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論文導(dǎo)讀:：近十幾年來，全球的城市軌道交通出現(xiàn)持續(xù)的增長態(tài)勢，尤其在歐洲、中東、東南亞和東亞等地區(qū)增長的更為顯著。在給予軌道交通發(fā)展投入巨額建設(shè)資金的同時，期望軌道交通的乘客服務(wù)、安全性和可靠性水平應(yīng)能很好地適應(yīng)客流量的快速增長。隨著中國的城市軌道交通的快速發(fā)展，乘客對服務(wù)水平的要求也日漸提升。更安全、更高效、更有靈活性的交通系統(tǒng)，是目前中國乘客的期望和要求。本文著重探討如何在軌道交通的設(shè)計階段適用系統(tǒng)RAM的管理方法，期待在日益復(fù)雜的城軌交通系統(tǒng)實施的過程中所產(chǎn)生的風(fēng)險如何得以妥善的管理。這樣的管理辦法能夠確保系統(tǒng)的功能不會偏離業(yè)主的需求，建立對系統(tǒng)具有更大的信心和緩解城軌交通系統(tǒng)開通的各種風(fēng)險。
論文關(guān)鍵詞：軌道交通設(shè)計RAM(可靠性，可用性和可維護性)

　　0 引言
　　本文將探討城市軌道交通系統(tǒng)的可靠性、可用性和可維護性（RAM）的在設(shè)計階段如何去規(guī)定的一個管理流程。RAM是RAMS的子集，RAMS包括了安全性。系統(tǒng)安全性在設(shè)計階段的管理方法本文將不做深入的探討。
　　城市軌道交通系統(tǒng)的運營目標是在安全的前提下在某個時間段內(nèi)滿足指定的乘客運輸量。城軌系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維護性和安全性 (RAMS)，就說明了此系統(tǒng)是否能保證達到這指定目標的信心程度。服務(wù)的質(zhì)量與功能和性能方面的因素也很有關(guān)系，比如列車服務(wù)的頻率、生命周期成本和票價結(jié)構(gòu)等等，如圖1所示。
　　圖1 城市軌道交通的RAMS對服務(wù)質(zhì)量的影響 （摘自EN50126:2001）
　　1 影響RAMS的各種條件
　　RAMS 是一個系統(tǒng)在長期運行狀態(tài)下的一些特性，它是通過一個系統(tǒng)發(fā)展的生命周期過程中應(yīng)用一些成熟的工程理念、方法、工具和技術(shù)來達到的。一個系統(tǒng)的RAMS猶如一個系統(tǒng)的定性和定量的指示器，它能說明這個系統(tǒng)還有其子系統(tǒng)或構(gòu)成子系統(tǒng)的組件，是否能在規(guī)定的要求下可靠的運行論文網(wǎng)，同時也能夠正常和安全的運行。
　　要達到運行的安全性和可用性的目標，只能夠依靠滿足全部可靠性和可維護性的要求，和有效的去控制目前和長期的維護和運行工作以及系統(tǒng)運行的環(huán)境。
　　城市軌道交通系統(tǒng)的RAMS在下面3種情況可以受到影響：
　　⑴ 在系統(tǒng)生命周期任何階段從系統(tǒng)本身內(nèi)部所引起的故障源頭（系統(tǒng)狀態(tài)）；
　�、� 在系統(tǒng)運行階段對系統(tǒng)施加的故障源頭（運行狀態(tài)）；
　�、� 在系統(tǒng)維護的過程中對系統(tǒng)施加的故障源頭（維護狀態(tài)）。
　　這3種故障源頭也可以有交互作用。它們的關(guān)系在圖2中說明。
　　圖2 影響RAMS的各種條件
　　2 設(shè)計階段規(guī)定RAM的管理流程
　�、� 定義
　　可靠性（Reliability）是一個設(shè)計特性。它的定義是“在一個規(guī)定的環(huán)境下，某個物件在規(guī)定的時間段內(nèi)能夠按所規(guī)定的功能去完成工作的概率”。在一個復(fù)雜的系統(tǒng)，可靠性要求的規(guī)定一般是用MBTF 平均故障間隔時間來衡量，或者是故障率。例如：1萬小時運行時間的故障次數(shù)。
