CN106681296A - 一种列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，该方法包括以下步骤：先确定列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间最低可接受值，确定主机的试验综合环境条件，再根据试验综合环境条件确定试验剖面，并根据试验剖面进行主机可靠性试验并对试验数据进行统计。然后根据试验终止条件确定试验是否终止处理，并根据试验终止处理结果确定主机合格与否，最终根据试验数据统计结果进行列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间估计。本发明能够解决迅速有效地鉴定列车运行监控记录装置主机的可靠性指标的技术问题。

Description

一种列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法

技术领域

本发明涉及轨道交通设备可靠性试验领域，尤其是涉及一种应用于列车运行监控记录装置(LKJ)主机的可靠性试验方法。

背景技术

列车运行监控记录装置(以下简称LKJ)是我国铁路研制的，以保证列车运行安全为主要目的列车速度监控装置。该装置在实现列车速度安全控制的同时，采集、记录与列车安全运行有关的各种机车运行状态信息，促进了机车运行管理的自动化。列车运行监控记录装置具备列车运行的监控、记录、显示、报警提示和数据分析等功能，对防止列车“两冒一超”、保障行车安全等方面具有显著的效果和意义，可以广泛应用于各型电力机车、内燃机车和动车组。监控记录装置以轨道电路及机车信号作为列车运行的指令信息源，以预置于主机的方式获取运行线路的参数信息，采用计算机智能处理对列车运行速度进行安全监控。

而主机作为列车运行监控记录装置的系统控制中心，在可靠性指标上提出了更高的要求，因此必须在出厂前对其可靠性指标进行试验鉴定，以判断其指标是否符合设计要求。可靠性鉴定试验的目的是验证产品的设计是否达到了规定的可靠性要求，并估计平均故障间隔时间(MTBF)的真值，其核心内容包括综合环境条件设计和试验统计方案确定等内容。目前，国防军工产品常按GJB 899A-2009开展可靠性鉴定试验，但铁路行业还尚未制定相应的鉴定试验标准。因此，为了在定型前验证LKJ核心组件主机的可靠性指标，需要设计综合环境条件和试验统计方案，并通过试验数据估计其平均故障间隔时间的真值。

目前，在轨道交通领域尚无列车运行监控记录装置主机的可靠性鉴定试验标准，也没有列车运行监控记录装置主机的可靠性鉴定试验标准与试验方法，一般都是通过可靠性预计对其可靠性指标进行评估，并没有采用鉴定试验方法对其可靠性指标进行评估。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，能够解决迅速有效地鉴定列车运行监控记录装置主机的可靠性指标的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法的技术实现方案，一种轨道交通设备大型金属构件振动时效处理方法，包括以下步骤：

S101：确定列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间的最低可接受值；

S102：确定所述列车运行监控记录装置主机的试验综合环境条件；

S103：根据所述试验综合环境条件确定所述列车运行监控记录装置主机可靠性试验的试验剖面；

S104：根据步骤S103中确定的试验剖面进行所述列车运行监控记录装置主机可靠性试验，并对试验过程中的试验数据进行统计；

S105：根据试验终止条件确定所述列车运行监控记录装置主机可靠性试验是否进行试验终止处理；

S106：根据步骤S105中的试验终止处理结果确定所述列车运行监控记录装置主机合格与否；

S107：根据步骤S104中的试验数据统计结果进行所述列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间估计。

优选的，所述列车运行监控记录装置主机的试验综合环境条件包括但不限于温度应力、湿度应力、振动应力、冲击应力、电应力、浪涌和电快速脉冲群。

优选的，所述试验剖面包括冷循环试验剖面和热循环试验剖面，所述冷循环试验剖面中的温度应力试验剖面包括-25～-22℃，-20～-13℃，4～6℃三个温度台阶范围，所述热循环试验剖面中的温度应力试验剖面包括36～40℃，30～35℃，21～26℃三个温度台阶范围，每个温度台阶的保持时间为列车在两机务段之间执行一次单边行车的平均时间。

优选的，所述试验剖面进一步包括湿度应力试验剖面，所述湿度应力试验剖面为：

当温度低于20℃时，对施加于所述列车运行监控记录装置主机的湿度应力不进行控制；当温度为75～95℃时，施加湿度应力为20％RH～30％RH；当温度为36～40℃时，施加湿度应力为50％RH～60％RH；当温度为30～35℃时，施加湿度应力为70％RH～80％RH；当温度为21～26℃时，施加湿度应力为80％RH～90％RH。

