机电设备评估论文精选(九篇)

第1篇：机电设备评估论文范文

【关键词】 铁路IVR订票系统 全生命周期 电信级标准 评估模型

该平台于2009年12月上线运行，由运行维护中心负责维护工作，历经2010和2011两年的春运、以及上海世博会、中秋国庆等多次重大保障活动。在上线运行之前，经历了预估评估、工程设计、厂商施工等多个环节。从项目流程上来说可谓完备，但在春运期间，仍出现多次大型故障，一时之间引起社会舆论的巨大反响，为集团战略客户业务网络合作发展带来了压力。随着系统扩容的不断进行，在二期扩容、并针对性采取优化策略后，一期建设中的部分问题得到解决。在呼叫量呈几何级数增长的情况下，尽管采取了一些措施，但是有些问题仍然没有得到根本性的解决。

通过深入研究发现，一期出现的维护类问题已通过系统扩容和优化而解决。未解决的问题普遍与系统设计与设备选型相关。

在跟踪分析系统建设整个过程，发现未按照电信级相关标准进行规划，致使在系统设计和设备选型上产生问题，导致故障频发。目前，移动尚缺乏从“全生命周期”的角度和电信级特性方面对IVR类业务系统进行科学评估的方法和规范。因此，针对IVR类业务系统进行基于电信级标准的评估方法的研究是我们亟待解决的，同时这也是类似通信业务平台面临的共同问题，具有研究的普遍意义。

一、铁路IVR订票系统结构

铁路IVR订票系统采用集中式组网，设备容量为8000路并发呼叫需求。上海移动用户通过移动关口局接入呼叫中心，其他运营商用户及外省移动用户就近接入铁通网络，由铁通关口局接入呼叫中心。根据1000线并发和每线负荷0.7Erl的设计容量和冗余需求，共配置8台VG设备，中继配置为384根E1；4台业务逻辑与接口服务服务器IBM P550；一台程控交换机IBM X3650，2台网络交换机Cisco3560，2台防火墙Cisco5510。

该系统前向与移动铁通关口局连接，后向与铁路局数据库和人工坐席连接。二、基于电信级标准IVR类业务系统评估模型

1、IVR系统评估模型的提出

IVR类业务系统实质是IT系统，逻辑上可分为业务层、功能层、系统层和设备层四层；业务层为业务实现层，功能层是系统需满足和实现的功能，系统层主要指整个系统层面的总体部分，设备层指具体设备，如图2所示。

参考《中国移动电信级网络设备指标标准》，在此基础上，我们提出了IVR类业务系统的电信级标准。

2、评估方法的确定

我们将采用加权平均法，三级层次的每一个项目权重相同，电信级要求满足率=项目完全满足数量/项目数量。

3、评估标准的制定

本评估指标体系采用三级体系，一级层次划为4个部分，二级层次共有20个大项目，三级层次有166个小项目，所有项目的建立均对应客观标准。满足程度的描述：分为完全满足、部分满足、不满足。

其中系统建设不适用的项目将不作考虑。系统层服务器项中，集群技术和双机技术选其一；网关项中主备路由技术和流量分担技术也选其一。

4、评估指标体系的建立

基于电信级标准的IVR类业务系统评估体系由业务层、功能层、系统层、设备层4个部分的设备评估项目组成。

第一层，为业务层，主要从业务逻辑需求、业务实现架构、评估指标标准、话务模型预测、工程测试要求几方面入手；其编制依据主要为中国移动相关系统业务规范，同时参考《基于开放式IVR系统性能评估方法的研究》科研项目成果；第二层，为功能层，主要从安全、组网、同步、网管、接口、计费六个维度着手，每个维度项目又具体细分，第二层的编制依据主要为12580等业务设备规范；第三层，为系统层，主要角度为系统组网原则、服务器、网关、网络、应用系统，参考依据为集团公司电信级设备相关规范；第四层，为设备层，主要从设备通用要求、核心网络设备、软件系统、主机系统、存贮设备、备份设备几种通用设备入手，详细讨论了各种设备的具体入网评估项目，包含的设备种类可根据需要进行扩充。主要参考中国移动12580等业务设备规范，及各类设备和产品相应的技术资料。

第2篇：机电设备评估论文范文

关键字：R&D国际化； 改进的拉开档次法； 评估

Evaluation of Electronic and Telecommunication Equipment Manufacturing Industry R&D Internationalization

——empirical research on panel data of forEign-funded enterprises in China

ZHANG Hong ，WANG Daoping1 ，ZHOU Chao1，ZHANG Zelin2

(1.College of Business and Administration， Hunan University， Changsha 410082，China; 2. College ofEconomics and Trade， Hunan University， Changsha 410082，China)

Abstract: Since electronic and telecommunication equipment manufacturing industry R&D InternationalizationIt has an important impact on the development of nation and region .how to conduct an effective evaluation has a significant meaning .Firstly，The paper established the evaluation index system of electronic and telecommunication equipment manufacturing industry R&D internationalization from the perspective of internationalization of R&D capital， organization， activity and output. Then， An improved Scatter-Degree approach was used to evaluate the level of the R&D internationalization based on the panel data of forEIgn-funded enterprises in China. Finally， Some suggestions aiming at improving the level of electronic and telecommunication equipment manufacturing industry R&D internationalization in our country were putforward by comparing and analysing the results both horizontally and longitudinally..

Keywords: R&D internationalization，；Improved Scatter-Degree approach； Evaluation

1 引言

R&D国际化是指R&D资源和活动的跨国界行为。R&D国际化的兴起是经济全球化不断发展的必然结果，对于国家或区域发展具有重要影响。一般说来，对R&D国际化把握得好，可以对一个国家的科技、经济发展起到推动作用；但把握不好，也可能对一国的科技、经济安全产生不利影响[1]。随着我国企业R&D国际化的不断发展，如何对其进行有效的评估已成为企业本身发展的需要，也具有重要的理论意义和实践价值。

从目前国内的研究来看，比较普遍的是从整体上对所有企业R&D国际化活动进行评估[2]-[5]，少有专门针对具体产业的研究。近年来国内出现了电子及通信设备制造企业的专利技术、技术诀窍、许可证跨国交换活动，外国电子及通信设备制造企业亦在国内设立研究所、研究中心、研究开发公司，建立国际技术联盟，签署R&D合作，实施研发项目合作等R&D国际化行为。电子及通信设备制造企业实施R&D国际化战略，有利于提高其国际竞争力和国家的科技创新能力。对电子及通信设备制造企业R&D国际化水平的评估是其进行国际化经营战略选择的前提，但国内对这方面的研究尚不多见。

鉴于此，本文拟运用一种完全基于数据挖掘的综合评价方法——改进的“拉开档次法”，客观、透明、不含主观色彩对我国电子及通信设备制造企业的R&D国际化水平进行考察，从“横向”与“纵向”的角度评估其国际化水平，以期为提高电子及通信设备制造企业R&D国际化强度，吸收更多的国外资金和促进电子及通信设备制造企业改造升级、迅速融入全球技术创新网络提供理论和实践依据。

2 改进的“拉开档次” 综合评价法

“拉开档次”法[6][7]是一种通过最大限度地体现被评价对象之间差异的方法来确定不同的权重系数，对各年的指标值进行客观、透明且不含主观色彩的综合评价或排序。

设评价指标 的线性函数 为系统的综合评价函数。式中 是 维待定的权重系数向量， 为被评价的状态向量，其构成的矩阵为 。对于给定的原始数据 ，进行无量纲标准化，得出矩阵 。

令 其中 因此得综合评价函数为，“拉开档次”法确定权重系数的原则是最大限度地体现出各被评价对象之间的差异，即是求权重系数向量 ，使得 对 个系统取值的方差尽可能的大。

