鐵路信號安全型繼電器的可靠性評估方法研究.pdf

1、目前，隨著中國鐵路路網(wǎng)系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對于其運行控制系統(tǒng)與信號設(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設(shè)備系統(tǒng)中重要的基礎(chǔ)部件之一，其可靠性會影響鐵路信號系統(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)維護方法已經(jīng)無法適應(yīng)繼電器損傷累積變化監(jiān)測與精準(zhǔn)維護的需求。本文從節(jié)省成本、保證安全的角度出發(fā)，基于失效機理、壽命預(yù)測和可靠性系統(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。辨析了繼電器的機械壽命與電壽命的分別，根據(jù)失效表現(xiàn)分析了隨機性失效與退化性失效的異同。針對退化性失效，選取觸點作為繼電器研究對象，其表面形態(tài)根據(jù)材料轉(zhuǎn)移程度表現(xiàn)不同，繼電器退化失效機理不同，最能夠體現(xiàn)其退化趨勢的特征參數(shù)也不同，針對特征參數(shù)的處理方法及失效閾值更不相同，所以通過對不同失效過程的詳細(xì)分析，探討內(nèi)部機理，得到不同失效模式的特征參數(shù)失效閾值、處理方法。針對隨機性失效，以內(nèi)部

3、部件為對象，分析了多種表現(xiàn)形態(tài)、故障隨機性與可修復(fù)性。
　　其次，在將失效進(jìn)行機理分類之后，基于Fisher判別準(zhǔn)則對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特性參數(shù)進(jìn)行判別，從中篩選出最能反映失效趨勢的特性參數(shù)作為電壽命預(yù)測參數(shù)，利用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法對受測數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理;建立了退化統(tǒng)計模型描述失效過程，采用模糊判別方法對四種退化統(tǒng)計模型進(jìn)行判別。同時建立隨機Petri網(wǎng)故障模型進(jìn)行動態(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)計了RT-01繼電器可靠性壽命檢測系統(tǒng)的觸點與線圈測量電路，構(gòu)建特性參數(shù)算法對采集數(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，對曲線擬合效果進(jìn)行效果評價，根據(jù)預(yù)測壽命采用模糊評判方法確定最佳退化統(tǒng)計模型，得到繼電器的可靠性變化曲線，并與實際失效時刻可靠度對比評估了精度;同時針對繼電器隨機性失效的原因，采用隨機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故障率和可靠度進(jìn)行定量