优选的，所述试验剖面进一步包括振动应力试验剖面，所述振动应力试验剖面为：

除在模拟列车处于冷浸、热浸和升降温的时间段，其它时间段均对所述列车运行监控记录装置主机施加振动应力，在所述试验剖面中施加的振动应力为随机振动应力。

优选的，所述试验剖面进一步包括冲击应力试验剖面，所述冲击应力试验剖面为：

在-25～-22℃、21～26℃和36～40℃温度环境条件下分别对所述列车运行监控记录装置主机施加冲击应力，冲击应力的脉宽为25～35ms，在每一个温度环境条件下均施加正向和反向各2～5次冲击应力。

优选的，所述试验剖面进一步包括电应力试验剖面，所述电应力试验剖面为：

按照电压上限值、电压标称值、电压下限值、电压标称值的顺序对所述列车运行监控记录装置主机施加电应力，每个电压等级保持25～35分钟，并按照所述电压上限值、电压标称值、电压下限值、电压标称值的顺序循环直至通电周期结束；

在模拟列车处于冷浸和热浸的时间段停止对所述列车运行监控记录装置主机施加电应力，在所述冷浸和热浸的时间段结束后，对所述列车运行监控记录装置主机通断电1～4次后再连续通电。

优选的，所述试验剖面进一步包括浪涌试验剖面，所述浪涌试验剖面为：

在所述列车运行监控记录装置主机的电源端施加电压为线-线±800～±1200V、线-地±1600～±2400V两种耦合方式的脉冲，每种耦合方式均按照正负极性各3～8次进行施加，单次浪涌周期为25～35s。

优选的，所述试验剖面进一步包括电快速脉冲群试验剖面，所述电快速脉冲群试验剖面为：

在所述列车运行监控记录装置主机的电源端施加电压为±1600～±2400V、频率为4.5～5.5kHz的电快速脉冲群，所述电快速脉冲群的持续时间为12～18ms、群周期为240～360ms，电快速脉冲群的总持续时间为0.5～1.5min。

优选的，在所述步骤S104中，按照标准型定时截尾试验方案对列车运行监控记录装置主机可靠性试验过程中的试验数据进行统计。

优选的，所述可靠性试验方法还包括在所述步骤S104试验后的常温测试，在所述步骤S105中，按照以下规则进行列车运行监控记录装置主机可靠性试验终止处理：

(a)受试的列车运行监控记录装置主机在累计有效试验时间达到2.44θ₁小时，以及在所述步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≤1，则列车运行监控记录装置主机可靠性试验正常终止；

(b)受试的列车运行监控记录装置主机在累计有效试验时间2.44θ₁小时内，以及在所述步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≥2，则中止列车运行监控记录装置主机可靠性试验；

其中，θ₁为列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间的最低可接受值，累计有效试验时间为单台列车运行监控记录装置主机的试验时间乘以受试的列车运行监控记录装置主机的样机台数，单台列车运行监控记录装置主机的试验时间为所述试验剖面的试验时间。

优选的，在所述步骤S106中，按照以下规则进行所述列车运行监控记录装置主机合格与否的判断：

受试的列车运行监控记录装置主机在累计有效试验时间达到2.44θ₁小时，以及在所述步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≤1，则通过列车运行监控记录装置主机可靠性试验；

受试的列车运行监控记录装置主机在累计有效试验时间2.44θ₁小时内，以及在所述步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≥2，则未通过列车运行监控记录装置主机可靠性试验。

优选的，在所述步骤S107中，按照以下规则进行所述列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间估计：

其中：为列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间的点估计值；θ_L为置信下限；θ_U为置信上限；β为使用方风险值；T为定时截尾的总试验时间，也即累计有效试验时间；r为责任故障数。

通过实施上述本发明提供的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明提出了轨道交通核心产品列车运行监控记录装置主机的可靠性鉴定试验方法，根据列车运行监控记录装置的实际运行环境，制定了综合环境条件，并根据列车运行监控记录装置的实际情况确定统计方案，解决了迅速有效地鉴定列车运行监控记录装置主机的可靠性指标的技术问题；

