吳華穩(wěn)

摘 要：為促進(jìn)鐵路行業(yè)發(fā)展的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、制度化，更好地實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)營的安全和效益，有必要引入可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可維修性（Maintainability）、安全性（Safety），即 RAMS 管理模式。RAMS 管理可為各行業(yè)提供安全保障，提高其運(yùn)行效率，該模式在國外已被廣泛應(yīng)用，并取得良好的效果。將RAMS 理論引入到鐵路運(yùn)營安全領(lǐng)域，對 RAMS 的特性、計(jì)算方法、活動(dòng)周期、指標(biāo)要求進(jìn)行闡述分析，指出 RAMS 管理模式對我國鐵路運(yùn)營安全的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：鐵路;RAMS;運(yùn)營安全;管理模式;研究

中圖分類號(hào)：U298.1

RAMS管理模式起源于西方發(fā)達(dá)國家，屬于系統(tǒng)工程技術(shù)之一，并且較早引入到鐵路運(yùn)輸行業(yè)，是世界先進(jìn)軌道交通行業(yè)普遍采用的關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)已發(fā)展到一個(gè)較為先進(jìn)的水平。西歐國家已經(jīng)建立了RAMS行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有比較完整高效的工作體系，組建了具有RAMS管理經(jīng)驗(yàn)的人才隊(duì)伍，具備較為先進(jìn)的一整套設(shè)計(jì)分析技術(shù)、工程管理技術(shù)，在鐵路運(yùn)營安全領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。在鐵路產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理過程中，應(yīng)結(jié)合工作實(shí)際，有效地運(yùn)用RAMS技術(shù)，實(shí)施全方位的可靠性、可用性、可維修性及安全性管理，有效地提升生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)，從而提高鐵路交通工具的安全性及可用性。

1 鐵路運(yùn)營安全 RAMS 管理理論涵義及特征

鐵路運(yùn)營安全RAMS管理理論是指在鐵路運(yùn)營的整個(gè)生命周期內(nèi)，對其系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維修性及安全性4種內(nèi)涵特征進(jìn)行一系列科學(xué)、有效的管理，進(jìn)而持續(xù)保障鐵路安全正常地運(yùn)行。

1.1 可靠性

可靠性指鐵路運(yùn)營系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。其具有如下特征。

（1）辨別鐵路運(yùn)營發(fā)生故障的情況。

（2）判定鐵路運(yùn)營故障發(fā)生的可能性，可以用定量指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，得出具體的數(shù)值。

（3）評估、評價(jià)鐵路運(yùn)營出現(xiàn)的故障對系統(tǒng)運(yùn)行帶來的影響，通過定性的判斷得出結(jié)論。

（4）分析、總結(jié)鐵路運(yùn)營的故障情況。

1.2 可用性

可用性指在發(fā)揮正常性能的基礎(chǔ)上，鐵路運(yùn)營系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間及條件下處于可執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力。其具有如下特征。

（1）可靠性越好，系統(tǒng)可用時(shí)間則越長，越能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

（2）可維修性越好，維修時(shí)間則越短，可正常運(yùn)用的時(shí)間越長。

（3）運(yùn)用保障特性越好，維修等待時(shí)間則越短，可快速恢復(fù)性越好。

1.3 可維修性

可維修性指在規(guī)定的時(shí)間及條件下，鐵路運(yùn)營系統(tǒng)按既定的標(biāo)準(zhǔn)和資源進(jìn)行維修時(shí)能完成規(guī)定維修工作的能力。其具有如下特征。

（1）辨別鐵路運(yùn)營安全故障。

（2）可維修性的判別指標(biāo)是鐵路運(yùn)營系統(tǒng)的平均維修時(shí)間，其數(shù)值是一個(gè)時(shí)間參數(shù)。

1.4 安全性

安全性指避免發(fā)生不可接受的鐵路運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)，即不導(dǎo)致人員傷亡、危害身體健康及外部環(huán)境，以及不給設(shè)備和財(cái)產(chǎn)造成破壞或損傷的能力。其具有如下特征。

（1）關(guān)注危險(xiǎn)。鐵路運(yùn)營安全的危險(xiǎn)包括違反有關(guān)法律法規(guī)，造成人員傷亡、重大財(cái)產(chǎn)損失，以及外部環(huán)境遭到破壞等。

（2）安全性的判別涉及在各種工作、時(shí)間和環(huán)境條件下，在鐵路運(yùn)營、維護(hù)和維修過程中所發(fā)生的危險(xiǎn)或危害。

鐵路運(yùn)營安全RAMS管理理論所具備的“可靠性、可用性、可維修性和安全性”內(nèi)涵之間是緊密聯(lián)系的，需要統(tǒng)一、系統(tǒng)的分析，如圖1所示。如鐵路運(yùn)營系統(tǒng)的可靠性、可用性與可維修性的關(guān)系是，當(dāng)系統(tǒng)可靠性越高時(shí)，發(fā)生故障間隔的時(shí)間越長;與此同時(shí)，系統(tǒng)可維修性越好時(shí)，維修時(shí)間越短，其使用時(shí)間就越長;因此，鐵路運(yùn)營系統(tǒng)可用性就越高。其可用度Ai的計(jì)算公式為：

