【正文】 構(gòu)建 CBTC 系統(tǒng)故障樹 基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 CBTC 系統(tǒng)出現(xiàn)故障作為研究的方向，將岔道故障和計軸故障、電路和計算機網(wǎng)絡(luò)故障以及公共部分作為故障的中間事件，將表 31 作為風(fēng)險因素的底部事件，將軌道交通不能正常運行作為頂部事件。一般情況下中間事件是由各子系統(tǒng)的風(fēng)險事件以外部影響、認為因素等事件組成的，是直接導(dǎo)致頂事件發(fā)生的事件。 FTA 因為是多所有可能的窮盡搜集，因此建造過程比較復(fù)雜，收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)比較困難，系統(tǒng)越復(fù)雜耗時也就越長，需要經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員和 設(shè)計人員共同參與，本文由于時間、能力以及資料有限，故指針對軌道交通信號系統(tǒng)主要故障類別簡單建立故障樹。 可觀反應(yīng)和定量分析。構(gòu)建故障樹的主要目的是找出系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)或者設(shè)備的故障進行預(yù)測和診斷，在設(shè)計或者運行中采取相應(yīng)的措施，將系統(tǒng)故障消除或?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化，故障樹分析方法是系統(tǒng)風(fēng)險評價、系統(tǒng)安全性分析以可靠性研究的一種常用方法。 故障樹構(gòu)建方法 FTA 是有美國貝爾公司于 1962 年建立的一種分析方法，采用邏輯方法形象的進行危險分析，該方法既可以定性分析也可以定量分析，其特點是直觀性強、簡單明確、邏 輯性強。確定故障探測方法以及補償措施。故障模式是指在系統(tǒng)、子系統(tǒng)以及信號各部件發(fā)生故障或者潛在的故障，就是故障的表現(xiàn)形式。（ 2）定義分析邊界并建立可靠性的框圖。因此在概率風(fēng)險分析上首先進行 FMEA，從而確定一切可能發(fā)生的嚴重故障，針對 FMEA 分析的結(jié)果在進行 FTA。 FMEA 是一種可靠性設(shè)計的重要方法 ， 它實際上是FMA（故障模式分析）和 FEA（故障影響分析）的組合。） 基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 縮短以至損壞； （ 2）諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作。 檢查 ATS 設(shè)備、通信前置機接口正常，行調(diào)通知供電 ATS 第 26號站 第 27號站至第 25號站上行、第 25號站至第 26號站下行ATS顯示灰光帶。 一般來講，諧波對容量相對較大的電力系統(tǒng)影響不很明顯，而對容量小的系統(tǒng)，諧波產(chǎn)生的干擾就不可忽視，諧波污染對軌道交通信 號系統(tǒng)的危害是嚴重的，主要表現(xiàn)在： （ 1）諧波對供電線路產(chǎn)生了附加損耗。于城市軌道交通系統(tǒng)采用直流電力牽引，牽引電流中包括兩部分：一部分是正常的負載直流電流，另一部分就是交流諧波電流。雖然 UPS 有電池低電位保護功能，一般單節(jié)電池放電至 10． 5V 左右時， UPS就會自動關(guān)機。 UPS 廠商在配置蓄電池時，所選用的設(shè)計容量是完全滿足甚至超過負載不停電供電的功率容量和供電時間要求的，但是在 UPS投入運行后，用戶常常發(fā)現(xiàn)在市電停電后 UPS 不停電供電的實際時間遠小于設(shè)計值，造成這種現(xiàn)象的原因，大多數(shù)情況下并不是最初配置時蓄電池的備用容量不夠，而是蓄電池的容 量沒有發(fā)揮出來。其次是浪涌， 浪涌電流是指電源接通瞬間或是在電路出現(xiàn)異常情況下產(chǎn)生的遠大于穩(wěn)態(tài)電流的峰值電流或過載電流。是電氣元件產(chǎn)生諧波損耗，降低供電設(shè)備的效率，引起線路過熱甚至發(fā)生火災(zāi)。 信號電源影響 電源質(zhì)量問題。 超負荷運行，由于電流的熱效應(yīng)，負載電流通過電纜時必然導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱，同時電荷的集膚效應(yīng)以及鋼鎧的渦流損耗 、絕緣介質(zhì)損耗也會產(chǎn)乍附加熱量，從而使電纜溫度升高。 腐蝕和接頭故障。 基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 聯(lián)鎖 第 4號站 第 4號站集中站總報警燈閃。 微機聯(lián)鎖 第 7號站 第 7號站鼠標臺故障。 微機聯(lián)鎖 第 11號站 中心顯示第 11號站 F9信號機閃紅，列車收不到速度碼，影響到晚 6列（其中 2分以上 4列），通過 3列。 有的沖突沖安裝就開始而有的沖突時在運行中，不同的設(shè)備不同適用狀態(tài)下都有可能，計算機運行緩慢，某個軟件不能正常適用或者電腦死機 。硬件損壞導(dǎo)致資源分配中斷而無法正常工作甚至癱瘓。網(wǎng)絡(luò)堵塞造成丟包率上升，路由器資源被大量占用。引起廣播風(fēng)暴的原因有很多例如當網(wǎng)卡損壞時會不停的 向交換機發(fā)送大量的數(shù)據(jù)包，產(chǎn)生大量的無效數(shù)據(jù)占用網(wǎng)絡(luò)資源；當物理網(wǎng)絡(luò)線路的兩端同時接在一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中就容易形成網(wǎng)絡(luò)環(huán)路，這些都有可能引發(fā)廣播風(fēng)暴。 14G 紅光帶測試分線柜接收無電壓，發(fā)送電壓正常，判斷室外故障，經(jīng)查找故障點為新更換的 14G 接收 TU 盒故障，再次更換后恢復(fù)。 20xx. 軌道電路 第 23號站 8G 紅光帶 發(fā)送盤輸出正常，接收入沒有，在分線柜測量，發(fā)送沒有輸出到分線柜，由于 8G 是倒接倒發(fā)區(qū)基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 20xx. 軌道電路 第 23號站 段，更換 SLJ、 XLJ 繼電器后正常。 26G 閃紅， 26G 是伸縮軌，受溫度變化影響，造成靈敏度發(fā)生變化， 26G 閃紅， F8信號機關(guān)閉。 故障自復(fù)，測試室內(nèi)各項指標都正常，與行調(diào)聯(lián)系下洞檢查，發(fā)現(xiàn) 3岔后軌端絕緣處被鐵片封連，取下鐵片。 20xx. 軌道電路 A 車輛段 A 車輛段 1 18道岔紅光帶，影響調(diào)表 1個。 