张杨 王海博 于聪 李志宇 张天宇
中车长春轨道客车股份有限公司 吉林长春130062
摘要：地铁是城市交通的主要工具，其良好的运行对于城市来说是非常重要的，地铁转向架系统的安全度决定这地铁的安全运行和乘客的生命安全，维持地铁转向架系统安全、可靠、经济性是地铁运行非常重要的环节。文章通过地铁转向架系统的可靠性的影响因素分析及维修方式的探讨和选择，以求达到提高地铁转向架系统的可靠性、维修经济性、运营安全性。
关键词：地铁转向架系统；可靠性分析；维修方式探索
1地铁转向架的结构及可靠性分析方法
1.1转向架系统的组成结构
地铁转向架系统是地铁运行中很重要的一个系统，技术含量较高、结构相对繁杂，由若干系统和零件组合而成。构架是决定着地铁承载力的部分，可以缓冲水平和竖向的作用力，构架配有弹簧座、减震器、驱动电机座、抗侧滚扭杆座等，为了保障构架的安全性；轮对是保障地铁安全行驶的构件，主要是车轴和车轮构成，利用冷压方式缓解来自各方的冲击和振动；轴箱装置是连接架构和其他装置的，由轴箱体、前盖、轴承、压板、防尘圈和密封组成；驱动系统是通过牵引力达到列车运行的作用，主要是电机、轴节、齿轮等装置；制动是利用摩擦力制动电车的装置，是制动缸制造摩擦力强制车辆制动的装置和中心牵引、悬挂装置等其他系统和零件保持车辆的良好运行装置组成。
1.2故障模式及影响分析方法
首先找到转向架系统中的存在故障并确定属于功能性故障还是潜在性故障，在确定后找出故障原因是属于内因还是外因，对原因进行深入分析会对哪些系统和零件产生影响，是局部影响、上层影响还是整个系统，最后针对评估结果决定维修措施。此方法是找出系统中可能存在的故障，对这些故障和系统进行优化和改进处理，以提高系统的安全性。
1.3故障树分析方法
其通过故障树对故障发生的原因进行分析，进而找出发生故障所在零件或者系统，通过因果关系来找到问题所在，首先基本事件通过中间事件导致结果事件的基本逻辑原理，分析出顶事件再反推出中间事件，最终确定基本事件也就是原因，依据原因决定适合的维修决策。
1.4贝叶斯网络可靠性分析方法
贝叶斯是基于数学概率基础关系进行因果分析的方法，其包含了概率和图论，作为相对较科学的方法，能够对故障进行定性分析和定量分析，能够处理较为复杂和抽象的问题，这也是其广泛用于可靠性分析的主要原因。该方法利用数据得到根节点的后验概率、重要度，以此二项指标利用推理能力完成可靠性分析的过程，后再进行维修方法决策。根据以上数据指引找出故障的位置或者潜在故障，针对故障进行选择维修策略。[[ [] 何高蹬.地铁车辆转向架的常见故障分析与处理措施[J].工程技术研究，2019（14）.]]