　　可用性 （Availability）的定義是“在一定的條件下，在瞬間或規(guī)定的時間段內(nèi)，某個物件或系統(tǒng)能夠具備工作狀態(tài)來完成規(guī)定的工作的概率，這里假設(shè)該系統(tǒng)是具備所有外來所需的資源”。
　　簡單的來說，可用性A = MUT/(MUT+MDT) MUT 是可工作時間，MDT是平均停工期。
　　可維護性 （Maintainability）的定義是“維護工作在規(guī)定的條件下和使用規(guī)定的程序和資源，某物件的維護工作可以在一定的時間段內(nèi)完成的概率”（IEC 60050-191）。
　�、� 設(shè)計過程規(guī)定RAM的步驟
　�、� 可靠性的設(shè)計要求
　　在確定設(shè)計規(guī)定和要求，選擇目標可靠性參數(shù)是一個主要的問題。如要反映一個很高的性能標準，選最高可能的參數(shù)理論上是必須的，但是也須考慮到較高成本的可能性，所以在規(guī)定可靠性參數(shù)時也必須實際的去考慮設(shè)備的性能。
　　目標可靠性參數(shù)的選擇可以先審查供應(yīng)商提供的設(shè)備規(guī)格資料論文網(wǎng)，或通過評估原來用過的設(shè)備所得到的參數(shù)，經(jīng)過設(shè)備技術(shù)升級后可以逐步的提高此參數(shù)。
　　在規(guī)定可靠性參數(shù)最重要的，還是要考慮設(shè)備的預(yù)期用途和其與安全、運行性能有關(guān)的關(guān)鍵性程度。
　　規(guī)定高標準的可靠性參數(shù)通常會發(fā)生初期采購成本的提高，因為設(shè)備一般會擁有比較高的質(zhì)量來滿足所需要的可靠性標準。但是這初期成本的提高很有可能在運行成本或維護成本的節(jié)約中被抵消甚至被超過，所以從設(shè)備的全生命周期的角度來說這是一個很好的方案。從可靠性和成本之間取得一個很好的平衡點，可以通過生命周期模擬 (LCC modelling) 分析得出結(jié)果，以及對非關(guān)鍵設(shè)備的評估和分類。
　　② 可維護性的設(shè)計要求
　　可維護性的特性應(yīng)該在設(shè)計的文件上規(guī)定為兩種類型：必要的或理想的。一般這必須經(jīng)過一系列的考慮，例如：
　　安全可及(safe access) – 這里的要求是指設(shè)備的位置和安裝方向，在軌道走廊內(nèi)所規(guī)定的危險區(qū)域的相對位置。設(shè)備廠家和安裝設(shè)計，如果實際可行，必須允許工作人員在危險區(qū)域外工作和不允許工作人員背對危險區(qū)域。
　　可及性 (accessibility) – 這包括設(shè)備的檢修點、門式框架、快開蓋子和其他類似的設(shè)備特性，目的是提供方便的例行檢修和檢查、清洗或零部件的更換（例如過濾器）無需使用特殊的工具或設(shè)備。
　　可交換性(interchangeability) – 這包括能夠利用一系列的標準可更換的零部件，又不需要利用特別的配件，或進行設(shè)備調(diào)整或?qū)�準等措施�?br> 　　自動診斷和狀態(tài)檢測功能 (selfdiagnostic and condition monitoring feature) – 這里包括在不需要拆除設(shè)備的情況下，設(shè)備具備自動故障診斷和運行狀態(tài)和功能檢測的能力。功能可以包括測試點或內(nèi)置的監(jiān)測軟件或抽樣。
　　③ 可用性的設(shè)計要求
　　設(shè)備可用的要求一般可以這樣的規(guī)定：