而变量 按 个系统取值的构成的样本方差为

注意到原始数据的标准化处理，可知 ，把 代入得 ，其中 。

限定 ，求上式的最大值，也就是求 ，使得

对于上述数学规划问题，当 为 的最大特征值所对应的标准特征向量时， 取极大值。这样我们根据矩阵 求出 ，得出 的特征值和标准特征向量，取最大特征值对应的特征向量为 ，评价函数 ，比较这 个 值， 值越大表示其综合价值越好。

通常为便于比较，传统的“拉开档次”法会把上述 值进行平移放大处理，但当有多组 值时，这样处理得到的值只能进行“纵向”比较，各组值之间并不能进行“横向”对比分析，而本文的R&D国际化评估是从资金、机构、活动、产出综合来衡量的，为便于通过评分值直接比较这四个方面的发展变化，改进的“拉开档次法”按以下公式[8]将原始得分值转换成百分制形式:

其中 表示第 年评估对象的百分制得分值， 为第 年评估对象的原始得分值，

为对应几个原始得分值中最大的得分值，为对应几个研究对象原始得分值中最小的得分值，经过这样处理之后每个指标的取值区间为[0，100]， 然后对转换后的得分值进行排序， 即可对各评估对象进行横向综合评估比较。

3电子及通信设备制造企业R&D国际化评估指标体系的构建

企业R&D国际化是指某一国外主体在该国开展R&D活动，创造R&D产出的水平与从该国“走出去”的主体在国外开展R&D活动，创造R&D产出的水平之和[2]。鉴于目前我国电子及通信设备制造企业海外R&D总体水平较低且缺乏相关数据统计资料，本文对电子及通信设备制造企业R&D国际化进行评估时主要针对电子及通信设备制造外资企业在我国的R&D行为，从电子及通信设备制造外资企业R&D资金国际化、R&D机构国际化、R&D活动国际化、R&D产出国际化四个层面来分析电子与通讯设备制造企业R&D国际化水平的评估内涵：

1）电子及通信设备制造企业R&D资金国际化：

企业的科技活动经费筹集额、科技活动经费支出额、科技机构经费是评估其R&D资金国际化的主要指标之一，因为资金的筹集与支出影响着企业的科技与研发人员数量、开展科技活动的能力。本文还选取了技术改造、引进、消化吸收支出额和购买国内技术经费支出作为评估指标，严格来讲这几个指标不属于研发活动的主要内容，但它间接表明了企业研发能力的强弱以及利用国际研发成果的能力，对进一步的研发活动具有重要影响。

2）电子及通信设备制造企业R&D机构国际化：

企业中拥有的科技活动人员数、科技机构人员数量相当程度地决定了R&D机构国际化活动的质量；另外外资企业中有科技活动的企业数、科技机构数也是R&D机构国际化评估的主要指标。因此本文选取科技活动人员数量、科技机构人员数量、有科技活动的企业数、企业科技机构数这四个指标来评估R&D机构国际化水平

3）电子及通信设备制造企业R&D活动国际化：

企业R&D活动国际化主要指其涉外研发活动。学者们普遍认为专利申请数能较好地反应R&D活动的水平，但是，专利在很大程度上只是一种中间产品，它反映了新技术知识，却没有反映新知识是否有经济价值。许多学者指出了专利在衡量R&D活动时的诸多缺陷，并不是所有的创新都会申请专利，不同专利的经济价值也有很大差异。因此本文还引入了更为直接的衡量R&D活动水平的指标——新产品开发项目数和科技活动项目数作为补充。

4）电子及通信设备制造企业R&D产出国际化：

本文选取了企业的专利申请数、新产品开发项目数、科技活动项目数作为R&D活动国际化水平的评估指标，但是这些指标无法鉴别R&D活动的产出。因此本文选取了电子及通信设备制造企业拥有的发明专利数、新产品销售收入和新产品工业总产值这三项指标评估R&D产出国际化水平。同样的为了避免指标的重复计算，没有把企业R&D产出的相关指标占全国相关指标的比重等指标纳入评估体系。

根据以上分析，构建电子及通信设备制造企业R&D国际化评估指标如图1所示。

4 电子及通信设备制造企业R&D国际化的综合评估

4.1 数据来源与预处理：

本文选取2004～2009年《中国科技统计年鉴》电子及通信设备制造类大中型三资企业的相关数据进行运算。作为R&D国际化的评估这里需要指出，中国目前的相关统计并没有包含所有的外资企业，按大中型工业企业（三资）的口径来衡量，在统计分析上有一定程度的低估。

为了使不同的指标能进行比较，我们对原始数据进行无量纲标准化处理，即取

其中 为 的均值， 为标准差。结果如表1－表4所示：

4.2电子及通信设备制造企业R&D国际化的评估：

(1)电子及通信设备制造企业R&D资金、R&D机构、R&D活动和R&D产出国际化评估

由表1得R&D资金国际化无量纲标准化后的数据矩阵为：

(2)电子及通信设备制造企业R&D国际化的综合评估：

由表1－表4数据可得R&D国际化无量纲标准化后的数据矩阵 ，令 ，由matlab7.3编程得到对称矩阵 的特征值 及对应的标准特征向量 分别为：

4.3 结论：

通过对电子及通信设备制造外资企业R&D国际化评估结果汇总表进行纵向和横向比较，可得结论如下：

1）从“纵向”来看，电子及通信设备制造外资企业R&D资金、机构、活动及产出国际化程度随着时间的推移总趋势是增加的，反映出我国通信设备制造业吸引的外商R&D投入稳步增长，外商R&D机构的实力从“数”和“量”上都得到了提高，外商投资企业发明创造活动日益活跃，产出也不断增加。

2）电子及通信设备制造外资企业R&D国际化水平的也是逐年提升的，2008年以82.9228分名列第一，这既与电子及通信设备制造企业R&D国际合作趋势不断加强有关，更与我国近年来采取各种倾斜政策吸引外商的努力密不可分。但是我国电子及通信设备制造外资企业R&D资金投入占到整个电子及通信设备制造企业R&D资金投入的比重还是不太高，有待进一步提高。

3）通过“横向”比较我们发现：2003年R&D机构国际化和产出国际化得分高于R&D国际化综合得分，说明该年R&D机构和产出国际化水平要好于R&D国际化总体水平；同理可知，2005年R&D资金和机构国际化水平要好于R&D国际化总体水平；2006年只有R&D活动国际化水平要好于R&D国际化总体水平；2007年R&D资金、活动和产出国际化水平要好于R&D国际化总体水平；2008年R&D机构和产出国际化水平要好于R&D国际化总体水平。

4）各年的R&D资金、人员投入对应的活动及产出效率是不一样的，相对2006年的效率最高，R&D活动得分比资金和机构得分分别增加了9.1466、11.5618分，主要是因为新产品开发项目大幅的增加，但R&D产出提高的幅度不大，这提醒管理层应注意调整R&D投入的方向，加强对新产品开发项目的管理；2004年和2005年R&D活动得分相比资金、机构的得分均下降了，另外比较这两年的数据相比可以发现，2004年的R&D资金及机构国际化得分比2005年的高，但是R&D活动、产出得分却更低。由此可以说明，这两年特别是2004年R&D投入未能得到合理而有效的利用，这也提醒企业应加强R&D的预算及资金分配的控制，从而提高R&D投入的效率。

5对策建议：

为进一步吸引电子及通信设备制造外资企业在中国进行R&D投资，以提高其R&D国际化水平，建议如下：

1）成立专门负责电子及通信设备制造企业R&D国际化的管理部门，其主要职能是对在华的电子及通信设备制造外资企业R&D国际化行为进行协调、管理，集中解决相关问题，在战略和规划上做出安排并进行政策研究；

