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[摘 要]结合我国高速铁路的快速发展，分析了客运专线牵引供电系统可靠性研究的意义，着重对牵引供电系统可靠性研究的现状进行了分析，并指出了牵引供电系统可靠性研究的发展趋势。
[关键词]牵引供电系统 可靠性 研究现状
中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0137-01
引言
伴随着我国高速客运专线兴建的如火如荼，对其可靠性也提出了更高要求。牵引供电系统作为客运专线的核心构成，是连通外部电网和动车车辆的纽带，负责将外部高压电网的交流电源经过适当处理并转换为动车车辆需求的电压电流制式的电能。高速客运专线的迅速发展也给牵引供电系统的可靠运行提出了严格要求。
1 牵引供电系统可靠性研究的意义
实际上，牵引供电系统可靠性贯穿于客运专线的规划、设计、装备制造、施工、运营管理直至寿命终结的整个生命周期的各个阶段，并渗透到变电、监控、保护等不同环节。牵引供电系统作为整个系统中的重要组成，可以说，牵引供电系统可靠性是客运专线固有属性的具体体现。
安全是客运专线服务宗旨的第一要领，安全就要可靠，可靠才能安全。然而，高速客运专线装备制造、设计、施工、运营中的安全隐患和工程风险也有发生，更需要各环节的安全可靠。牵引供电系统是客运专线运营的动力源泉，没有牵引供电系统的安全可靠，也就谈不上客运专线的安全可靠，更谈不上客运专线的服务宗旨的实现。
2 牵引供电系统可靠性国内外研究现状
铁路牵引供电系统的可靠性早就引起了广大学者的关注和研究。1993年，文献[1]建立了接触网的可靠性模型，但没有涉及牵引变电所的可靠性研究。随着铁路的发展，人们意识到建立铁路可靠性标准的重要性。1999年，文献[2]是铁路可靠性较早的标准。2002年IEC62278作为EN50126的发展，给出了最初的铁路供电可靠性的评估[3]，但不是定量的，所以难以在实际评估中应用。2004年，文献4首次定义了铁路牵引供电系统可靠性，但遗憾的是却没给出定量的分析方法及模型，因此，需要探索新的铁路供电可靠性建模方法和定量的可靠性评估标准。
相比大电力系统可靠性研究而言，铁路供电系统的可靠性研究人员相对少，研究成果也相对少，而且不少成果借鉴于大电力系统的研究。目前的牵引供电系统的可靠性研究内容多集中在接触网、牵引变电所失效分析等方面，研究思路多集中在结构方面。
2.1 基于FTA的牵引供电系统可靠性分析
文献[5]将FTA成功应用于牵引供电系统的可靠性研究中，解决了模型的定性分析和定量计算问题。其中，文献[6，7]用FTA分析了AT供电方式的牵引供电系统各故障原因之间的逻辑，并用其所提出的近似方法计算了模型顶事件发生的概率；文献[8]则用FTA发现了接触网系统存在的故障起因和失效机理。现有文献验证了FTA应用于牵引供电系统可靠性研究的可行性和有效性，该方法既能定性分析也能定量计算，满足了牵引供电系统可靠性研究的基本需求。
2.2 基于遗传算法和神经网络的牵引供电系统可靠性研究
文献[9]成功将遗传算法应用到牵引供电系统的可靠性分析中，给出了如何运用遗传算法进行牵引供电系统可靠性模型拟合的具体方法。文献[10，11]给出了详解答案，不仅建立了腕臂系统的模型，而且可以利用有限元计算大量的响应数据。可以说，这两篇文献开辟了一条研究复杂铁路系统可靠性的新方法。
2.3 牵引供电系统RAMS评估
文献[12]在故障树分析的基础上解决了如何运用可信性理论实现接触网可靠性的模糊评估的问题。文献[13]介绍了如何利用可信性理论来实现牵引供电系统的RAMS模糊评估。一个系统的可靠性、可用性、维修性和安全性的四个方面的研究紧密相连，息息相关，牵引供电系统的可靠性研究已经拓展到RAMS的综合评估，文献[14]提出了牵引供电系统RAMS评估的层次性，提出的牵引供电系统的RAMS指标不仅考虑了越区供电，而且这些指标的表达式都基于各部件的可靠性参数，为牵引供电系统的组合RAMS研究提供了良好的理论依据。
3 结语
通过以上分析，牵引供电系统的可靠性研究更多地借鉴电力系统可靠性的研究，随着可靠性理论的发展而深入。牵引供电系统的可靠性研究的发展需要融入我国高铁近年来的运营大量经验数据，为我国高铁牵引供电系统的可靠设计、运营、维护提供理论支撑。
参考文献
[1] 张卫东，贺威俊.电力牵引接触网系统可靠性模型研究[J].铁道学报，1993，15（1）：31-38.