　　本設(shè)備在規(guī)定的條件下和廠家建議的方式下運行和維護，它的可用性必須能夠達到不小于X%。
　　規(guī)定設(shè)備的可用性從設(shè)計的角度和考核設(shè)備是否達標是必須做的。對一些具備冗余性能的設(shè)備或在故障開始發(fā)生后設(shè)備具有降級運行功能的論文網(wǎng)，對這種設(shè)備規(guī)定可用性是尤為重要。
　　可用性的定義應(yīng)該還包括：
　　設(shè)備的關(guān)鍵功能的正常運作對設(shè)備是否可用的定義；
　　有條件故障的發(fā)生，該設(shè)備在降級的情況下運作但能確保主要的功能，該設(shè)備可以算是可用的。這可能包括人工操控模式下運行（正常模式是全自動模式），或在降低功能下運行比如降低速度的限制�？捎眯缘囊�(guī)定也可能指定一個定最長降級模式運行時間的限制。
　　規(guī)定設(shè)備可用性的目的是為了系統(tǒng)在長時間運行要達到有效和可靠的效果。在招標的過程對一些重要考量的松懈可能會對設(shè)備的可用性造成負面的影響。反過來說，規(guī)定不實際過高的可用性條件，比如要求每個功能都必須完整的運行設(shè)備才可算是可用，這樣設(shè)備成本提高并且也得不到任何實際的好處。
　　3 招標文件規(guī)定RAM要求
　　招標過程可以要求供應(yīng)商提供更多的資料，可以用來做投標比選的基礎(chǔ)。
　　下面的條款在寫標書或設(shè)計規(guī)格時可以做為參考：
　　提供的設(shè)備必須呈現(xiàn)高度的可靠性，與本系統(tǒng)所規(guī)定的可用性目標是一致的。投標單位對設(shè)備每個主要單元的可靠性參數(shù)必須提供更多的資料，包括可靠性參數(shù)的來源。如果申明的可靠性的性能參數(shù)是基于計算的，計算此參數(shù)的方式、假設(shè)條件和方法論必須說明。如果參數(shù)是基于實際運行的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的來源包括設(shè)備安裝的詳細情況、數(shù)據(jù)核實的方法等資料也必須提供。
　　可靠性的性能可以用平均故障間隔時間MTBF來表達。故障的定義是某種情況的發(fā)生使得該設(shè)備不能如預(yù)期的執(zhí)行其主要的功能。
　　標書上也可以向投標者建議的設(shè)備要求提供更多有關(guān)具體的可維護性的資料。MTTR數(shù)據(jù)是必須提供的。在寫標書時可以參考下面一個典型的條款：
　　投標單位必須提供設(shè)備具體設(shè)計的可維護性資料，同時也提供更換主要可更換部件的一般時間和平均時間（包括測試時間如果這是必須的）。還有執(zhí)行例行檢查和更換消耗品（比如過濾器）的平均時間。
　　投標單位也必須申明所提供的MTTR數(shù)據(jù)是否包括執(zhí)行維護工作時必須取得某些零部件或其他輔助設(shè)備的響應(yīng)時間和等待時間。
　　RAM 保證的記錄方法
　　下表提供系統(tǒng)生命周期相關(guān)的RAM工作和在每個生命周期階段必須編制和保留的RAM記錄。
　　4 結(jié)語
　　在國際的鐵路和城市軌道工程項目強調(diào)利用比較結(jié)構(gòu)性的方法來定義和記錄項目的需求，然后在設(shè)計和實施的每個階段采取嚴厲的驗證和復(fù)核措施。這樣可以避免項目實施的延誤、成本的提高或系統(tǒng)功能的故障發(fā)生而影響乘客的滿意度。
　　本文雖然主要針對軌道交通工程項目，里面所敘述的RAM原則也可以利用到其他的行業(yè)領(lǐng)域來管理一些比較復(fù)雜的項目。最近的調(diào)查結(jié)果顯示，通過很明晰的記錄項目的需求和嚴厲的驗證過程論文網(wǎng)，能夠避免很多在項目實施過程中很多的問題，使得項目最終獲得最大的成功。