2）完善相关人才培养、使用和激励机制，为市场提供更多的优秀人才，使人才成为吸引电子及通信设备制造外资企业在我国建立研发机构的重要因素。当今电子及通信设备制造外资企业R&D国际化投资之所以主要集中在美国、欧盟、日本这三个国家和地区，主要是因为他们在这个领域具有优势地位，而相关研发人才的不足以及招聘上的限制是其国在我国建立研发机构最主要的障碍。为此可以采取下列措施：鼓励技术参与收益分配，实行技术发明人持股制度，最大限度调动科技人员的积极性；重视并加大对国际电子及通信设备制造人才的吸引力度，对优秀的电子及通信设备制造R&D人员，在户口、出入境、子女上学、收入等方面给予政策优惠；

3）政府采取相应的产业倾斜政策，引导电子及通信设备制造外资企业提高在我国R&D国际化水平。具体的措施包括：提供贷款担保、对外国研发机构所需购买或租用的土地给予进一步的、对外资机构所需的进口设备和配件给予免税，并简化审批手续，学习新加坡、印度等国吸引外资研发机构投资的税收优惠政策经验，如对研发机构向国内其他企业转让技术免征营业税，对研发机构所得税给予比生产性企业更长的免税期；取消不必要及不合理的限制，给予外资研发机构以国民待遇；加强内外的宣传力度，扩大国际合作交流；减少企业R&D国际化的交易成本；突出知识产权的保护意识，制定法律明确产权归属，规范技术转让、转移程序等。 参考文献

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第3篇：机电设备评估论文范文

关键词：动车组 内装设备 防火设计 评估方法

中图分类号：U212.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0020-01

随着动车组安全性能指标的不断提高，动车组内装设备防火设计是动车组内装系统安全性能设计的重要组成部分；内装设备防火安全性能做为内装系统设计顶层指标之一，科学、严谨、规范、有效的动车组内装设备防火设计评估方法是验证内装系统安全设计合理性的主要手段。该文主要对目前已经运营动车组以及新设计开发的高速动车组内装系统设备防火设计进行介绍，为内装系统设备研究开发提供理论依据。

1 动车组内装设备系统防火设计评估范围

防火安全评估主要从设计选材、设计结构发热设备防火安全性能分析等方面进行防火安全检查评估，严格按照相关国家标准规定，以确保动车组内装系统的安全稳定，具体评估范围如下：

（1）全面掌握动车组在内装设备材料和结构选择，发热设备选型，故障导向安全方面的防火安全性能。

（2）对动车组内装设备所用的非金属材料和内装设备结构进行全面的检查，评估重点为检查其与轨道车辆行业防火性能比较严格标准（DIN5510或BS6853等国际先进标准）的符合性。

（3）对发热设备及发热量较大设备进行防火性试验评估。

2 内装设备结构设计的防火设计要求

内装系统设备结构以及选材，严格按照供货技术条件的要求进行设计，相关技术条件关于防火结构要求如下：

动车组内装设备设计结构具有良好的防火性能，结构设计和各种零部件的设计及制造中按有关防火的规定执行，最大限度地防止火灾的发生，遵守中国消防法规。

各车配置符合（铁标法规）适用于电气装置和油类灭火的消防设备设施，以及烟雾报警装置。

当火灾发生时，动车组的旅客界面布局设计能满足乘客迅速疏散的要求。

动车组各车辆间端墙（门）具有耐火性能。在一定的情况下，可以保证“起火后10 min之内不会通过其蔓延到相邻车”。

3 车内发热设备火灾预防试验

为了掌握对防火安全影响较大的部件特别是车内的发热部件在动车组长时间运行和设备故障过程中的性能、参数及随服役时间变化而产生的参数变化趋势，对车内发热部件烤箱、微波炉、保温箱、电开水炉、饮水机、温水箱、司机室暖风机等设备耐久性试验测试，验证发热设备元件长时间工作对周围环境的影响。

3.1 试验台

根据试验要求建立了司机室暖风机试验台，温水器、电开水炉、饮水机试验台，厨房设备试验台，空调试验台四个试验台，模拟现车安装环境和使用分别对司机室暖风机、温水器、电开水炉、饮水机、烤箱、微波炉、保温箱、车内地板进行防火性能试验。

3.1.1 司机室暖风机试验

试验台组成：AC100 V电源及快速熔断器一套，暖风机安架、暖风机罩子一套，暖风机、断路器、选择开关均采用现车配件。

试验方法：将司机室暖风机按照现车关系进行安装，在暖风机外设置一个半封闭的风机罩模拟现车操纵台结构；测试内容：确认风机、电加热器工作正常，温度保护功能正常，测量暖风口及周围环监温度，（国产≤80 ℃，进口≤100 ℃）

3.1.2 温水器、电开水炉、饮水机试验

（1）试验台组成：AC100 V可调电源、DC100 V电源及快速熔断器一套，60 L水箱一件，温水器安装组成、电开水炉安装组成一套、供排水组件一套，电开水炉、温水器、水泵、水泵电源及断路器采用现车配件。 电开水炉、温水器试验台管路参照现车安装原理图布局。

（2）温水器试验方法：将温水器按照现车结构关系进行安装，将安装好的温水器放在试验台上，连接水箱和供排水组件，温水器通电，电源电压AC59～AC126 V可调，保证温水器持续满负载工作，确认温水器状态良好，外壳温度不超过60 ℃；模拟超温工况，确认温水器状态良好，外壳温度不超过69 ℃。

（3）电开水炉试验方法：将电开水炉按照现车结构关系进行安装，连接水箱和供排水组件，电开水炉通电，保证电开水炉持续满负载工作，开水炉外壳温度不超过60 ℃，电控箱外壳温度不超过65 ℃；模拟超温工况，确认温水器状态良好，外壳温度不超过69 ℃。

4）饮水机试验方法：将饮水机按照现车结构关系进行安装，安装大桶水，拆开饮水机断开冷却风扇电源并进行绝缘处理，堵住散热格栅，设备通电，确认工作正常；取下大桶水确认防干烧功能正常，将防干烧功能短路，确认加热正常，不发生火灾。

3.1.3 厨房设备试验

试验台组成：试验台组成：AC380 V、AC220 V电源及快速熔断器一套，微波炉、保温箱、烤箱、安装组成参照原车安装布局安装。

试验方法：将微波炉、保温箱、烤箱按照现车结构关系进行安装，分别在微波炉、保温箱、烤箱表面和周围标出温度测量点的位置，设备通电，保证各设备连续满负载工作8 h，在设备工作1 h后，每30 min测量一次温度，确认设备外壳及周围温度无异常。

4 结语

（1）提出动车组内装设备防火设计评估范围的具体内容，从动车组内装结构，设备布局设施，材料选择等方面进行评估，为动车组内装设备系统防火评估提供理论参考。

（2）提出了动车组内装设备结构设计的具体要求，动车组所用的非金属材料的选用必须严格执行轨道车辆行业防火标准-DIN5510或BS6853等国际先进标准。

（3）具体阐述了对车内设备发热部件进行耐久性试验测试的具体方法，由此可以掌握对防火安全影响较大的部件特别是车内的发热部件在动车组长时间运行和设备故障过程中的性能、参数及随服役时间变化而产生的参数变化趋势。

参考文献

第4篇：机电设备评估论文范文

关键词：电力系统，电力设备，评估原理

中图分类号： F407.6 文献标识码： A

1电力系统设备可靠性[3]

电力系统设备可靠性是指用于电力系统的设备或产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。它综合反映了一种设备的耐久性(dependability)、可靠性(reliability)、维修性(maintainability)、有效性(availability)和使用经济性等,可用各种定量指标表示。按照电力设备在生产过程各阶段应用的目的和任务大致可分为:

a.可靠性设计。通过设计奠定产品的可靠性础,研究在设计阶段如何预测和预防各种可能发生的故障和隐患。

b.可靠性试验。通过试验测试和验证产品的可靠性,研究在有限的样本、时间和试验费用下如何获得合理的评定结果。

c.制造阶段可靠性。通过制造实现产品的可靠性,研究制造偏差的控制、缺陷的处理和早期故障的排除,保证设计目标的实现。

d.使用阶段可靠性。研究产品运行中的可靠性监视,诊断预测,采用售后服务和维修策略等防止可靠性劣化。

e.可靠性管理。组织实施以较少的费用和时间实现产品的可靠性目标,研究可靠性目标的实施计划和数据反馈系统。

可靠性的技术基础是概率论、数据统计、随机过程,以及材料、结构、物理学、故障物理、加速寿命试验、环境技术等。

2 电力系统及电力设备概述

电力系统是由发电机组、输电线路、变电器、配电器和用电等环节所构成的电能生产与消耗系统。电力系统的功能是一次能源通过发电单元，将变电站和电能传输供应给各用户，将自然界的一次能源通过发电装置转化成电能。用户为了实现电力系统的功能，它在各环节和不同的层次还具有相应的信息和控制系统，还要对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以确保各个用户访问安全、经济和高品质的电力。