(2)本发明是基于列车运行监控记录装置的实际运行环境条件和指数分布寿命假设提出的统计试验方法，在试验中真实地模拟了列车运行监控记录装置主机的实际运行环境，并采用了合适的统计方案，从而通过试验数据所估计出列车运行监控记录装置主机的MTBF值非常准确；

(3)本发明采用定时截尾统计方案，可以在试验前确定责任故障数、试验时间和试验费用，便于列车运行监控记录装置主机的管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是本发明列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法一种具体实施例的程序流程图；

图2是本发明列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法一种具体实施例中振动应力测试的振动加速度PSD谱示意图；

图3是本发明列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法一种具体实施例中冲击应力测试的冲击波形示意图；

图4是本发明列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法一种具体实施例中冷循环试验剖面的示意图；

图5是本发明列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法一种具体实施例中热循环试验剖面的示意图；

图6是本发明方法所应用的列车运行监控记录装置主机可靠性试验系统的结构组成示意图；

图中，1-列车运行监控记录装置主机，2-测试仪，3-显示器，4-数字输入/输出插件面板，5-指示灯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图6所示，给出了本发明列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如附图1所示，一种列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法的具体实施例，包括以下步骤：

S101：确定列车运行监控记录装置主机1的平均故障间隔时间的最低可接受值。

根据用合同要求、或者可靠性预计报告、或者现场数据确定单台列车运行监控装置主机1的MTBF(平均故障间隔时间)最低可接受值为θ₁(小时)。

S102：确定列车运行监控记录装置主机1的试验综合环境条件。

列车运行监控记录装置主机1的可靠性与综合环境条件密切相关，列车运行监控记录装置主机可靠性试验的试验环境条件也应当尽可能真实地反映其现场使用和任务环境特征。因此，可根据列车运行监控记录装置主机1的现场故障统计情况和实际任务环境，建立合适的试验综合环境条件。

列车运行监控记录装置主机可靠性试验的综合环境条件需尽量真实地时序模拟列车运行监控记录装置主机1在实际使用中经历的最主要的环境应力。根据列车运行监控记录装置主机1的实际使用环境，其在全寿命周期内所经历的主要环境有：温度(包括高温、低温)、振动、潮湿、机械冲击和电磁辐射。

由于温度、振动和湿度是影响列车运行监控记录装置主机1可靠性的关键环境因素，这三种应力所激发的故障占由环境应力诱发故障的86％，而列车运行监控记录装置主机1在现场所暴露出的故障模式也主要由温度、振动、湿度、冲击和电磁辐射等所诱发。因此，根据以上分析并结合实验室条件，本发明具体实施例确定列车运行监控记录装置主机1的综合环境条件包括但不限于温度应力(高温、低温)、湿度应力、振动应力、冲击应力、电应力、浪涌和电快速脉冲群6个部分。

S103：根据试验综合环境条件确定列车运行监控记录装置主机可靠性试验的试验剖面。

试验剖面是直接应用于列车运行监控记录装置主机可靠性试验的环境参数与时间的关系图，是按照一定规则对环境剖面进行处理后获得的，依据上述步骤S102所确定综合环境条件，一种典型的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法的综合环境试验剖面可以设计为：

(1)温度应力试验剖面

温度应力是为了模拟列车运行监控记录装置主机1在执行典型任务时遇到的全天候气象环境，根据列车运行的基本情况，确定列车在车库驻停阶段冷浸、热浸，出库试车阶段冷天工作、热天工作的温度值和持续时间。其中，冷浸、热浸是模拟列车运行监控记录装置主机1在极端温度环境条件下的驻停任务，参照轨道交通电子装置的极端工作环境条件，确定列车运行监控记录装置主机1的冷浸、热浸温度分别为-40℃和85℃。

由于机车在车库的驻停时间并不确定，但因列车运行监控记录装置主机1在环境试验时一般在2h内可达到温度平衡，因此确定其冷浸、热浸时间为2h。冷浸、热浸期间应断电，但在热浸最后10min，需上电并对列车运行监控记录装置主机1的主要功能进行测试。

