鐵路信號(hào)安全型繼電器的可靠性評(píng)估方法研究.pdf

1、目前，隨著中國(guó)鐵路路網(wǎng)系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對(duì)于其運(yùn)行控制系統(tǒng)與信號(hào)設(shè)備系統(tǒng)的安全性要求愈發(fā)嚴(yán)格。安全型繼電器是鐵路信號(hào)設(shè)備系統(tǒng)中重要的基礎(chǔ)部件之一，其可靠性會(huì)影響鐵路信號(hào)系統(tǒng)的安全工作，現(xiàn)階段采用的定期檢修與失效更換的系統(tǒng)維護(hù)方法已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)繼電器損傷累積變化監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)維護(hù)的需求。本文從節(jié)省成本、保證安全的角度出發(fā)，基于失效機(jī)理、壽命預(yù)測(cè)和可靠性系統(tǒng)開展了研究。
　　首先，本文分析了安全型繼電器的工作特性和可靠性在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，分

2、步厘清了現(xiàn)階段該研究領(lǐng)域中使用的研究方法及其研究成果。辨析了繼電器的機(jī)械壽命與電壽命的分別，根據(jù)失效表現(xiàn)分析了隨機(jī)性失效與退化性失效的異同。針對(duì)退化性失效，選取觸點(diǎn)作為繼電器研究對(duì)象，其表面形態(tài)根據(jù)材料轉(zhuǎn)移程度表現(xiàn)不同，繼電器退化失效機(jī)理不同，最能夠體現(xiàn)其退化趨勢(shì)的特征參數(shù)也不同，針對(duì)特征參數(shù)的處理方法及失效閾值更不相同，所以通過(guò)對(duì)不同失效過(guò)程的詳細(xì)分析，探討內(nèi)部機(jī)理，得到不同失效模式的特征參數(shù)失效閾值、處理方法。針對(duì)隨機(jī)性失效，以內(nèi)部

3、部件為對(duì)象，分析了多種表現(xiàn)形態(tài)、故障隨機(jī)性與可修復(fù)性。
　　其次，在將失效進(jìn)行機(jī)理分類之后，基于Fisher判別準(zhǔn)則對(duì)退化性失效情況下的污染失效、橋接失效和磨損失效三種失效模式下的六項(xiàng)特性參數(shù)進(jìn)行判別，從中篩選出最能反映失效趨勢(shì)的特性參數(shù)作為電壽命預(yù)測(cè)參數(shù)，利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對(duì)受測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理;建立了退化統(tǒng)計(jì)模型描述失效過(guò)程，采用模糊判別方法對(duì)四種退化統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行判別。同時(shí)建立隨機(jī)Petri網(wǎng)故障模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)性描述，構(gòu)建了模

4、型可達(dá)樹及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
　　最后，設(shè)計(jì)了RT-01繼電器可靠性壽命檢測(cè)系統(tǒng)的觸點(diǎn)與線圈測(cè)量電路，構(gòu)建特性參數(shù)算法對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，建立了多種函數(shù)曲線擬合模型并進(jìn)行仿真，對(duì)曲線擬合效果進(jìn)行效果評(píng)價(jià)，根據(jù)預(yù)測(cè)壽命采用模糊評(píng)判方法確定最佳退化統(tǒng)計(jì)模型，得到繼電器的可靠性變化曲線，并與實(shí)際失效時(shí)刻可靠度對(duì)比評(píng)估了精度;同時(shí)針對(duì)繼電器隨機(jī)性失效的原因，采用隨機(jī)Petri網(wǎng)建立內(nèi)部部件失效模型，并最終利用馬爾科夫方法對(duì)故障率和可靠度進(jìn)行定量