3 电力系统及电力设备可靠性基本内涵

3.1 电力系统的可靠性

即按照电力系统所规定的的质量标准和数量，不间断地对用电用户提供电力。其中电力系统包括充裕度和安全性两个方面。

(1) 发电系统的可靠性，发电系统是电力系统的一个重要组成部分，如果发电容量充足，输电和配电系统可以将发电系统的电能传到任何负荷点，而不至于由于过负荷的原因出现电力不足的情况，而衡量系统的正常或者故障的判断依据，则可以看发出的电力是否能够满足负荷的需求。

(2) 互联发电系统的可靠性，即将独立运行的区域电网通过系统进行互联，系统的互联已经成为现代电力系统发展的总体趋势，它的好处是显而易见的。系统的互联，能使两个系统的备用容量在出现故障的情况下相互支持，因而实现系统的互联时的可靠性比系统自行运作时更可靠。

3.2 电力设备的可靠性

即电力系统的设备或产品的电力系统在预定的时间和条件下，以完成预定的功率传输能力。电力设备的可靠性，全面反映了其耐用性、有效性、可靠性和实用性等特点。

(1) 可靠性的设计，是通过设计产品为可靠性奠定基础，研究如何预测和预防各种可能出现故障和设计阶段的危害。

(2) 可靠性的试验，是通过电力设备对其进行试验和验证，从而提高电力产品的可靠性，同时也要在试验阶段探讨怎样才能在有限的时间、空间、人员和经费等上达到最好的效果。

(3) 生产过程阶段的可靠性，是在生产制造阶段来实现电力设备的可靠性，在电力设备的制造过程中，出现的故障和偏差发生缺陷的情况下做出有效的控制，从而使整体的设计目标得以实现。

4 电力系统的可靠性评估

随着科技时代的推动使得电力工业得到巨大的发展，而电力系统的可靠性研究以及应用等从深度和广度两个方面也都取得了突破性的进展。如今，我国已经形成了一套关于电力系统和电力设备可靠性数据体系的数据库。

4.1 确定评估目的

确定评估的目的是为基础的电力系统做出可靠性评估，采用适当的评估方法，而在电力系统的规划、设计和操作过程中，必须坚持全面、可靠的定量评估系统，以提高电力系统的功效。

4.2 确定评估目标

为了达到电力系统可靠性的基本水平，需要在最开始的规划中、中段过程的设计中以及后期的运行阶段中实现以下目标：确保电力系统充裕度。

4.3 规划阶段

规划阶段包括四个方面：对未来的电力和电能量需求进行预测；对与设备相关的技术经济数据进行收集和分析；可靠性准则的制定设置了标准的可靠性，以此来对系统性能进行评估，并且确定电力系统的薄弱环节，通过采取适当的措施来解决问题；在制定的方案中选择最优方案。

4.4 制定可靠性准则

该准则包括了发电系统、发输电合成系统、传输系统，其主要电气分布线系统和分布系统应该满足条件来实现的，也成为可靠性水平。我们将可靠性准则分为两类：变量的准则和性能试验准则。

4.5 对故障准则及故障严重性的估计

为了评估电力系统的可靠性，我们必须首先确定系统故障的标准，然后视其情节轻重的各种系统故障，以及规定估计的严重性，同时也要规定能够反映各种故障严重程度的各类指标。

4.6 评估方法

4.6.1 建立可靠性的评估模型

根据过去的行为系统，建立元件和系统的可靠性评估模型和响应的评估软件，通常采用两种方法：分析方法和模拟方法的可靠性模型。但由于计算量的可变性以及误差的可能性，这两种方法要通过有机结合，以此来建立可靠的评估模型。

4.6.2 建立可靠性的信息管理系统

通过对现场运行的设备状态进行观察并且做好记录，用计算机对其进行计算处理后，使之达到符合可靠性评估所要求的数据。它的作用在于能够将可靠性信息作为一种资源更为充分地进行发挥。

5 结语

电力系统及电力设备的可靠性是当前形势下全球都在研究的课题之一，随着我国加入世贸组织以及经济全球化进程的加快，都使得电量的使用比重增加，因而对电力系统以及电力设备可靠性的研究能够有效地提高电力系统的可靠性，有效地改进电力系统，是实现我国国民经济发展的重要手段，开展电力系统及电力设备可靠性的研究对于保证系统安全可靠运行，实现电力系统和电力设备可靠性的共同发展具有极其重要的意义。

参考文献

[1] 韩继斋 , 张彦斌 . 论电力系统与电力设备的可靠性 [J]. 东方企业文化 ,2011(10).

[2] 李朝顺 . 电力系统可靠性评估方法的分析[J]. 电力勘测设计 ,2009(05).

[3] 李大鹏 , 高军伟等 . 电力系统运行可靠性综述 [J]. 中国电力教育 ,2012(30).

第5篇：机电设备评估论文范文

Abstract： Servers used by enterprises are the typical perishable products， and it is a very important issue how to evaluate the dynamic value of used-server`s hardware in equipment management. With Moore's Law， the concept of process capability and market approach， this article builds dynamic valuation approach and model of perishable products， which has evaluated dynamic value of 107 sets， and original total value 11，246，000 of enterprise server equipment used by Power Companies. By collecting the market price of used enterprise server products whose performance are the same （similar to）， and making deviation of present value checking， this article confirms the dynamic valuation approach of perishable products has the practical value and theoretical significance.

关键词： 企业服务器；摩尔定律；工序能力；现行市价法；动态价值评估

Key words： enterprise server；moore's law；process capability；market approach；dynamic valuation

中图分类号：F270.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0013-03

0 引言（Introduction and objectives）

随着企业信息化过程的加快，企业已大量地使用各种服务器来支持企业的各种信息管理活动。而对这些企业服务器使用后的硬件价值如何进行动态评估是企业设备管理部门面临的问题，涉及到设备的折旧、换代及再利用策略等的管理。

目前，当需要评价机器设备的价值时有三个传统的方法可以使用。成本法和现行市价法被应用于单个机器设备项目的价值评估。收益法在概念上被应用在一组财产的价值评估，包括机器设备和其他商业资产[1]。

文章结合易逝性产品的特点，从摩尔定律、工序能力和现行市价法的分析入手，建立和推导了易逝性产品动态价值评估方法和模型，具体对四川省电力公司使用的总数为107台，原总价值为1124.6万的服务器系列设备的动态价值进行了评估，取得了较好的设备价值评估管理效果。

1 材料和方法（Materials and Methods）

1.1 摩尔定律

摩尔定律（Moore's law）[2]是由英特尔（Intel）创始人之一戈登・摩尔（Gordon Moore）提出，其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的集成电路性能，将每隔18个月翻一倍以上。

摩尔定律虽然揭示了信息技术进步的速度，但没有指出翻倍的是集成电路芯片上所集成的“电路的数目”，还是整个“计算机的性能”，还是“一个美元所能买到的性能”。

摩尔定律准确预测了集成电路过去30年的这种发展趋势，预计未来10到15年这一定律应该依然适用。但现有文献认为摩尔定律是一种统计观测或推测，而不是一个物理或自然方法。