列车在我国版图内运行，其温度涵盖范围非常广泛，因此列车运行监控记录装置主机1的正常工作温度条件应包括列车正常工作的温度，并涵盖我国典型气候区域温度。根据列车运行监控记录装置主机1的实际使用情况，确定列车运行监控记录装置主机1的冷天、热天工作温度分别为-25℃和70℃，确定列车运行监控记录装置主机1出库试车阶段的持续时间为0.5h。

如下表1和下表2所示，给出了我国各气候类型的温度统计值，经对各气候类型高、低气温年极限求平均值，并对5℃以内的温度值合并成一个温度等级。

表1各温度带高气温年极值平均值温度台阶合并列表

表2各温度带低气温年极值平均值温度台阶合并列表

由表1可知，高气温年极值典型温度台阶为：37.7℃，32.6℃，23.5℃。由于表2中温度台阶合并后的-30.2℃低于列车运行监控记录装置主机1的低温工作极限-25℃，因此取低气温年极值典型温度台阶值为：-25℃、-16.3℃和4.9℃。

由于机车一般只在同一铁路局内执行往返行车任务，列车运行监控记录装置主机1在多数情况下只处于一种典型温度台阶，因此一个典型行车任务分别对应1个低温台阶和1个高温台阶，即由冷天→热天→冷天构成一个完整的温度循环。

考虑到列车运行监控记录装置主机1装备于多种列车，其行车任务覆盖了我国的各个温度带，所以温度应力试验剖面应当涵盖表1和表2中的6个典型温度台阶值，且每个温度台阶的保持时间应为列车在两机务段之间执行一次单边行车的平均时间约为6h，因此确定温度保持时间为6h。

如附图4和附图5所示，试验剖面进一步包括冷循环试验剖面和热循环试验剖面。作为本发明一种典型的具体实施例，冷循环试验剖面中的温度应力试验剖面包括-25℃，-16.3℃，4.9℃三个温度台阶，热循环试验剖面中的温度应力试验剖面包括37.7℃，32.6℃，23.5℃三个温度台阶，每个温度台阶的保持时间为列车在两机务段之间执行一次单边行车的平均时间。当然，冷循环试验剖面中的温度应力试验剖面包括-25～-22℃，-20～-13℃，4～6℃三个温度台阶范围，热循环试验剖面中的温度应力试验剖面包括36～40℃，30～35℃，21～26℃三个温度台阶范围，也是可以实现本发明目的的。

(2)湿度应力试验剖面

本发明具体实施例考虑到严酷的温湿度环境，在可靠性试验时模拟出高温低湿和低温高湿环境。作为本发明一种典型的具体实施例，当温度低于20℃时对湿度应力不进行控制，其他湿度应力随行车规划与对应的温度进行匹配，即：当温度为85℃时，施加湿度应力为25％RH；当温度为37.5℃时，施加湿度应力为55％RH；当温度为32.6℃时，施加湿度应力为75％RH；当温度为23.5℃时，施加湿度应力为85％RH，如附图5所示。当然，当温度为75～95℃时，施加湿度应力为20％RH～30％RH；当温度为36～40℃时，施加湿度应力为50％RH～60％RH；当温度为30～35℃时，施加湿度应力为70％RH～80％RH；当温度为21～26℃时，施加湿度应力为80％RH～90％RH，也是可以实现本发明目的的。

(3)振动应力试验剖面

根据列车运行监控记录装置主机1的实际安装位置，在试验剖面中施加的振动应力为随机振动应力，其振动加速度PSD谱如附图2所示。除在模拟列车处于冷浸、热浸和升降温的时间段，其它时间段均对列车运行监控记录装置主机1施加振动应力，在试验剖面中施加的振动应力为随机振动应力。

(4)冲击应力试验剖面

为模拟机车运行时列车运行监控记录装置主机1所经历的机械冲击环境，作为本发明一种典型的具体实施例，在-25℃、23.5℃和37.7℃温度环境条件下分别对列车运行监控记录装置主机1施加冲击应力，冲击应力的脉宽为30ms，在每一个温度环境条件下均施加正向和反向各三次冲击应力。冲击应力的参数与波形如下表3和附图3所示。当然，在-25～-22℃、21～26℃和36～40℃温度环境条件下分别对列车运行监控记录装置主机1施加冲击应力，冲击应力的脉宽为25～35ms，在每一个温度环境条件下均施加正向和反向各2～5次冲击应力，也是可以实现本发明目的的。

