城市轨道交通车辆部件故障与均衡修修程周期

城市轨道交通车辆部件故障与均衡修修程周期

程祖国1　王居宽2　陈鞍龙2　浦汉亮2　余　强2

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(1.同济大学铁道与城市轨道交通研究院,200331,上海;2.上海地铁运营有限公司,200031,上海,高级工程师)

摘　要　简要分析了目前采用的城市轨道交通车辆维修制度及修程的不足,引出均衡修概念。基于概率统计分析,结合车门等车辆零部件的故障间隔时间特点,修程周期的方法,应以部件为维修单元。故障,。

关键词　,,均衡修,部件故障中图分类号　U266.2;U279.1

VehicleComponentFailuresandBalanced2MaintenancePeriodChengZuguo,WangJukuan,ChenAnlong,PuHanliang,YuQiang

Abstract　Theconceptofbalanced2maintenanceisderivedfromtherecognitionofthedeficiencyofthepresentmaintenancesys2temandtherepairprogram.Whatdeterminesthebalance2main2tenanceprogramperiodhasbeenattributedtotherepetitivefea2tureofthevehiclecomponentfailures,likethecardoors.Thekeytechnologyaboutthebalance2maintenancerepairpolicyhasbeendiscussed,which,asthepaperholds,willreducethecom2ponentfailuresandenhancethereliabilityofthevehicleopera2tion.

Keywords　urbanmasstransit,vehicleinspection,balanced2maintenance,componentfailure

First2author’saddress　Railway&UrbanMassTransitRe2searchInstitute,TongjiUniv.,200331,Shanghai,China

修”和列车发生故障的事后“故障维

[3]

修”。

日常维修只能在列车退出每日运营后进

行。高级修程虽采用了互换修,但仍按里程或运营时间进行车辆的解体和组装,进行全面修理。由于车辆部件具有不同的使用寿命和维修周期,这种维修制度造成有些部件得不到及时维护而有些部件又进行了不必要的维修。目前采用的维修制度及修程,检修能力利用率低,影响列车运行的可靠性和运能的充分发挥,且维修成本高[4]。因此,有必要对车辆采取同零部件使用寿命、故障间隔周期、维修周期等相适应的维修策略,而均衡维修策略则符合这一要求。

1　车辆部件的平均故障间隔时间

1.1　平均故障间隔时间与故障率

平均故障间隔时间是指产品相邻两次故障间的工作时间,是产品与维修密切相关的重要可靠性指标之一。产品另一个与维修密切相关的重要可靠性指标是故障率,即工作到某时刻t时尚未发生故障的产品,在该时刻以后的下一个单位时间内发生故障的概率。故障率的观测值即为“在某时刻t以后的下一个单位时间内发生故障的产品数与工作到该时刻尚未发生故障的产品数之比”。当产品数一定时,产品故障率的观测值也可用故障次数表示。

对城市轨道交通车辆而言,车门系统、传感器、转向架构架[5]等的故障间隔时间、故障率各不相同。车辆控制系统、牵引系统、车载网络系统等的故障可通过列车故障监控系统记录和统计[6～8],得到相应的平均故障间隔时间和故障率。1.2　车辆部分部件的故障间隔时间统计

　　轨道交通运能和运量之间的矛盾导致线路超负

荷运营,从而使车辆故障绝对数增多,影响了轨道交通的正常运营。随着轨道交通运营里程的增加,轨道交通系统将日趋复杂,车辆故障对运营的影响将会更大;若计及对整个交通系统的间接影响,其影响范围还将扩大。因此,采用怎样的车辆维修策略,保证轨道交通车辆的可靠运行和投运率是亟待研究的重要课题[1,2]。

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上海市科委城市轨道交通科技攻关项目(03DZ12044)

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图1～3分别为上海地铁车辆车门系统、中央控制系统、传感器等的故障间隔时间及故障次数统计直方图。

