吕凤悦

【摘 要】针对地铁排水设备故障数据的特点，其故障间隔时间分布符合威布尔分布模型，通过威布尔分布相关算法计算事故照明装置重要部件的可靠性和预计寿命，并建议应对维修策略。

【关键词】排水设备；潜水泵；威布尔分布；可靠性；预计寿命

0 引言

随着城市地铁线的线路发展，地铁给排水专业设备种类和总数也在增多，设备的可靠性直接影响地铁运营安全。本报告通过系统统计广州地铁广佛线给排水专业设备中故障率高、影响程度大的潜水泵及其控制控制元件的故障数据，利用威布尔分布函数分析，结合设备运行特性，分析排水设备的可靠性和全寿命，并制定相应的维修策略，以提升设备运行质量。

1 排水设备组成及故障数据

地铁车站排水设备主要通过潜水泵将地铁车站及区间污水、废水抽出地面进行排放。广州地铁广佛线潜水泵最早于2010年12月投入运营，到目前未进行过大修以及升级改造，为避免新系统设备刚投入使用磨合故障对分析的影响，因此选取2012年至今的5年故障台账数据，主要统计分析潜水泵的主要频发故障。

广州地铁广佛线排水系统各主要部件各年份故障次数如表1所示：

1.1 浮球可靠性和平均寿命分析计算

广佛线首通段潜水泵设备共173组共计559个浮球，根据表1数据，可得如下计算值：

用最小二乘法将表格中横纵坐标点拟合成一次线性方程，该方程为y=2.5855x-8.135，可求得m=2.5996，η=15.5322，可计算得MTTF=？浊？祝（1+）=15.53。

综上，通过分析计算可得广佛线首通段559个浮球全部失效约15年，依据图1分析得可靠度呈逐年降低趋势，预计至2020年可靠度将下降至84.81%。预计在未来10年内于浮球故障率较高，建议依照可靠度结果，计算出未来年份发生的故障数量，根据故障数量做好备件储备；同时加强季度检修状态检测，对故障备件及时更换。

1.2 水泵机械故障数据统计

广佛线首通段173套水泵（单站一套）共计305台水泵，根据表1数据，可得如下计算值：

用最小二乘法将表格中横纵坐标点拟合成一次线性方程，该方程为y=2.1188x-5.3048，可求得m=2.1188，η=12.2274，可计算得水泵使用寿命MTTF=？浊？祝（1+）=12.2274。即理论计算得出广佛线线首通段潜污泵的305台水泵机械平均寿命约为12.23年。由于m=2.118>1， 处于损耗期。水泵机械部件前期运行较稳定，随时时间的发展，水泵机械部件到了损耗期，故障率明显上升。建议依照可靠度结果，计算出未来年份发生的故障数量，根据故障数量做好备件储备；同时加强季度检修状态检测，对故障备件及时更换。

2 结论

城市地铁线路迅速发展，地铁排水设备设备不断增加，其可靠性直接影响地铁运营安全。利用威布尔壽命分析模型进行可靠性及寿命分析计算，得出设备主要部件的可靠性及寿命情况，给出了相应的建议，结合检修规程，可对其中一些部件更换时间、维修程度进行可行性探讨，进一步减少故障率，提高设备运营服务质量。

【参考文献】

[1]茆诗松，王静龙，濮晓龙，编著.高等数理统计[M].高等教育出版社，2006.

[2]丁湛，黄双华.基于威布尔分布的可靠性寿命分布模型的建立[J].电子测量技术，2007（3）.

[3]蒋仁言，左明健，著.可靠性模型与应用[M].机械工业出版社，1999.

[责任编辑：田吉捷]