表3冲击试验参数表

(5)电应力试验剖面

作为电子装置的列车运行监控记录装置主机1的电压上下限值分别为标称值的125％和70％，其中标称电压占通电时间的50％，上限、下限电压分别占25％。因此，作为本发明一种典型的具体实施例，在试验时电压按照上限137.5V、标称10V、下限77V进行变化，其加入顺序为上限→标称→下限→标称，每个电压等级保持30min，并依此循环直至该通电周期结束。但在模拟列车处于冷浸和热浸的时间段(85℃最后10min应加电)停止对列车运行监控记录装置主机1施加电应力，在冷浸、热浸结束后，对列车运行监控记录装置主机1通断电两次后再连续通电。当然，按照电压上限值、电压标称值、电压下限值、电压标称值的顺序对列车运行监控记录装置主机1施加电应力，每个电压等级保持25～35分钟，并按照电压上限值、电压标称值、电压下限值、电压标称值的顺序循环直至通电周期结束。在模拟列车处于冷浸和热浸的时间段停止对列车运行监控记录装置主机1施加电应力，在冷浸和热浸的时间段结束后，对列车运行监控记录装置主机1通断电1～4次后再连续通电。这也是可以实现本发明目的的。

(6)浪涌和电快速脉冲群试验剖面

由于列车运行监控记录装置主机1在工作时不可避免地受到网压突变和电磁耦合的影响，因此在每个温度台阶(85℃、70℃除外)对列车运行监控记录装置主机1上电测试前，应当加入浪涌和电快速瞬变脉冲群干扰，以模拟其特殊环境下的特殊工况。

作为本发明一种典型的具体实施例，浪涌试验剖面为：

在列车运行监控记录装置主机1的电源端施加电压为线-线±1000V、线-地±2000V两种耦合方式的脉冲，每种耦合方式均施加10次(按照正负极性各5次进行施加)，单次浪涌周期为30s。当然，在列车运行监控记录装置主机1的电源端施加电压为线-线±800～±1200V、线-地±1600～±2400V两种耦合方式的脉冲，每种耦合方式均按照正负极性各3～8次进行施加，单次浪涌周期为25～35s。这也是可以实现本发明目的的。

作为本发明一种典型的具体实施例，电快速脉冲群试验剖面为：

在列车运行监控记录装置主机1的电源端施加电压为±2000V、频率为5kHz的电快速脉冲群，电快速脉冲群的持续时间为15ms、群周期为300ms，电快速脉冲群的总持续时间为1min。当然，在列车运行监控记录装置主机1的电源端施加电压为±1600～±2400V、频率为4.5～5.5kHz的电快速脉冲群，电快速脉冲群的持续时间为12～18ms、群周期为240～360ms，电快速脉冲群的总持续时间为0.5～1.5min。这也是可以实现本发明目的的。

(7)性能测试过程

在试验剖面中还进一步包括性能测试过程，列车运行监控记录装置主机可靠性试验中功能检查与性能测试，均应反映列车运行监控记录装置主机1工作状态的主要功能和性能。在可靠性试验期间，应当全程监控列车运行监控记录装置主机1的功能和性能指标。因此，作为本发明一种典型具体实施例，在本发明实施例试验剖面中的2.5h、7h、14h、21h、26.5h、31h、38h、45h时间点对受试的列车运行监控记录装置主机1进行检测和记录，如附图4和附图5所示，性能测试项目如下表4所示。当然，还可以根据实际需要选择其它时间点对受试的列车运行监控记录装置主机1进行检测和记录。

如附图6所示，为本发明方法所应用的列车运行监控记录装置主机可靠性试验系统，该系统包括：彼此相连的列车运行监控记录装置主机1和测试仪2，列车运行监控记录装置主机1进一步设置有显示器3、数字输入插件面板4和按键，数字输入插件面板4上设置有指示灯5。列车运行监控记录装置主机在可靠性试验的前、中、后测试过程(即：步骤S104试验前的常温测试、步骤S104过程中的试验、步骤S104试验后的常温测试)按下表4的项目进行功能检查和性能检测。

表4功能检查和性能检测项目列表

序号	测试项目
		1	速度检查
2	机车信号检查
		3	机车工况信号检查
4	压力信号检查
		5	输出控制信号检查
6	浪涌和电快速脉冲群测试

1、速度检查

修改测试仪设置轮径，以及列车运行监控记录装置主机设置轮径，使二者一致(均为1050.0)。检查显示器3的速度窗口速度显示值应与测试仪2的速度显示值一致(误差为±2km/h)。