1.2 工序能力

服务器设备的价值评估应该还要充分考虑维护和维修次数的因素，这涉及到六西格玛（6σ）质量管理理论的工序能力（Process capability）问题。

工序能力[3][4]指设备处于稳定状态下的实际加工能力，即在操作者、设备、原材料、操作方法、测量方法和环境等标准条件下，工序呈稳定状态时所具有的加工精度，常用标准偏差σ的6倍来表示工序能力的大小。对于工序能力大小的判定一般采用工序能力指数（Process Capability index，CP）来表示。对工序能力和工序能力指数的测定主要用于产品质量的评估。

1.3 现行市价法

现行市价法（Market approach）[5-7]也称为市场比较法，是以现实公平交易的市场上同类设备已达成交易的现行市场价格为基础，再进行必要的修正，以确定被评估对象在评估基准日价格的一种方法。

现行市价法主要用于单项设备价格的评估，具有考虑因素相对较少，操作起来相对较容易，且以市场为依托进行评估，评估结果市场认同性大等特点。

但用该方法评估设备市场价值的合理性与公允性，在很大程度上取决于所选参照物的可比性，包括参照物与被评估设备之间在规格、型号、用途、性能、新旧程度等的可比性；参照物的交易情况（如交易条件、交易数量、交易时间、结算方式等）与被评估设备将要发生情况的可比性。所以，应尽可能选用合适的参照物，这样可以减少调整项内容，使评估简单而准确。否则，调整项越多，评估越困难，准确性也越差。

1.4 易逝器产品动态价值评估方法和模型推导

令：F――服务器t时刻的功能；F0――服务器出厂时的初始功能；α――服务器功能曲线F0F的水平斜角（图1所示）；V――服务器t时刻的价值（价格）；V0――服务器出厂时的初始价值（价格）；β――服务器功能系数。

则根据摩尔定律，集成电路芯片的性能每隔18个月提高一倍，如图1所示，得出服务器t时刻的功能曲线F0F的方程为：

F=F0+αt，此时α=0.05555556

又假设服务器的价值（价格）与其功能成正比，则又令服务器功能系数：

β=F/F0=V/V0=（F0+αt）/F0

由于很难评估服务器出厂时的初始功能F0和t时刻的功能F，而感兴趣的只是其比率，即服务器功能系数β，因此可设服务器出厂时的初始功能F0=1单位功能，则有：

β=F/F0=V/V0=1+αt

即V0=V/（1+αt）

又根据现行市价法，以目前市场上相同（相近）性能二手服务器的评估基准日（t时刻）市场价格为基础，来评估服务器的价值（价格），即把服务器出厂时的初始价值（价格）V0，看成评估基准日（t时刻）市场价值（价格）V′，倒推经过t 时间，服务器应该具有的价值（价格）V′0，可得易逝器产品动态价值评估函数模型

V′0=V′/（1+αt）（1）

又根据六西格玛（6σ）质量管理理论的工序能力指数Cp概念，工序能力与质量特性的对应关系如表1所示。

由于企业服务器在理想运行情况下一般要求在其生命周期内不能出任何问题，即除去正常的维护保养外，其硬件不应该有维修记录，设N――维修次数，文章定义企业服务器硬件维修一次损失的工序能力系数γ = 0.16666667，因此考虑维修情况的易逝器产品动态价值评估模型为：

V′0=（1-γN）V′/（1+αt）

即V′0=（1-0.16666667N）V′/（1+0.05555556t）（2）

2 结果（Results）

文章对四川省电力公司总数为107台，原总价1124.6万元，出厂日期分布是2006～2011年的腾退服务器运用文章的易逝器产品动态价值评估模型进行了价值评估。各品牌服务器数量、原总价及评估总价值如表2所示。

对易逝器产品的动态价值评估模型的误差校验用了一组原购买价格为11万元的15台腾退服务器，制造日期的2006年，与15台（商家）现在市场相同（相近）性能二手服务器价格进行现值误差校验，其结果是价格误差很小。分析过程如表3。

3 讨论与结论（Discussion and conclusion）

服务器价值评估误差分析。文章发现运用易逝器产品动态价值评估模型评估的腾退服务器价值一般要高于现在市场相同（相近）性能二手服务器的价格，这是因为理论上存在逆向选择行为。这个行为的直接或者表面的结论是说：如果存在信息的不对称，买者不了解卖者的信息――设备具有的质量，那么，买者只能按照平均质量出价。

其实，只要假设其原购买价格为11万元的腾退服务器曾有一次维修记录，工序能力损失后的腾退服务器评估现值是3.624954万元，非常接近于价格均值为3.746667万元的二手服务器。

因此，二手服务器价格是买者愿意出的所有现在市场上相同（相近）性能二手服务器价格的平均值。而四川省电力公司机房的腾退服务器信息不存在不对称问题，服务器的购买信息和使用情况信息――即腾退服务器质量均已知，腾退的这些服务器又是分配给本系统其它部门自用，故这些腾退服务器评估价值应该要高于现在市场相同（相近）性能二手服务器的价格。

文章已将易逝器产品动态价值评估模型用VBA程序编程嵌入EXEL模板，以便于四川省电力公司对其腾退服务器进行价值评估。

4 局限（Limitations）

由于只收集了国内的现有二手服务器的价格对本易逝性产品动态价值评估方法和模型进行现值误差校验，没有收集国外的现有二手服务器价格数据，故样本数据还不够大；另外，易逝器产品动态价值评估方法和模型是否可以用于其他易逝性产品的动态价值评估需要进一步验证，但此方法对企业服务器这种典型的易逝性产品使用后的硬件动态价值评估进行了有益的探索和有很好借鉴作用。

参考文献：

[1]Ahn， Jeong Keun. The Valuation Methods of Machinery and Equipment[J]. The Journal of Korea Real Estate Analysists Association， 2006， 12（2）： 1-14.

[2]Gordon E. Moore. Cramming More Components onto Integrated Circuits[J]. Electronics， 1965： 114-117.

[3]Hossain， Akram. Statistical analysis and process capability determination of an industrial process[J]. IEEE Industry Applications Society， NJ， United States， 2000， 2：1178-1185.

[4]Bordignon， Silvano， Scagliarini， Michele. Statistical analysis of process capability indices with measurement errors[J]. Quality and Reliability Engineering International， 2002， 18（4）：321-332.

[5]Willett Fred T， Pothier Michael R. An improved method for evaluating market value of turbine gaspath component alternatives[J]. American Society of Mechanical Engineers， 2003，1：893-901.

第6篇：机电设备评估论文范文

论文摘 要:目前电力系统中电气设备大多采用的定期维修体制存在着严重缺陷,如维修不足、维修过剩或盲目维修等。本文研究了怎样合理安排电气设备的维修,节省维修费用,同时保证系统有较高的可靠性。

1.传统的定期维修制度

设备定期维修是多年来广大电力企业采用的基本设备管理方法,其最大特点是以单纯的时间周期为基础,依据规程、规范和制度等要求编制计划,安排设备的维修。这种维修方式不管设备的实际状况如何,只要“到期”就“必修”。这种做法不考虑设备客观上存在着状态差异,由此产生了维修过剩,浪费资源和影响设备运行可靠性等一系列问题。

1.1电气设备的“健康”状况存在差异

电气设备的“健康”状况存在差异首先是设备的先天条件不一样,进口设备和国产设备的技术状况不一样;同样是国产设备,不同厂商因技术与管理水平不一样,使其产品质量也不一样;即使是同一厂商,因技术、管理上的进步,不同时期、不同批次的产品,其质量也会不一样。因此应当承认设备投运的初始状态是千差万别的。其次,设备的使用环境不一样,不同的环境将对设备运行状况产生不同的影响,这种环境主要有两种:一是设备所处的外部自然环境不一样,尤其是供电设备,大部分暴露在室外自然环境中,因温度、湿度、污染、紫外线、日照等有较大差异,对设备的影响有较大不同;二是设备在电力系统的位置不同,所承受系统运行电压、短路电流和热稳定时间等不尽相同,尤其是故障时系统短路容量差异较大。此外,新技术、新材料的使用,使得设备的技术水平、技术状况有了较大的改善,尤其是20世纪90年代以后,我国电力设备制造引进不少国外先进的技术、装备和管理,设备的改型换代较快,整体技术水平有了较大的提高,因此电力系统的装备水平得到较大的改善。