力改革车辆检修作业模式,拟通过均衡维修策略保证列车的可用度。其修程如表1所示。

表1　日本东京都营地铁、名古屋市营地铁车辆修程

修程日检查

月检查重要部位检查全面检查

检修周期≤3天≤3个月≤40×10km≤64

修停时间/(天/列)

0.251.012

～1518～25

。表2为香港地图1　维修级别

表2　香港地铁车辆修程

修程周检

月检半年检一年检二年检三年检小修大修部件修

检修周期

15天45天

1

2

图2　中央控制系统故障间隔时间直方图

3

半年

1年2年3年6年12年

2.2　均衡修策略

均衡修是建立在充分掌握列车可靠度和零部件故障周期基础上的一种修程制度,它通过调整列车检修修程来创造合适的维修条件,在管理上发挥最大效能,从而缩短列车维修停运时间、提高列车的利用率和运行可靠性。

均衡修可用图4形象表示:原修程(计划修)将若干小时数的维修工作以每天24h计,集中在几天内完成(图中斜线区域),车辆需停运数日;而均衡修则将若干小时数的维修工作分布在较长时间内完成,每天仅需数小时(图中实心无色区域),并不是全天,这给列车上线运营和下线维修提供了更大的调整空间。怎样保证车辆的可靠性又不需停运集中维

图3　传感器故障间隔时间直方图

　　由图1～3可知,上海地铁车辆车门系统、中央控制系统、传感器等的故障间隔时间具有不同的统计特性:车门的故障间隔时间接近浴盆曲线;传感器的故障间隔时间接近指数分布;中央控制系统的故障间隔时间则接近正态分布。

2　城市轨道交通车辆维修策略与均衡修

2.1　东京、香港等城市轨道交通车辆的维修策略

东京的城市轨道交通较发达,列车到发站时间以5s为单位。东京城市轨道交通采用了以换件修为主、现车修为辅的维修方式,以加快车辆周转,减少车辆配属数,提高投运率。东京等地目前正在大

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图4　车辆计划修、均衡修方式示意图

修,是均衡修策略的核心内容。2.3　均衡修的技术特征

维修体制主要分预防修和事后修两大类。故障发生后修理是被动方法,它虽然避免了预防维修可能出现的过剩修,但发生故障后的损失可能难以估量。因此,车辆维修通常采用预防修。预防维修分“计划预防修”和“以可靠性为中心的预防修(RCM)”两种。后者因强调的侧重点不同又可分为状态修(或称视情修、诊断修)和均衡修。状态修强调的是对列车技术状态的监测和检查,强调在列车上采用先进检测装备,看具有一定的不确定性。,在运营窗口时间实施完成;对于长周期的零部件维修也可适当分解,减少列车的停库时间,从而达到提高列车可靠性及投运率的目的。均衡修是建立在可靠性理论与技术基础之上的维修体制,特别适用于技术性能和零部件质量状态稳定,且已被掌握的轨道交通车辆的维护、维修。

与传统预防修体制相比,均衡修具有下述技术特征:

(1)在修程制定方面强调以零部件寿命周期为依据。列车上不同部位、工作强度不同的零部件及不同零部件供货商生产的零部件,寿命周期应区别对待;该寿命周期是在实际运营中统计出来的,即寿命周期应实时修正。

(2)在维修作业方面强调以换件修为主要方式,强调充分利用列车运营窗口时间,在库停时间及车库内完成维修作业。

(3)在维修设备使用方面强调合理分配维修作业,使设备利用率最优。

(4)在备品备件供应方面强调零部件质量稳定,备品备件和原装件的寿命周期服从同一统计分布规律。

(5)在列车技术水平方面强调较高的设计可靠性和维修性,所划分的最小在线维修单元不依赖或少依赖专用工具即能实施维修。

(6)零部件有着特定的寿命周期,它在车辆寿命期内维修间隔时间虽然相同但其维修内容不尽相同,与传统修程(如月检、年检等)意义 …… 此处隐藏：3613字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……