2、机车信号检查

在测试仪2上设置机车信号，列车运行监控记录装置主机1的数字输入/输出插件面板4的指示灯5，以及显示器3的信号指示灯对应指示如下表5所示。

表5机车信号测试表

测试仪	面板指示灯	显示器屏幕左上角
			绿(L)	1A	绿灯
绿黄(L/U)	1B	绿黄灯
			黄(U)	2A	黄灯
黄2(U2)	2B	黄2灯

双黄(U/U)	3A	双黄灯
			红黄(H/U)	3B	红黄灯
红(H)	4A	红灯
			白(B)	4B	白灯
速度等级1(SD1)	5A
			速度等级2(SD2)	5B
速度等级3(SD3)	6A
			制式	6B
绝缘节	7A
			50V(信号)备1	7B
50V(信号)备2	8A
			50V(信号)备3	8B

3、机车工况信号检查

在测试仪2上设置机车工况状态，列车运行监控记录装置主机1的数字输入/输出插件面板4的指示灯5对应指示如下表6所示。

表6机车工况信号检查表

零位(LW)	1A
		向前(XQ)	1B
向后(XH)	2A
		牵引(QY)	2B
制动(ZD)	3A
		110V备1	3B
110V备2	4A
		110V备3	4B

按压显示器3的查询键，在显示器3的查询选择窗口直接按压2或将光标移至工况显示处，再按压确认键，进入工况查询窗口。进入后，会有对应工况信息的中文显示，显示器3中显示的相应工况应与测试仪2所给工况一致。

4、压力信号检查

进入显示器3中的工况显示窗口，调节测试仪2的各路压力输出信号。显示器3的列车管压力、制动缸压力、均衡风缸压力显示值应与相应的测试仪2的压力显示值一致，允许误差为±30Kpa。

5、输出控制信号检查

在列车速度为0的情况下，连续按压显示器3的“查询键2次，选择A/B机常用制动试验，显示器3上的卸载和常用指示灯亮，测试仪2上有卸载、排风、保压指示。退出常用制动后，选择A/B机紧急制动试验，显示器3上的紧急指示灯亮，测试仪2上有紧急指示。

S104：根据步骤S103中确定的试验剖面进行列车运行监控记录装置主机可靠性试验，并对试验过程中的试验数据进行统计。

列车运行监控记录装置主机1属于复杂电子装置，其寿命服从指数分布，列车运行监控记录装置主机可靠性试验采用标准型定时截尾试验方案，其具体参数详见下表7。

表7试验统计方案参数列表

S105：根据试验终止条件确定列车运行监控记录装置主机可靠性试验是否进行试验终止处理。

可靠性试验方法还包括在步骤S104试验后的常温测试，在步骤S105中，按照以下规则进行列车运行监控记录装置主机可靠性试验终止处理：

(a)受试的列车运行监控记录装置主机1在累计有效试验时间达到2.44θ₁小时，以及在步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≤1，则列车运行监控记录装置主机可靠性试验正常终止；

(b)受试的列车运行监控记录装置主机1在累计有效试验时间2.44θ₁小时内，以及在步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≥2，则中止列车运行监控记录装置主机可靠性试验；

其中，θ₁为单台列车运行监控记录装置主机1的平均故障间隔时间的最低可接受值，累计有效试验时间为单台列车运行监控记录装置主机1的试验时间乘以受试的列车运行监控记录装置主机1的样机台数，单台列车运行监控记录装置主机1的试验时间为试验剖面的试验时间。步骤S104试验后的常温测试是指在试验剖面之外，在常温状态下，根据客户和厂家的需求(如：可以按照上表4中的项目进行测试)，对完成可靠性试验后的列车运行监控记录装置主机样机进行的测试，主要用于测试样机的性能是否正常。

S106：根据步骤S105中的试验终止处理结果确定列车运行监控记录装置主机1合格与否。

在步骤S106中，按照以下规则进行列车运行监控记录装置主机1合格与否的判断：

受试的列车运行监控记录装置主机1在累计有效试验时间达到2.44θ₁小时，以及在步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≤1，则通过列车运行监控记录装置主机可靠性试验。