[2] CENELEC.EN50126 Railway appliaction-specification of railway reliability， availability， maintenance and safety（RAMS）[S].1999.
[3] International Electrotechnical Commission.IEC62278 Railway appliaction-specification of railway reliability，availability，maintenance and safety（RAMS）.2002.
[4] Sagareli Sergo.Traction power systems reliability concepts[C].Procceedings of the 2004 ASME/IEEE Joint Rail Conference，Maryland，USA，2004：35-39.
[5] 張小瑜，吴俊勇.高速铁路牵引供电系统的供电可靠性评估方法[J].电网技术，2007，31（11）：27-32.
[6] 陈绍宽.基于事故树分析的铁路牵引供电系统可靠性评价[J].铁道学报，2006，28（6）：123-129.
[7] S. K. Chen，T. K. Ho，B. H. Mao.Reliability Evaluations of Railway Power Supplies by Fault Tree Analysis[J].IET Electr. Power Appl.，2007，1（2）：161-172.
[8] 万毅，邓斌，李会杰，等.基于FTA的接触网系统可靠性研究[J].铁道工程学报，2005，12（6）：55-59.
[9] 谢将剑，吴俊勇，吴燕.基于遗传算法的牵引供电系统可靠性建模[J].铁道学报，2009，31（4）：47-51.
[10] 万毅，邓斌，柯坚，等.基于神经网络RBF的接触网可靠性分析[J].铁道学报，2005，27（6）：39-42.
[11] 万毅，邓斌，李会杰，等.铁路接触网系统可靠度的仿真计算[J].应用基础与工程科学学报，2005，13（3）：307-312.
[12] 杨媛，吴俊勇，吴燕.基于可信性理论的电气化铁路接触网可靠性的模糊评估[J].铁道学报，2008，30（6）：89-93.
[13] 杨媛，吴俊勇，吴燕.基于可信性理论的电气化铁路牵引供电系统RAMS的模糊评估[J].北京交通大学学报，2008，32（5）：89-92.
[14] 杨媛，吴俊勇，张小瑜.外部电力系统对高速铁路供电的RAMS评估及其灵敏度分析[J].电力系统自动化，2007，31（20）：98-102.
作者簡介
丁雪成（1983-）男，河北衡水，硕士，2011年毕业于西南交通大学轨道交通电气化与自动化专业，现在为中铁第五勘察设计院集团有限公司工程师。
[关键词]牵引供电系统 可靠性 研究现状
中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0137-01
引言
伴随着我国高速客运专线兴建的如火如荼，对其可靠性也提出了更高要求。牵引供电系统作为客运专线的核心构成，是连通外部电网和动车车辆的纽带，负责将外部高压电网的交流电源经过适当处理并转换为动车车辆需求的电压电流制式的电能。高速客运专线的迅速发展也给牵引供电系统的可靠运行提出了严格要求。
1 牵引供电系统可靠性研究的意义
实际上，牵引供电系统可靠性贯穿于客运专线的规划、设计、装备制造、施工、运营管理直至寿命终结的整个生命周期的各个阶段，并渗透到变电、监控、保护等不同环节。牵引供电系统作为整个系统中的重要组成，可以说，牵引供电系统可靠性是客运专线固有属性的具体体现。
安全是客运专线服务宗旨的第一要领，安全就要可靠，可靠才能安全。然而，高速客运专线装备制造、设计、施工、运营中的安全隐患和工程风险也有发生，更需要各环节的安全可靠。牵引供电系统是客运专线运营的动力源泉，没有牵引供电系统的安全可靠，也就谈不上客运专线的安全可靠，更谈不上客运专线的服务宗旨的实现。
2 牵引供电系统可靠性国内外研究现状
铁路牵引供电系统的可靠性早就引起了广大学者的关注和研究。1993年，文献[1]建立了接触网的可靠性模型，但没有涉及牵引变电所的可靠性研究。随着铁路的发展，人们意识到建立铁路可靠性标准的重要性。1999年，文献[2]是铁路可靠性较早的标准。2002年IEC62278作为EN50126的发展，给出了最初的铁路供电可靠性的评估[3]，但不是定量的，所以难以在实际评估中应用。2004年，文献4首次定义了铁路牵引供电系统可靠性，但遗憾的是却没给出定量的分析方法及模型，因此，需要探索新的铁路供电可靠性建模方法和定量的可靠性评估标准。
相比大电力系统可靠性研究而言，铁路供电系统的可靠性研究人员相对少，研究成果也相对少，而且不少成果借鉴于大电力系统的研究。目前的牵引供电系统的可靠性研究内容多集中在接触网、牵引变电所失效分析等方面，研究思路多集中在结构方面。