1.2定期维修制度所存在的问题

由于电气设备的初始状况和现场设备的运行状况有很大差异,即现场设备的“健康”状况好坏相差甚大,而定期维修制度几乎无视这些状况的差异,而采用统一的、一刀切的定期维修方式,其最主要的表现在维修结果上,要么维修过剩,要么维修不足。工程的实际情况大多是出现维修过剩,经常出现“小病大治”、“无病亦治”的盲目维修的现象,这种维修过剩的结果,必将出现如下维修的弊端:

(1)一些状态良好的设备,因盲目维修而出现故障或潜在故障,维修达不到恢复设备原有的可靠性的作用,而是增加了设备的故障隐患和故障率。

(2)降低了设备的可用性,许多维修迫使设备停机。中断对用户的不间断供电,这是增加停机维修的次数的必然结果。而提高供电可靠性是供电企业非常重要的基本考核指标。目前,定期维修是电气设备停运的主要原因,往往占全部停运时间的60%以上。

(3)增大设备运行管理成本,使企业在市场和发展竞争中不堪重负。电气设备的大修费用是企业管理中主要的支出费用,该费用在电力企业经济活动中所占比例不小,这就直接影响了企业的经济效益。因此要提高企业的经济效益也必须对企业设备现行所执行的定期维修制度进行改革,以经济效益的观点和要求来指导维修策略的分析选择。

其次,各个设备在电力系统中的地位和影响不同,每个设备中部件对设备功能的影响也不相同。能否或有没有必要对所有设备进行状态监测、故障诊断、状态维修呢?即能否用状态维修完全替代定期维修呢?事实上,对所有设备及其部件进行状态监测和状态诊断在技术上有困难,而且对所有设备及其部件进行状态监测在费用上难以承受。所以,未来的状态维修不可能完全代替定期维修,而是状态维修和定期维修共同存在的局面。

2.状态维修中状态监测特征量的选取

随着传感器技术的发展,电气设备可被监测的状态量越来越多,几种重要电气设备的主要状态监测特征量如下:

(1)变压器:主要有充油电力变压器,其次是sf6气体绝缘和环氧树脂浇注绝缘的变压器。主要的监测特征量有:油中溶解气体(单一或多种)含量、局部放电、绕组变形、铁芯接地电流、高压套管的介损、油中微水质量分数等。

(2)电容型设备:包括电流互感器、电容式电压互感器、电容器、电缆等。主要的监测特征量有:介损、泄漏电流、等值电容(也可监测局部放电)等。

(3)氧化锌避雷器:主要监测阻性电流,也有的监测总泄漏电流。

(4)高压断路器:包括油断路器、sf6断路器(含gis内的断路器)、真空断路器。

目前可监测的特征量有:合、分闸线卷电流,操作机构的行程、速度和机械振动,动态回路电阻等。电气设备所处的某个状态常由若干个状态特征量反映,而一个状态特征量又可能源于设备的多种状态,故状态特征量的选取及提取是状态评估中难点问题之一。在识别运行中电气设备的故障状态和正常状态时,常因状态特征量选取不恰当而出现误诊或漏诊,误诊的主要原因就是正常状态和故障状态的特征参量存在交叠区域,即状态特征量存在着模糊性。所以需要选取有代表性、有效的状态特征参量。

所以,传感器采集到的状态监测信号需要进行进一步的处理,其目的在于抑制干扰和提取信号特征,在错综复杂的信号中提出有用的信息量,精炼设备运行时的特征信息,以提高设备诊断的灵敏度。

3.基于变权综合的电气设备状态评估及维修决策

电气设备状态评估的方法有多种,其中主要分为传统的加权评分法和新兴的人工智能评估法。

加权评分法对事先选定的影响设备状态的因素集中的各个因素进行分项评分,再对各评分值进行加权综合,得出对设备状态的评估结果。这些因素既可以广泛地包含预试、在线监测、家族质量缺陷和设备自身质量等等;也可以狭义地侧重于对设备的状态监测,提取反映设备状态的各特征参数构成因素集。评分手段可以是专家打分,也可以通过经验公式、数学函数拟合计算得到。评分结果根据实际需求可进一步做模糊化处理,用于模糊综合评判。

人工智能评估法以神经网络为典型代表,通常以状态监测得到的反映设备状态的特征参数为评估要素。神经网络将电气设备的状态和状态特征参数之间的关系视为非线性映射关系,并通过对以设备状态特征参数为网络输入,以设备状态为网络输出的样本的学习过程建立这种复杂的映射关系。神经网络评估法需要大量的训练数据进行训练,且通常用作定性评估。设备状态评估的关键在于:(1)评估因素的确定,即确定能正确反映设备所处状态的因素集,如预试、状态监测、家族质量缺陷等;(2)评估手段的选取,常用的评估手段有专家评分、数学经验公式、人工神经网络等;(3)综合评判的方法及评估结果的确定,通常采用分层加权综合评判。

第7篇：机电设备评估论文范文

关键词：发电厂；可靠性管理；发电设备；可靠性评估

0 引言

随着我国国民经济的快速发展，电力工业已经进入了大机组、大容量、大电网的时代，为了确保电力系统能够实现经济、安全运行，可靠性管理成为了发电厂的重要保障措施。可靠性管理能够有效地指导发电厂的生产管理、宏观评价、设备制造、系统设计等，但通过实地调查发现，发电厂可靠性管理仍然存在着一定的问题。

1 发电厂可靠性管理现状

可靠性评估和可靠性评价是可靠性管理的两大主要组成部分。可靠性评估是利用可靠性理论来建立起完善的可靠性算法、可靠性模型，以便能够定量分析设备可靠性；可靠性评价是利用统计方法来记录某一时间内特定事件的发生次数。发电设备可靠性是指设备在规定条件下、规定时间内，完成规定功能的能力。为什么没有能够在发电厂有效地开展可靠性评估，主要原因有5个：（1）严重缺乏发电厂发电设备可靠性评估的专业人才，对于可靠性分析、评估还没有予以较好地掌握；（2）发电厂没有充分意识到在其生产运行过程中可靠性评估的重要性；（3）没有足够的基础指标数据可用于评估可靠性，可靠性评估工作很难有效展开；（4）发电厂有较多的发电设备，构成复杂，很难建立起较佳的可靠性分析模型；（5）需要进一步探讨发电设备可靠性与生产管理因素之间的关系。对于第一个、第二个原因可通过大量开展相关知识培训、逐级落实可靠性管理责任来解决；第三个、第四个、第五个原因则是目前主要研究的难点和重点问题。