受试的列车运行监控记录装置主机1在累计有效试验时间2.44θ₁小时内，以及在步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≥2，则未通过列车运行监控记录装置主机可靠性试验。

S107：根据步骤S104中的试验数据统计结果进行列车运行监控记录装置主机1的平均故障间隔时间估计。

根据试验中的责任故障数r，可对受试的列车运行监控记录装置主机1的MTBF值进行点估计和区间估计，在步骤S107中，具体按照以下规则进行列车运行监控记录装置主机1的平均故障间隔时间估计：

列车运行监控记录装置主机平均故障间隔时间(MTBF)的点估计值

式中：为列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间的点估计值；T为定时截尾的总试验时间，也即累积有效试验时间(h)；r为责任故障数(个)。

列车运行监控记录装置主机平均故障间隔时间(MTBF)的区间估计值(θ_L,θ_U)：

式中：θ_L为置信下限；θ_U为置信上限；β为使用方风险值。

上述实施例描述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法可以很好地鉴定列车运行监控记录装置主机的可靠性指标(MTBF)。

通过实施本发明具体实施例描述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法提出了轨道交通核心产品列车运行监控记录装置主机的可靠性鉴定试验方法，根据列车运行监控记录装置的实际运行环境，制定了综合环境条件，并根据列车运行监控记录装置的实际情况确定统计方案，解决了迅速有效地鉴定列车运行监控记录装置主机的可靠性指标的技术问题；

(2)本发明具体实施例描述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法是基于列车运行监控记录装置的实际运行环境条件和指数分布寿命假设提出的统计试验方法，在试验中真实地模拟了列车运行监控记录装置主机的实际运行环境，并采用了合适的统计方案，从而通过试验数据所估计出列车运行监控记录装置主机的MTBF值非常准确；

(3)本发明具体实施例描述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法采用定时截尾统计方案，可以在试验前确定责任故障数、试验时间和试验费用，便于列车运行监控记录装置主机的管理。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (13)

1.一种列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：确定列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间的最低可接受值；

S102：确定所述列车运行监控记录装置主机的试验综合环境条件；

S103：根据所述试验综合环境条件确定所述列车运行监控记录装置主机可靠性试验的试验剖面；

S104：根据步骤S103中确定的试验剖面进行所述列车运行监控记录装置主机可靠性试验，并对试验过程中的试验数据进行统计；

S105：根据试验终止条件确定所述列车运行监控记录装置主机可靠性试验是否进行试验终止处理；

S106：根据步骤S105中的试验终止处理结果确定所述列车运行监控记录装置主机合格与否；

S107：根据步骤S104中的试验数据统计结果进行所述列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间估计。

2.根据权利要求1所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于：所述列车运行监控记录装置主机的试验综合环境条件包括但不限于温度应力、湿度应力、振动应力、冲击应力、电应力、浪涌和电快速脉冲群。

3.根据权利要求2所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于：所述试验剖面包括冷循环试验剖面和热循环试验剖面，所述冷循环试验剖面中的温度应力试验剖面包括-25～-22℃，-20～-13℃，4～6℃三个温度台阶范围，所述热循环试验剖面中的温度应力试验剖面包括36～40℃，30～35℃，21～26℃三个温度台阶范围，每个温度台阶的保持时间为列车在两机务段之间执行一次单边行车的平均时间。

4.根据权利要求2或3所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，所述试验剖面进一步包括湿度应力试验剖面，所述湿度应力试验剖面为：

当温度低于20℃时，对施加于所述列车运行监控记录装置主机的湿度应力不进行控制；当温度为75～95℃时，施加湿度应力为20％RH～30％RH；当温度为36～40℃时，施加湿度应力为50％RH～60％RH；当温度为30～35℃时，施加湿度应力为70％RH～80％RH；当温度为21～26℃时，施加湿度应力为80％RH～90％RH。

5.根据权利要求4所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，所述试验剖面进一步包括振动应力试验剖面，所述振动应力试验剖面为：

除在模拟列车处于冷浸、热浸和升降温的时间段，其它时间段均对所述列车运行监控记录装置主机施加振动应力，在所述试验剖面中施加的振动应力为随机振动应力。

6.根据权利要求2、3或5中任一项所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，所述试验剖面进一步包括冲击应力试验剖面，所述冲击应力试验剖面为：

