RAM技术在单轨交通系统关键技术及系列产品平台研究项目管理中的应用

RAM技术在单轨交通系统关键技术及系列产品平台研究项目管理中的应用

王琳  王海瑞  王哲

（ 中车长春轨道客车股份有限公司 国家轨道客车研究中心总体研发部 吉林长春130062）

摘   要：本文基于中国中车科技项目单轨交通系统关键技术及系列产品平台研究项目课题一系列化单轨平台研究任务一RAM技术应用。通过梳理单轨交通发展经验历程，分析国内外单轨交通RAM技术标准及规范，调研用户RAM需求及产品应用等现状，提出单轨产品平台研究项目可靠性，可用性及维修性（RAM）指标，并搭建系列化单轨车辆RAM平台。

关键词：单轨RAM技术 RAM目标

单轨”又名“空轨”,其特点是将轨道从地面移至空中,通过立体交通解决域市拥堵问题,因此是一种非常有发展前景的公共交通制式。特别是在地形条件复杂,利用其他交通工具比较困难的情况下,单轨交通更能体现其优越性。单轨交通与地铁、轻轨最大的不同是只使用一根轨道梁(可为钢结构或混凝土)作为支撑,区别于传统轨道交通的两根钢轨。

中国中车依据既有单轨制式的不同，调研市场RAM发展需求方向和不同制式、不同发展阶段的RAM技术发展路线，不同技术特征、不同应用场景，完成适应性RAM研究，最终形成单轨车辆RAM指标，并搭建RAM平台。

1  RAM管理简介

1.1 定义

RAM即系统可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可维修性(Maintainability)的缩写。RAM管理即系统生命周期各个阶段为确保产品RAM采取的一系列管理和技术活动， 有时也称之为“系统保证管理” 。

单轨交通系统 RAM 管理是IRIS22163质量管理规范在轨道交通领域的应用与延伸，一般是指在一定的条件下，管理者为确定和满足系统的 RAM管理要求，从系统的角度出发，对轨道交通系统进行控制和影响的所有活动。

1.2 参考标准

轨道交通 RAM 标准是有效保障轨道交通安全、可靠运行的基础之一。 我国制定的《 轨道交通可靠性、 可用性、 可维修性和安全性规范及示例》（ GB/T 21562-2008）定义了 RAM各要素及其相互作用， 详述了轨道交通生命周期内各阶段的主要工作任务，规范了RAM 管理的流程，为 RAMS管理在轨道交通的应用提供了指引。

另外，执行国内外项目阶段，RAM管理主要依据欧标《EN 50126:2017：铁路应用—可靠性、可用性、维修性和安全性技术规范和验证》、《EN 50128:2011：铁路设施.通信、信号和处理系统.铁路控制和防护系统用软件》、《EN 50129:2018：铁路应用—与安全性相关的信号传送电子系统》。

2  单轨系列平台产品可靠性目标的确定

2.1故障定义

故障：故障是指无法实现某一特定功能而造成车辆非正常停车/部分功能的丧失而不能正常运转，元器件因为失效而更换或修复。

服务故障：是指因某一特定功能不能实现而导致列车晚点，列车甚至不能投入或继续维持商业运营。

服务故障包含：

（1）救援：即需要另外一列车将故障列车拖回车辆段；

（2）清客：需要疏散乘客，列车空车返回车辆段；

（3）晚点：列车因故障在线路上停车时间超过3分钟，对商业运行造成了影响；

（4）不能投入商业运营；

（5）不能继续维持商业运营；

（6）列车因故障在线路上停车时间超过2分钟，对商业运行造成了较大影响。

平均无故障时间（MTBF）：在规定的条件下，运营列车或功能单元两次相邻故障的平均连续时间。

平均无服务故障里程（MDBF）：在规定的条件下，运营列车或功能单元两次相邻服务故障的平均间隔里程。

2.2车辆可靠性目标确定

通过调研国内各城市地铁及单轨项目的故障数据，统计目前各个城市运营的近三年10个典型项目（其中5个为地铁，5个为单轨）车辆的可靠性表现，其中地铁车辆表现最好为256384公里，单轨车辆表现最好为133511公里。具体参见下图。

地铁车范本中的MDBSF值为100,000 km-150000km，单轨车范本中的MDBSF值为3500小时（约100000km）。

结合统计各类车型的实际数据平均值138971公里，考虑用户需求，制定如下可靠性指标。

运营服务故障：每列车平均无运营故障间隔里程MDBF≥150,000公里

故障：每列车平均无故障间隔时间MTBF≥150小时。

3单轨系列平台产品维修性指标确定

可维修性是指在既定条件下对某一单元，按照规定的程序，采用规定的工具进行维修，从而使该单元可在既定的使用环境下能够维持一定状态或能重新实现其功能所需状态的能力。车辆部件的拆卸或安装时间尽量少。贵重部件设计为可修复型。

3.1可维修性定量要求如下：

3.2可维修性指标

车辆部件的拆卸或安装时间应尽量少。

列车部件的技术清洁周期大于6个月或高于100,000公里。

贵重部件应设计为可修复型。

车辆同种部件具备互换性，无须作任何调整。

4单轨系列平台产品可用性指标确定

平均修复时间(MTTR, Mean Time to Repair)：在计算矫正维护平均修复时间时，须包括诊断时间、组件修理及替换时间、以及在现场的调整及测试时间在内。运营及/或维护人员到达现场前的反应时间及运营员工在现场的诊断时间则不包括在内。

平均停机时间(MDT, Mean Down Time)：将平均修复时间(MTTR)的定义扩展至包括运营及/或维护员工到达现场前的反应时间及运营员工在现场的诊断时间。

可达可用性(Operational Availability)须跟据以下公式计算：

根据可靠性预计结果和修复性维修预计结果计算可得车辆可达可用度≥95%。

.5  单轨系列平台产品RAM平台搭建

RAM平台的搭建是为单轨系列平台产品研发过程中RAM工程应用提供管理制度保障，主要搭建如下平台内容：1.编制RAMS计划/系统保证计划；2.RAM指标分配；3.供应商RAMS管理；4.功能FMECA;5.硬件FMECA;6.RAM分析及预计;7.维修性需求分析8.可靠性试验;9.维修性验证;10.可靠性验证。

6  结语

    近年来，随着城市轨道交通的快速发展，对车辆的要求也越来越多样性。单轨是一种轻型、中等速度的城市轨道交通运输工具,具有建设周期短、造价成本低、不占用地面交通资源、低碳环保等突出优点,是一种极具潜力的城市轨道交通发展模式。

目前，我国城市轨道交通项目RAM管理技术尚处于起步阶段，单轨交通系统关键技术及系列产品平台研究项目管理项目以运营需求为导向，在研究过程中成功运用RAM进行全过程的管理，为国内其他项目引入并推广 RAM管理提供了宝贵经验。

参考文献

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