2 发电厂的发电设备可靠性评估措施

（一）合理确定评价指标

发电设备的评价指标较多，本文选择9个来予以说明。

（1）计划停运系数（POF）：POH=计划停运小时/统计期间小时×100 %= POF/ PH×100%

（2）非计划停运系数（UOF）：UOF=非计划停运小时/统计期间小时×100 %= UOH/ PH×100%

（3）强迫停运系数（FOF）：FOF=强迫停运小时/统计期间小时×100 %= FOH/ PH×100%

（4）可用系数（AF）：AF=可用小时/统计期间小时×100 %= AH/ PH×100%

（5）运行系数（SF）：SF=运行小时/统计期间小时×100 %= SH/ PH×100%

（6）机组降低出力系数（UDF）：UDF =降低出力等效停运小时/统计期间小时×100 %= EUNDH/PH×100%

（7）等效可用系数（EAF）：EAF=（可用小时-降低出力等效停运小时）/统计期间小时×100%=（AH-EUNDH）/ PH×100%

（8）毛容量系数（GCF）： GCF=毛实际发电量/（统计期间小时×毛最大容量）×100%= GAAG/（PH×GMC）×100%

（9）利用系数（UTF） ：UTF=利用小时/统计期间小时×100%= UTH/ PH×100%

（二）可靠性评估范围

火电机组的统计范围包括锅炉、汽轮机、汽轮发电机和主变压器及其相应的附属、辅助设备，公用系统和设施；水电机组的统计范围包括水轮机、水轮发电机和主变压器及其相应的附属、辅助系统，主要水工设施和建筑物；燃气轮机的统计范围包括压气机、燃气增压机、燃气轮机、发电机和主变压器及其相应的附属、辅助系统，公用系统和设施；燃气-蒸汽联合循环发电机组的统计范围包括燃气轮机组及余热锅炉、蒸汽轮机、发电机和主变压器及其相应的辅助系统、公用系统和设施；风力发电机组的统计范围以风电机组的出口空气开关为界，包括塔架、叶轮、增速箱、发电机、液压系统及控制系统等。风力机所属箱式变压器及 10KV 汇流线路按输变电设施设计。

（三）可靠性评估报告

机组可靠性基础数据由发电厂和调度所负责分别记录和统计，并按电力行业可靠性管理归口部门规定的报送时间和审核程序上报。报告若需修改，以文件形式逐级上报，说明更改内容和变更原因；各级主管部门对上报的报告必须认真核实后进行转报；修改已报出"基础数据"须在报告后一个季度内完成，事件于下次报告时一并完成。

（四）采用先进可靠性评估理念，做好发电厂可靠性管理

对于发电设备予以可靠性评估的目的就在于要加大发电设备维护，确保发电设备能够安全运行。发电设备维护通常可以分为两大类，分别是预防性维修和故障维修。故障维修是指在出现了故障之后再开展的一种完善措施和补救措施，属于典型的被动维护，它会严重影响到施工进度。而预防性维修则不然，它属于一种主动维护，是在还没有出现故障之前就开展的定期维修措施、定时维修措施。要贯穿着先进的经济思想和维修技术，以科学管理为指导、以动态管理为主导、以经济性为原则，以先进可靠性评估理念为基础，最大限度地让设备维修率降低，尽量做到维修费用的高产出、低投入。随着先进可靠性评估思想的逐步引入，以及发电设备的管理维护工作量日益加大，我国推行以可靠性为中心的维修体系是极为必要的，逐级建立起车间RCM维修中心、集团RCM维修中心、合作单位RCM维修中心。

3 结语

对于发电厂而言，应该更加重视发电设备对于整体发电安全的影响。由于发电厂的统计分析偏差大、抽样数量少，务必要结合发电厂的具体情况来选择适宜的可靠性评估措施，确保发电企业能够实现可持续发展。

第8篇：机电设备评估论文范文

【关键词】：轨道交通 信号系统 安全认证 安全相关系统

1. 概述

随着社会进步、城市规模不断扩大、人口密度迅速增加，交通拥堵日趋严重已成为制约城市经济发展的一大障碍。由于城市轨道交通具有运量大、安全正点、快捷舒适及污染小等特点，建立以城市轨道交通为主的城市交通系统是解决城市交通拥堵问题的重要途径。人们对于城市轨道交通的要求越来越高，如何实现列车安全、快速、高效的运行是目前轨道交通领域亟待解决的根本性问题，作为保证行车安全、提高运营效率的轨道交通信号系统在提高运输效率、保证行车安全及旅客舒适度等方面具有决定性作用。

轨道交通信号系统是运用技术手段保证行车安全。它包括车站信号控制系统（车站联锁系统）和区间信号系统以及机车信号系统几个部分。信号系统的主要功能是保证行车安全、提高运营效率。信号系统虽然在工程投资中并不占很高的比重，但是由于信号系统担任着指挥列车安全运行的任务，关系到成千上万乘客的生命和财产安全，为此，需要专门考虑在系统出现故障，或操作人员不慎进行错误操作的情况下，系统仍能最大限度地维护乘客安全。目前无论是国产轨道交通信号系统还是国外设备国产化的推广应用所遇到的共同问题就是：国内开发的轨道交通信号系统缺乏权威的安全认证机构进行认证。而国际通行的方法都要求有安全认证这一步，这样国内开发的信号系统就难以参加相关项目的招投标。通过安全评估可以系统地从计划、设计、制造、运行等全过程中考虑信号系统的安全技术和安全管理问题，发现系统开发过程中固有的或潜在的危险因素，搞清引起系统灾害的工程技术现状，论证由设计、工艺、材料和设备更新等方面的技术措施的合理性学习。研究国际安全标准和相关的安全评估和认证体系，并结合中国轨道交通发展的实际情况建立轨道交通信号系统的安全评估和认证体系势在必行！

2. 相关的国际标准

世界发达国家的城市轨道交通系统已经有了百余年的发展历史，他们不断总结经验教训，完善管理，已经形成了一整套科学的安全评估、认证、管理体系，制定了一系列切实可行的安全评估的技术标准。

iec61508是国际电子电工委员会（iec）制定的《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》国际标准，是进行轨道交通安全评估和论证重要的参考标准。

在铁路运输领域里，人们对安全相关系统的研究主要集中于铁路信号控制系统中，首先于1963-1965年在日本由信号保安协会开展起来，所进行的研究是以“电子技术信号设备的研究”为主体展开的，提出了相应的报告。

国际铁路联盟研究实验所（ore）a118课题在1969年至1977年期间共出版了13个报告和2个技术文件，系统地考证了“电子技术在铁路信号系统中的应用”， a155课题在1982年至1988年期间发表了“在铁路信号设备中电子元器件的应用”报告，在a155课题的基础上，1990年1月，国际铁路联盟（uic）了738r规程，给出了安全信息的处理和传输的一系列建议。

欧洲国家在宣传和介绍iec61508国际标准的同时，以iec61508国际标准为基础，吸收该标准的精髓，制订行业标准。欧洲电气化标准委员会（cenelec）下属sc9xa委员会，制定了以计算机控制的信号系统作为对象的铁道信号标准，它包括以下4个部分。

（1） en－50126铁路应用：可靠性、可用性、可维护性和安全性（rams）规范和说明。

（2） en－50129 铁路应用：安全相关电子系统。

（3） en－50128 铁路应用：铁路控制和防护系统的软件。

（4） en－50159.1铁路应用：通信、信号和处理系统。

它们的相互关系和涉及到的具体信号领域见图2-1。

2.1 iec61508标准

iec61508国际标准规范了电气/电子/可编程电子安全相关系统软硬件生存周期的各个阶段的任务和目标，提供一个制定安全需求规范的方法。它由7个部分组成：

第1部分 总的要求

第2部分 电气/电子/可编程电子系统的需求

第3部分 软件需求

第4部分 定义和缩略语

第5部分 决定安全完整性级别的方法实例

第6部分 应用iec61508－2和iec61508－3指南

第7部分 技术和方法总论

其主要目标：

1) 对所有的包括软、硬件在内的安全相关系统的元器件生命周期范围提供一个安全监督的系统方法。

2) 提供一个确定安全相关系统安全功能要求的方法。

3) 建立一个基础标准，使其可直接应用于所有工业领域，同时，亦可指导其他领域的标准，使这些标准的起草具有一致性（如基本概念、技术术语、对规定安全功能的要求等）。

4) 让使用者和维护者放心使用以计算机为基础的技术。

5) 建立一个概念统一、协调一致的标准。

在iec61508中有个重要的概念：安全生命周期。安全生命周期是指从方案的确定阶段开始到所有的电气/电子/可编程电子安全相关系统、其它技术的安全相关系统、外部风险降低设备不再可用时为止，这个时间周期内发生为实现安全相关系统所必需的活动。图2-2是iec61508描述的系统安全生命周期流程图。

