地铁线子系统可靠性、安全性分析

委托方：北京大成通号铁路交通设备有限公司

产品：香港机场地铁捷运线ATP/TD、ATO系统

时间：2005.7～2005.12

n 项目背景

ATP/TD系统是香港机场地铁线控制系统的一个子系统，属于香港机场自动客运列车的一部分。ATP/TD系统的作用是与APM车载系统配合，检查并判断轨道是被占用还是空闲。同时，ATP/TD系统向APM车载系统发送速度命令，控制列车在安全的速度下运行，并控制列车运行的方向和路径，以便正常接送乘客，不发生安全性事故。

运通集团（下简称运通公司）承担了ATP/TD系统的可靠性咨询项目，主要负责该系统的可靠性、可用性、可维修性和安全性分析及评估工作。此外，根据香港地铁公司要求，阿特金斯被作为该项目的第三方独立审核方，负责对ATC项目及其子项目的全部材料（包括可靠性、可用性、可维修性和安全性分析及评估工作及相应报告）进行审核。

n 项目目的

对于铁路信号来说，凡是列车冲突、脱轨、以及其它可能造成人员伤亡、重大经济损失的事故都是不可接受的危害事件。对整个信号系统而言，需要建立危害源和危害后果的对应关系，掌握在系统中一旦出现危害源时将可能造成怎样的危害。针对ATP/TD系统，根据香港地铁公司的要求，制定了其产品设计的可靠性、安全性计划，同时需要满足维修性要求。

在此基础上，运通公司主要应用系统工程的分析方法，对ATP/TD系统的可靠性、可用性、可维修性和安全性等工作进行了分析和评价，考核其是否能够达到相应指标，同时对系统设计和改进给出合理建议。

根据香港地铁总公司提出的要求，ATP/TD系统的可靠性、维修性及安全性指标要求如下：

ü 平均故障间隔时间（MTBF） ≥ 30000小时

ü 平均维修时间（MTTR） ≤ 1小时

ü 系统可用度（A） ≥ 0.999

ü 平均危险事件发生间隔时间（MTBHE） ≥ 1.0×10⁸小时

n 项目内容

ü 产品可靠性建模

ü 产品可靠性定量评价

ü 产品维修性定量评价

ü 产品安全性定性与定量评价

ü 中英文报告

n 技术解决方案

运通公司参考了中国、欧洲及美国等铁路信号系统可靠性、安全性的分析标准和指南，如ASCE 21-96、CEI EN 50126、CEI EN 50129、MIL-HDBK-338B、Bellcore SR 332和GJB 813-90等。最终给出了该项目的解决方案。

ü 制定了ATP/TD系统的可靠性、可用性、可维修性和安全性分析和评估计划；

ü 采用了基本可靠性预计和任务可靠性建模预计的方法进行MTBF和MTTR的预计；

ü 参照ASCE 21-96标准制定了铁路信号系统风险分析（Hazard Analysis）方法及工作内容，作为定性的风险评价，分析危害源和危害事件之间的组合逻辑关系，以及其危害和后果影响，并给出可接受、不可接受的危险范围；

ü 采用故障树（Fault Tree Analysis）方法危险事件的逻辑分析，分析全部危险原因，同时作为定量的危险评价，分析危险事件的发生可能性；

ü 采用事件树分析方法进行了小概率危险事件的联锁性反应及后果分析；

ü 针对ATP/TD系统的可靠性、安全性计划给出反馈。

在ATP系统的可靠性咨询项目中，运通公司采用了美国RELEX公司提供的可靠性分析软件Relex 7.7完成了全部的可靠性预计和故障树分析工作。

n 项目效果

运通公司完成了ATP/TD系统的全部可靠性、可用性、可维修性和安全性分析工作，并给出了ATP/TD系统的可靠性、安全性设计薄弱环节，最终经ATP/TD系统的设计单位确认为重点待改进部分。

运通公司提供的技术文档及手段得到了香港地铁公司和阿特金斯的一致好评，并顺利通过了评审。