2维修方式及影响因素
2.1发生事后维修
指的是转向架系统故障发生后，对应故障的情况使用的维修方法。其还可以针对情况使用应急维修和深度维修，应急维修是为了不影响运行采取临时恢复性维修，等到计划维修时再进行彻底恢复维修，深度维修是故障短时间内不能恢复的，采取直接彻底维修以对系统或者零件进行修复。
2.2计划性维修
计划性维修分为短期计划维修和长期计划维修，针对转向架系统故障发生的概率和重要度进行维修，概率低和重要度比较低的且维修周期短的的采用长期计划维修以保证其安全度，针对概率高和重要度较高的且维修周期较长的采用短期计划维修以保证其安全度。
此类维修方式是预防性维修为主，根据计划性维修以保证能够提前发现潜在故障，并及时维修以降低潜在故障扩大造成维修成本增加和安全性降低。
2.3根据影响因素划分维修重要度
维修方式的选择主要取决于其影响因素，这些影响因素是评价维修重要的的重要指标。故障发生的概率是根据故障发生的频率进行分类为：极多、很多、较多、一般、较少、很少、极少几个层级。故障的安全影响是故障发生后造成的车辆安全系数影响程度进行分类为：极大、很大、较大、一般、较小、很小、极小几个层级。故障对转向架系统功能的影响程度分为：极大、很大、较大、一般、较小、很小、极小几个层级。维修转向架系统所需要的时间长短分为：极长、很长、较长、一般、较短、很短、极短几个层级。维修难易度分为：极大、很大、较大、一般、较小、很小、极小几个层级。故障检测难易度分为：极大、很大、较大、一般、较小、很小、极小几个层级。维修费用分为：极高、很高、较高、一般、较低、很低、极低几个层级。[[ [] 张健.地铁车辆转向架的故障检修分析[J].名城绘，2018（9）.]]根据以上的分类评价对系统或者零件进行维修的重要度，故障的发生率及故障的安全影响部件为最重要级别，故障功能影响、维修时间、维修难度、维修费用为较重要级别，其余影响不大的为一般级别。对转向架构件进行综合排名，归类出维修重要度级别。
3开发地铁转向架系统可靠性分析与维修管理软件
3.1系统软件的规划设计
通过上文的我们可以明确软件的功能和设计原理，可靠性分析方法选择贝叶斯网络分析方法，因为其可以实现模糊概念数据化，为软件开发最适合和分析可靠性最易实现的方式。再通过维修方式和影响因素进行系统逻辑关系设计，达到需求功能实现，并且基于此可以建立数据库，把维修记录作为数据库储存并分析以备后期参考。最主要的是通过数据库的分析可以得出最适合的维修方式，这也是软件系统的核心即决策维修方式。同时对列车有一个比较全面的记录，包括转向架系统发生的故障是什么、什么时间发生的、怎么维系的、维修之后的可靠性评估、未来的维修计划安排准确零件和日期，把转向架系统的维修换为软件化、智能控制。通过上文解决的重点、难点问题进行系统规划设计，逻辑方式的选择，数据的收集、处理、储存、分析、提醒等一系列的需求模块完善。
3.2软件可靠性分析与重要度评价及维修决策设置
作为软件系统的核心部分，贝叶斯网络可靠性分析单独制作页面，主要是显示后验概率和重要度并且具备输入和输出口，便于转向架系统升级后结构改变造成的不匹配。重要度评价及维修决策设置在一个界面，因为两个因素关联度比较高，在一个界面操作起来比较方便，重要度评级直接决策维修方式。[[ [] 孙超.基于可靠性分析的轨道交通车辆转向架维修周期研究[D].南京理工大学，2014.
]]针对故障的补位和涉及的部件进行可靠性分析，再通过重要度评价直接决定维修方法。可靠性分析能够及时发现转向架系统的潜在故障，为维修计划提供参考依据，是非常重要的环节。维修决策主要是基于安全性和经济性来考虑，保证安全运行的同时一定程度上降低维修成本。可靠性分析与维修决策既是两个分开的重要环节，又是一个因果关系的重要逻辑组合，也是软件系统核心的部分。
4总结
地铁转向架系统的安全性决定着列车的安全性，保证转向架系统的安全运营是非常重要的，该系统是地铁的核心系统之一，复杂程度非常高，所以要想保证其可靠性和安全性，这项复杂的工作简单化就需要借助很多的手段。首先根据现有的可靠性分析方法，找到适合的、能够进行定性和定量分析，并能够处理较为复杂和抽象的问题，这是我们选择贝叶斯网络的主要原因。然后通过部件的重要度评价及逻辑关系完成维修方式决策，最终以软件系统的形式将这些组合到一起，以达到复杂的工作通过软件简单化。文章通过地铁转向架系统可靠性分析与维修方式探索，对其可靠性分析进行了深入的研究，并找到需求的分析方法，对维修方式进行解读，并解决维修决策的实现过程及引用，最终以软件系统方式实现复杂的工作简单化。
参考文献：