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摘要：在铁路运输系统中，铁路信号设备的可靠性直接影响着列车的安全、高效运行，因此备受行业的重视。但从目前的应用来看，铁路信号设备因受技术和经验因素的制约而无法达到预期的可靠性目标。鉴于此，本文主要探讨铁路信号设备的可靠性，并就存在的问题提出解决办法。
关键词：铁路信号设备；可靠性；改进策略
前言
随着城市的规模化建设，铁路穿越城市的现象变得越来越普遍，而在保障这一人员密集区的安全中，信号设备发挥了至关重要的作用。虽然我国铁路行业的发展已经初具规模，但对铁路信号设备可靠性的研究却相对滞后，从而严重降低了我国交通系统的运行安全。在本文，笔者主要探讨我国铁路信号设备的可靠性研究，并针对存在的问题提出相应的解决方法。
一、铁路信号设备可靠性研究的现状问题
（一）可靠性标准问题
铁路信号设备可靠性监测保障了设备信号的精确度及铁路运行信息的可靠性，但目前，我国铁路信号设备可靠性监测并不规范，主要存在下列问题：一是可靠性标准的数量并不多，可查阅到的仅TB/T2468-1993和TB/T3133-2006两项；二是可靠性标准的内容粗泛，降低了其对实际工作的指导作用。
（二）可靠性模型选择问题
我国铁路信号设备可靠性模型的构建一般以指数分布作为依据，且在指数分布模型中，失效率λ是固定值。研究认为，在外界环境因素的影响下，铁路信号设备不会出现偶然失效现象，说明失效率λ是固定值且铁路信号设备没有失效期。如果铁路信号设备出现疲劳损耗，其便可能出现机械故障，表明铁路信号设备的失效率λ随着使用时长的增长而增大。此时，铁路信号设备的失效率λ不再是固定值，因此在建构铁路信号设备可靠性模型时，以指数分布为依据存在一定不合理性。对此，为了提高我国铁路信号设备的可靠性，要求从设备的使用性质、故障模式出发选择适宜的可靠性模型。。
（三）可靠性指标问题
关于铁路信号设备的可靠性，其一般以可靠性指标作为衡量标准，即：依照可靠性指标的要求，判定设备是否合格及其是否可以投用。先前，我国的可靠性指标为MTBF（平均无故障工作时间）或MTTF（失效前平均工作时间）。其中，不可修产品一般选用MTTF；可修产品选用MTBF，但MTBF在一定情况下与MTTF等效。依据《铁路信号产品可靠性要求评定方法》，铁路信号设备可靠性指标是以平均无故障指标作为评价依据，但该可靠性指标仅适合用在指数分布中。对此，铁路信号设备应引入更为完善的可靠性指标进行衡量，从而推动整个铁路行业的长足发展。
二、铁路信号设备可靠性研究现状的改进策略
（一）制定科学的可靠性标准
在可靠性工程领域，可靠性标准起到了指导与规范的作用。目前，我国已在航空、军工等高可靠性要求的领域及家电、电力等民用行业制定了相应的可靠性标准。铁路部门事关国民经济命脉，但铁路行业与可靠性有关的标准却存在数量少、内容简的问题，因此亟待制定科学且规范的可靠性标准。
（二）选取适宜的可靠性模型
在实际应用中，通常要求先按研究对象的物理背景选取适宜的可靠性模型，再以寿命数据为依据来检验分布的拟合优度，从而判定模型的选取是否合理。目前，极值分布、（对数）正态分布、威布尔分布、指数分布及伽马分布等都是使用频度较高的可靠性模型。下文，笔者简单介绍指数分布、（对数）正态分布和威布尔分布三种可靠性模型。
1.指数分布：指数分布是一种最为简单的分布，其目前被广泛用于研究铁路信号设备的可靠性。但指数分布因缺乏“记忆”而不能用作机械零件功能参数的分布方式，仅可用作高可靠性的、复杂的系统或机器部件的失效分布模型，尤其被广泛用于机器或部件的整机试验中。
2.威布尔分布：威布尔分布是一种在可靠性理论中使用最为广泛的模型，其物理背景明确及实践应用检验量大。与（对数）正态分布不同的是，威布尔分布的可靠性基本函数的解析表达式非常明确，因此方便实现数学处理。三参数威布尔分布的弹性十分丰富，主要从模型的形态参数β中体现出来，即：若β＜1，则模型的失效率λ递减及适用于产品的早期失效建模；若β＝1，则模型退变为指数分布，且存在常数失效率λ及适用于产品的随机失效建模；若β＞1，则模型的失效率λ递增及适用于老化类或磨损类产品的失效建模；若β≈3.4，则模型与（对数）正态分布近似。
3.（对数）正态分布：正态分布是一种在统计学中使用频度最高的分布。正态分布的定义域为，因此对数正态分布在可靠性数学中的使用更为常见。对数正态分布由正态分布导出，其广泛用于可靠性领域且适用于产品的疲劳失效、维修时间、加速寿命试验数据等的建模。
（三）建立完善的可靠性指标体系
下面，笔者从铁路行业的客观实际出发，介绍一种可靠性指标体系的创建方法：首先，分析产品的使用需求，具体指产品的保障条件、使用环境、预定功能对其维修性与可靠性的需求；其次，建立产品的失效判据或故障判别准则，并详细规定每一类故障的判据、准许的降级使用条件；第三、简化选取铁路信号产品的维修性、可靠性参数；第四、从产品的实际使用需求出发，分析确定产品在使用时的维修性、可靠性指标；第五、根据产品维修性、可靠性的使用指标，利用方程式组（-使用指标和合同指标；-转换系数）转换确定其合同指标，注意合同指标应略比使用指标高；第六、订购单位、承制单位协商确定产品维修性与可靠性的验证方法；第七、在评审完产品维修性与可靠性的合同指标、验证方法后，直接纳入产品的研制合同或任务书中，而对于产品下的部件或系统下的子系统，应从可靠性方面分配确定其指标。
三、结语
面对飞速发展的铁路运输事业，我国全面铺开了对铁路方面的改革，其中以列车的安全运行最为关键及其是列车工作的主要评价指标。据此，为了保证铁路列车的安全，铁路信号设备的高效运行是前提条件。在本文，笔者根据铁路信号设备可靠性的研究现状，提出了制定科学的可靠性标准、选取适宜的可靠性模型及建立完善的可靠性指标体系等改进策略，以期深化对我国铁路信号设备可靠性的应用研究。
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