20xx. 軌道電路 A 車輛段 A 車輛段 1 18道岔紅光帶 故障自復(fù)，信號機房內(nèi) 1718DG 兩個相敏接收盒上紅燈亮，綠燈亮， DG 正常； 1718DG1 兩個相敏接收盒上紅燈亮，綠燈不亮， GJ 落下。 表 3 某地鐵 20xx 年 18 月軌道電路故障情況 日期 故障種類 故障地 點 故障內(nèi)容 故障原因和處理結(jié)果 基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 20xx. 軌道電路 第 23號站 7G 紅光帶 接收盤處理器燈長亮，初步判斷為接收盤死機，立即重啟接收盤。軌面電壓調(diào)整過高或送電端可調(diào)電阻調(diào)整的阻值過小，造成軌道電 路不能正常分路。 其他故障：牽引電流不平衡干擾軌道電路；瞬間大電流沖擊造成抗流變壓器磁飽和影響軌道電路；抗流適配器不良；適配器保險熔斷；區(qū)間軌道電路除與站內(nèi)的一些共性故障外，還包括本身的器材、元件、電纜、端子等不良造成的故障。 9:009:01 1 30 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(fù)供電的情況下，計軸并不能恢復(fù)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(dǎo)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，基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 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)備故障 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(dǎo)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(dǎo)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(luò)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(luò)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； 基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 (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)重基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 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(dǎo)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(fēng)險接受準則可分為： 定量研究中的高風(fēng)險接受準則。當然，組合評估也有缺點：如果初步的高級風(fēng)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(dǎo) 致結(jié)果失準。基線風(fēng)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(fēng)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(yīng)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(yīng)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(luò)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(fēng)險評估開展的因素包含力度、時間以及開展的深度和幅度，這些都應(yīng)該與系統(tǒng)的安全和環(huán)境要求相適應(yīng)，在進行評估中要根據(jù)系統(tǒng)的不同情況選擇合適的風(fēng)險評估途徑，在當前的風(fēng)險評估中通常有詳細評估、基線評估以及組合評估三種途徑。 風(fēng)險的評估和分析方法 風(fēng)險評估（ Risk Assessment）是指在風(fēng)險發(fā)生之間或者之后，該事件給人們的生命以及財產(chǎn)安全等各方面帶來的影響或者損失及逆行那個的定性或定量的評估工作。風(fēng)險包含風(fēng)險因素、風(fēng)險事故和造成的損失，風(fēng)險因素是指造成或者可能造成風(fēng)險事故的條件和原因，例如在城市軌道交通中信號系統(tǒng)危害的因素道岔密貼不良造成脫軌和傾覆事故，由此道岔密貼不良就是影響軌道交通安全運營的風(fēng)險因素。 風(fēng)險評估概述 風(fēng)險的定義和特征 風(fēng)險是指在某一項活動中有很多可能的結(jié)果，由于系統(tǒng)運行的不確定行，運行的真正結(jié)果給人類帶來 危害的可能性，這種可能性是可以用概率和頻率來表示的。對于風(fēng)險的處理是需要消耗一定的費用的，因此風(fēng)險和費用之間的比例關(guān)系是風(fēng)險管理的效益基礎(chǔ)，通過風(fēng)險定性和定量的基于我國高鐵客運市場需求分析的高鐵服務(wù)營銷產(chǎn)品和流程設(shè)計 比較，確定處理風(fēng)險索要支付的費用，來確定風(fēng)險處理的程度，由此來判斷處理費用支出和效益是否合理。 研究的目的和意義 城市軌道交通是一個龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)，影響其安全運營的因素非常多，信號系統(tǒng)系統(tǒng)是一個非常重要的環(huán)節(jié)，信號系統(tǒng)作為軌道交通通信載體，在運行過程中由于受到?jīng)_擊、腐蝕、軌道電路故障、計算機設(shè)備故障的影響，會導(dǎo)致列車停車、掉線、晚點甚至停運等，在軌道交通安全運行中由于 CBTC 引起的各種事故比例比較大。信號系統(tǒng)在運行的過程中由于收到外界的干擾，不同型號產(chǎn)品之間的耦合、設(shè)備的供電以及人為操作、信號設(shè)備以及軟件程序的安全漏洞等因素的共同作用下，必然出現(xiàn)各種安全事故，給乘客生命安全和財產(chǎn)安全造成重大威脅。 20xx 年 7 月國家發(fā)改委先后批準了廈門、蘭州、常州 等城市軌道交通項目，至此我國已經(jīng)有 31 個城市已經(jīng)或者籌備發(fā)展城市軌道交通建設(shè)，而根據(jù)規(guī)劃和建設(shè)情況預(yù)計，到 “ 十二五 ” 末，全國擁有城市軌道交通運營線路的城市將超過 20 個，通車總里程將超過 3000 公里。 在廣州， 15 年前的地鐵日