2.1 基于FTA的牵引供电系统可靠性分析
文献[5]将FTA成功应用于牵引供电系统的可靠性研究中，解决了模型的定性分析和定量计算问题。其中，文献[6，7]用FTA分析了AT供电方式的牵引供电系统各故障原因之间的逻辑，并用其所提出的近似方法计算了模型顶事件发生的概率；文献[8]则用FTA发现了接触网系统存在的故障起因和失效机理。现有文献验证了FTA应用于牵引供电系统可靠性研究的可行性和有效性，该方法既能定性分析也能定量计算，满足了牵引供电系统可靠性研究的基本需求。
2.2 基于遗传算法和神经网络的牵引供电系统可靠性研究
文献[9]成功将遗传算法应用到牵引供电系统的可靠性分析中，给出了如何运用遗传算法进行牵引供电系统可靠性模型拟合的具体方法。文献[10，11]给出了详解答案，不仅建立了腕臂系统的模型，而且可以利用有限元计算大量的响应数据。可以说，这两篇文献开辟了一条研究复杂铁路系统可靠性的新方法。
2.3 牵引供电系统RAMS评估
文献[12]在故障树分析的基础上解决了如何运用可信性理论实现接触网可靠性的模糊评估的问题。文献[13]介绍了如何利用可信性理论来实现牵引供电系统的RAMS模糊评估。一个系统的可靠性、可用性、维修性和安全性的四个方面的研究紧密相连，息息相关，牵引供电系统的可靠性研究已经拓展到RAMS的综合评估，文献[14]提出了牵引供电系统RAMS评估的层次性，提出的牵引供电系统的RAMS指标不仅考虑了越区供电，而且这些指标的表达式都基于各部件的可靠性参数，为牵引供电系统的组合RAMS研究提供了良好的理论依据。
3 结语
通过以上分析，牵引供电系统的可靠性研究更多地借鉴电力系统可靠性的研究，随着可靠性理论的发展而深入。牵引供电系统的可靠性研究的发展需要融入我国高铁近年来的运营大量经验数据，为我国高铁牵引供电系统的可靠设计、运营、维护提供理论支撑。
参考文献
[1] 张卫东，贺威俊.电力牵引接触网系统可靠性模型研究[J].铁道学报，1993，15（1）：31-38.
[2] CENELEC.EN50126 Railway appliaction-specification of railway reliability， availability， maintenance and safety（RAMS）[S].1999.
[3] International Electrotechnical Commission.IEC62278 Railway appliaction-specification of railway reliability，availability，maintenance and safety（RAMS）.2002.
[4] Sagareli Sergo.Traction power systems reliability concepts[C].Procceedings of the 2004 ASME/IEEE Joint Rail Conference，Maryland，USA，2004：35-39.
[5] 張小瑜，吴俊勇.高速铁路牵引供电系统的供电可靠性评估方法[J].电网技术，2007，31（11）：27-32.
[6] 陈绍宽.基于事故树分析的铁路牵引供电系统可靠性评价[J].铁道学报，2006，28（6）：123-129.
[7] S. K. Chen，T. K. Ho，B. H. Mao.Reliability Evaluations of Railway Power Supplies by Fault Tree Analysis[J].IET Electr. Power Appl.，2007，1（2）：161-172.
[8] 万毅，邓斌，李会杰，等.基于FTA的接触网系统可靠性研究[J].铁道工程学报，2005，12（6）：55-59.
[9] 谢将剑，吴俊勇，吴燕.基于遗传算法的牵引供电系统可靠性建模[J].铁道学报，2009，31（4）：47-51.
[10] 万毅，邓斌，柯坚，等.基于神经网络RBF的接触网可靠性分析[J].铁道学报，2005，27（6）：39-42.
[11] 万毅，邓斌，李会杰，等.铁路接触网系统可靠度的仿真计算[J].应用基础与工程科学学报，2005，13（3）：307-312.
[12] 杨媛，吴俊勇，吴燕.基于可信性理论的电气化铁路接触网可靠性的模糊评估[J].铁道学报，2008，30（6）：89-93.
[13] 杨媛，吴俊勇，吴燕.基于可信性理论的电气化铁路牵引供电系统RAMS的模糊评估[J].北京交通大学学报，2008，32（5）：89-92.
[14] 杨媛，吴俊勇，张小瑜.外部电力系统对高速铁路供电的RAMS评估及其灵敏度分析[J].电力系统自动化，2007，31（20）：98-102.
作者簡介
丁雪成（1983-）男，河北衡水，硕士，2011年毕业于西南交通大学轨道交通电气化与自动化专业，现在为中铁第五勘察设计院集团有限公司工程师。