（1）

對于鐵路運(yùn)營安全性來說，當(dāng)系統(tǒng)可靠性越高，越不容易發(fā)生安全故障。

2 鐵路運(yùn)營安全 RAMS 管理活動(dòng)周期

RAMS管理在鐵路安全運(yùn)營中具有重要的作用，因此，需要建立一整套詳盡、可控、科學(xué)的活動(dòng)周期。在鐵路運(yùn)營中，各種產(chǎn)品、部件的RAMS 活動(dòng)周期均按照RAMS要求進(jìn)行管理實(shí)施，通常涵蓋定義、分析、分配、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)、評價(jià)評估和驗(yàn)證等活動(dòng)，其中驗(yàn)收檢查工作貫穿整個(gè)RAMS管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而確保按照既定的要求平穩(wěn)實(shí)施整個(gè)項(xiàng)目。在整個(gè)活動(dòng)周期中，常需要定性判斷和定量判斷。

（1）定性判斷提出了鐵路安全運(yùn)營應(yīng)當(dāng)開展的RAMS 的工作項(xiàng)目和工作要求，一般通過階段性驗(yàn)收、專家評審、過程控制、系統(tǒng)驗(yàn)收等評審方式對開展的項(xiàng)目進(jìn)行確認(rèn)，并記錄此評審過程，使項(xiàng)目可追溯，以及對整個(gè)項(xiàng)目開展的各環(huán)節(jié)進(jìn)行確認(rèn)。

（2）定量判斷是通過計(jì)算鐵路RAMS的技術(shù)參數(shù)提出的，通過公式計(jì)算可以得出一定數(shù)值，并且可對得出數(shù)值的合理性進(jìn)行確認(rèn)。

鐵路運(yùn)營安全RAMS管理活動(dòng)周期V形示意圖如圖2所示，各階段緊密相連，環(huán)環(huán)相扣。以鐵路運(yùn)營安全階段為分界點(diǎn)，其中，V形圖左側(cè)涵蓋需求、實(shí)現(xiàn)、制造等過程，以制造為終點(diǎn);V形圖右側(cè)涵蓋安裝、驗(yàn)收、運(yùn)營等過程。

在鐵路運(yùn)營的整個(gè)過程中，RAMS管理并不是一成不變的，可根據(jù)實(shí)際工作的需要，跳過或者重復(fù)開展V形示意圖的某個(gè)環(huán)節(jié)，但V形示意圖左側(cè)的需求、實(shí)現(xiàn)、制造環(huán)節(jié)是必不可少的，是RAMS管理的核心階段，且各階段是按照順序開展的，要經(jīng)過嚴(yán)格的驗(yàn)收確認(rèn)，以確保按照既定的要求開展。在V形示意圖右側(cè)的安裝、驗(yàn)收、運(yùn)營環(huán)節(jié)，同樣可以對整個(gè)鐵路安全運(yùn)營過程進(jìn)行驗(yàn)證，若出現(xiàn)不滿足生產(chǎn)要求時(shí)，要進(jìn)行必要的變更，且要對變更部分進(jìn)行驗(yàn)收，直到滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求。

3 鐵路運(yùn)營安全 RAMS 管理指標(biāo)要求

鐵路運(yùn)營安全RAMS管理的參數(shù)具有定量化描述產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)學(xué)特性，有其算法，可具體量化。其中，鐵路產(chǎn)品的故障可分為重大故障、主要故障、較少故障和輕微故障4種;同時(shí)，對故障影響產(chǎn)品運(yùn)行的情況及后果進(jìn)行備注解釋，具體情況如表1所示。

3.1 鐵路產(chǎn)品故障情況計(jì)量指標(biāo)

鐵路運(yùn)營可靠性方面的主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo)有平均故障發(fā)生時(shí)間（MTBF）、平均故障修復(fù)時(shí)間（MTTR）、平均故障維修時(shí)間（MTTM）和平均故障維修間隔時(shí)間（MTBM）。其中，MTBF計(jì)算公式為：

3.2 故障率

故障率一般指鐵路產(chǎn)品工作到某一具體時(shí)刻未出現(xiàn)故障，在此時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)故障的概率。其計(jì)算公式為：

3.3 實(shí)例

鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備每60天保養(yǎng)1次，平均每次保養(yǎng)時(shí)間為2天。該接觸網(wǎng)設(shè)備的故障率為 1次/年，故障的平均修復(fù)時(shí)間為6 h，備件供給延遲和管理延遲的累積時(shí)間為1.5天。

按每年365天計(jì)算，系統(tǒng)各參數(shù)的計(jì)算如下：

通過實(shí)例計(jì)算，平均故障修復(fù)時(shí)間為0.25天，故障率為0.002 7 次/天，符合鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量要求。

4 結(jié)束語

鐵路已經(jīng)成為一種受歡迎、主流的出行方式，有關(guān)可靠性、可維修性、可用性、安全性等某一個(gè)領(lǐng)域的研究已有很多，但將RAMS整體運(yùn)用到鐵路安全運(yùn)營方面的研究比較少。本文通過系統(tǒng)闡述RAMS的涵義、特征、管理流程、管理技術(shù)指標(biāo)以及計(jì)算方法，提出了基于RAMS管理模式的鐵路運(yùn)營安全研究方法，并將RMAS管理模式引入到鐵路安全運(yùn)營中，具有一定的工程實(shí)用價(jià)值與理論價(jià)值。

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收稿日期 2019-11-28

責(zé)任編輯 黨選麗