。基線評估是一個比較評估方式，它對系統(tǒng)信息處理的和網(wǎng)絡的依賴程度不是很很高，因此基線評估可以直接而簡單的實現(xiàn)基本的安全水平，信息系統(tǒng)采用普遍標準化的模式滿足評估的要求。風險評估開展的因素包含力度