在-25～-22℃、21～26℃和36～40℃温度环境条件下分别对所述列车运行监控记录装置主机施加冲击应力，冲击应力的脉宽为25～35ms，在每一个温度环境条件下均施加正向和反向各2～5次冲击应力。

7.根据权利要求6所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，所述试验剖面进一步包括电应力试验剖面，所述电应力试验剖面为：

按照电压上限值、电压标称值、电压下限值、电压标称值的顺序对所述列车运行监控记录装置主机施加电应力，每个电压等级保持25～35分钟，并按照所述电压上限值、电压标称值、电压下限值、电压标称值的顺序循环直至通电周期结束；

在模拟列车处于冷浸和热浸的时间段停止对所述列车运行监控记录装置主机施加电应力，在所述冷浸和热浸的时间段结束后，对所述列车运行监控记录装置主机通断电1～4次后再连续通电。

8.根据权利要求2、3、5或7中任一项所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，所述试验剖面进一步包括浪涌试验剖面，所述浪涌试验剖面为：

在所述列车运行监控记录装置主机的电源端施加电压为线-线±800～±1200V、线-地±1600～±2400V两种耦合方式的脉冲，每种耦合方式均按照正负极性各3～8次进行施加，单次浪涌周期为25～35s。

9.根据权利要求8所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，所述试验剖面进一步包括电快速脉冲群试验剖面，所述电快速脉冲群试验剖面为：

在所述列车运行监控记录装置主机的电源端施加电压为±1600～±2400V、频率为4.5～5.5kHz的电快速脉冲群，所述电快速脉冲群的持续时间为12～18ms、群周期为240～360ms，电快速脉冲群的总持续时间为0.5～1.5min。

10.根据权利要求2、3、5、7或9中任一项所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于：在所述步骤S104中，按照标准型定时截尾试验方案对列车运行监控记录装置主机可靠性试验过程中的试验数据进行统计。

11.根据权利要求10所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，所述可靠性试验方法还包括在所述步骤S104试验后的常温测试，在所述步骤S105中，按照以下规则进行列车运行监控记录装置主机可靠性试验终止处理：

(a)受试的列车运行监控记录装置主机在累计有效试验时间达到2.44θ₁小时，以及在所述步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≤1，则列车运行监控记录装置主机可靠性试验正常终止；

(b)受试的列车运行监控记录装置主机在累计有效试验时间2.44θ₁小时内，以及在所述步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≥2，则中止列车运行监控记录装置主机可靠性试验；

其中，θ₁为列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间的最低可接受值，累计有效试验时间为单台列车运行监控记录装置主机的试验时间乘以受试的列车运行监控记录装置主机的样机台数，单台列车运行监控记录装置主机的试验时间为所述试验剖面的试验时间。

12.根据权利要求11所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，在所述步骤S106中，按照以下规则进行所述列车运行监控记录装置主机合格与否的判断：

受试的列车运行监控记录装置主机在累计有效试验时间达到2.44θ₁小时，以及在所述步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≤1，则通过列车运行监控记录装置主机可靠性试验；

受试的列车运行监控记录装置主机在累计有效试验时间2.44θ₁小时内，以及在所述步骤S104试验后的常温测试中，如果责任故障数r≥2，则未通过列车运行监控记录装置主机可靠性试验。

13.根据权利要求11或12所述的列车运行监控记录装置主机可靠性试验方法，其特征在于，在所述步骤S107中，按照以下规则进行所述列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间估计：

$\widehat{\mathrm{\θ}}=T/r---\left(1\right)$

${\mathrm{\θ}}_L=\frac{2r}{{\mathrm{\χ}}_{\mathrm{\β}}^2(2r+2)}\×\widehat{\mathrm{\θ}}---\left(2\right)$

${\mathrm{\θ}}_U=\frac{2r}{{\mathrm{\χ}}_{1-\mathrm{\β}}^2\left(2r\right)}\×\widehat{\mathrm{\θ}}---\left(3\right)$

其中：为列车运行监控记录装置主机的平均故障间隔时间的点估计值；θ_L为置信下限；θ_U为置信上限；β为使用方风险值；T为定时截尾的总试验时间，也即累计有效试验时间；r为责任故障数。