2.2 en标准

2.2.1 en50126

该标准定义了系统的rams（reliability、availability、maintainability和safety），即可靠性、可用性、可维护性和安全性，并且规定了安全生命周期内各个阶段对rams的管理和要求。但是在该标准中，未定义rams的具体的定量目标。此处的生命周期和iec61508中安全生命周期是一个概念。

rams作为系统服务质量衡量的一个重要特征，是在整个系统安全生命周期内的各个阶段通过设计理念、技术方法而得到的。为了达到规定的rams，必须针对前面的rams影响因素，在整个系统的生命周期内有效控制rams的影响因素，即系统的随机故障和系统故障。en50126要求在整个安全生命周期进行rams管理，针对每个阶段给出应需要完成的rams任务，同时给出相关的具体文档和要求。

2.2.2 en50128

由于在信号系统中采用计算机（包括微机、单片机）越来越广泛，由软件来承担安全性需求的比重越来越大，因此软件安全性问题变得更加突出。为此en50128针对软件的安全保证提出了相关的规范和设计标准。在该标准中，对铁路控制和防护系统的软件进行了安全完善度等级的划分，针对不同的安全要求制订了相应的标准，按不同等级对整个软件开发、检查、评估、检测过程包括对软件需求规格书、测试规格书、软件结构、软件设计开发、软件检验和测试、软硬件集成、软件确认评估、质量保证、生命周期、文档等提出相应的程序与规范的要求。

2.2.3 en50129

这个标准定义了为了保证安全相关的铁路信号电子系统/子系统/设备安全所必须满足的条件。这些条件包括：

1) 质量管理措施

2) 安全管理措施

3) 功能和技术安全措施

4) 安全接受和论证

作为一个安全相关系统要作到系统的安全能够得到接受和论证，必须经过前三个步骤。 en 50129就是针对一个安全事例来指导系统研究开发人员在整个系统

研制开发生命周期内所要完成的质量管理、安全管理和相关的技术安全措施的实施。对于安全管理，引入iec61508提出的安全生命周期概念，就是说对于安全相关系统的安全部分，在设计时按照该步骤进行设计，并且需要进行全程的安全评估和验证，目的是进一步减少和安全相关的人为失误，进而减少系统故障风险。图2-3将系统各个层次的开发和评估论证对应起来，描述的是“v”字型系统安全生命周期。

2.2.4 en50159.1en－50159.1

铁路应用：通信、信号和过程控制系统在铁路中应用第一部分：封闭传输系统中安全相关通信。这个标准适用于采用封闭传输系统实现通信目的的安全相关系统。对安全相关设备和传输系统的通信接口信息传输提出安全要求。

3. 国外的安全评估体系

欧美国家开展轨道交通信号系统的安全研究比较早，目前已经形成了比较完善的安全评估体系，如英国cass安全评估框架，德国tuv评估体系等，它们主要以en铁路标准为基准，依托第三方评估机构，对已有线路和在建项目的信号系统进行安全性论证。下面以英国cass安全评估框架为例进行详细说明。

3.1 英国cass 安全评估框架

cass是英国工商部（department of trade & industry）和健康安全部门（health & safety executive）制定的一个安全评估认证框架项目，为此还成立了cass策划公司，它的任务和目标是为基于iec61508标准的安全相关系统开发一个标准的认证框架。

在cass框架中，评估员由权威部门考核和认证，并要求独立于运营商和系统制造商。评估员对认证机构负责，认证机构对客户负责。政府相关监督部门由具有安全认证经验的专家组成，cass也有自己的技术委员会，确保满足技术发展的需要，cass相关的标准和规范会根据iec61508的修订进行修改。在英国ukas是唯一授权安全论证

的机构，进行cass框架认证的机构都要向ukas申请授权。系统制造商再向这些ukas承认认证机构申请评估。cass公司会对评估员进行考核，监督评估过程[12]。

3.2 英国铁路工程安全评估原则和方法

目前英国在铁路安全管理中普遍应用alarp原则（as low as reasonable practicable）[13]，它是将安全相关系统的风险分成以下三类：

1) 足够大的风险，我们不能接收；

2) 足够小的风险，我们可以忽略；

3) 介于以上两种风险之间的风险，我们必须采取适当的、可行的、合理成本下的方法将其降到可以接收的最低程度。

对于第三种风险，我们采用alarp（as low as reasonably practicable）原则进行风险的减低，该原则的含义是采用尽可能低的成本、合理的、可行的方法进行风险降低。我们将以上三种风险在图3－2中进行描述。

在图3－2的最上层，即高于不可接收风险等级，该部分的风险被认为是不可接收的风险，在任何情况下都不能，必须拒绝；

在不可接收风险等级以下，我们采用alarp原则进行风险的减低，在该阶段，必须对风险减低而花费的代价进行评估，在风险和代价

之间进行平衡。在可接收区域边缘以下，该区域的风险有些微不足道，可以忽略。我们不需要采用任何方式或方法去减低它，当然我们必须将该区域的风险始终保持在该等级水平上。

在railtrack铁路咨询公司出版的工程安全管理黄页[13]中把安全评估过程分为两部分：安全审核和安全认证。

安全审核是要检查工程的安全管理是否完善，能否和安全计划保持一致。评估员应该检查一下安全计划里说明的标准和步骤是不是被正确的执行了，看一下工程行为和安全计划是不是具有继承性。安全审核最后要有一个安全审核报告，这个报告应该包括：对项目和安全计划一致性的评价、认为安全计划可行的评价和计划相符或是有所改进的建议。

安全认证是一个判断和系统相关的风险扩大或者减小到一定等级的过程。系统的安全要求是安全认证的核心。评估员应该根据产品制造商提供的安全事例（safety case）回顾一下安全需求规范以评价它对控制系统风险是不是已经足够，以及系统能不能满足安全需求规范。进行安全认证的目的就是收集足够的信息来证明系统的风险是可以接受的。

4.我国轨道交通信号系统安全评估与认证体系框架设想

我们设想中的轨道交通安全评估与认证体系参照的是cass框架，由轨道交通主管部门牵头，组织专家组制定安全认证标准和方法，相关单位可以据此申请成为第三方认证机构，聘请评估员对于安全相关系统进行安全认证，包括安全认证机构、安全标准、安全认证方法以及相关各方（政府、设备生产企业、运营单位、认证机构）之间的制约关系、权利和义务等等。如图4－1所示。

可以概括为以下四个层次：

第一层次：在体系建立初期，政府主管单位集中安全、质量、科技、生产等管理部门成立轨道交通信号系统安全评估体系领导小组；

第二层次：安全评估体系领导小组组织权威专家和相关技术人员成立权威机构，进行安全评估相应标准和规范的制订工作；

第三层次：进行安全评估者的资格论证，考核独立的个人或机构进行安全评估的资格，这些个人或机构应独立与轨道交通信号系统的研制开发、生产、销售等业务；可以批准多个评估机构，但每年论证机构必须对这些评估机构或个人进行资格审查或评估；

第四层次：对参与信号系统设计、生产、维护、测试的主要人员进行安全设计、安全管理、安全测试和安全生产方面的培训和评估，保证在整个体系中，安全意识得到整体体现。

图4-1 我国轨道交通安全评估与认证体系设想

5.结论

借鉴国外先进方法建立我国轨道交通信号系统安全评估与认证体系具有重大意义，可以迅速缩小和国际先进水平的差距，同时轨道交通信号系统的研制开发和应用也可以逐步走向规范化、系统化，切实保障轨道交通的运行安全。

参 考 文 献

【1】. cenelec pren50129，railway applications：safety related electronic system for signaling，1999

【2】. cenelec pren50159-1，railway applications：,signaling and processing systems, part 1：safety related communication in closed transmission systems，2001

第9篇：机电设备评估论文范文

关键词：智能电网；可靠性；二元复合网络；概率评估

中图分类号：U665文献标识码： A

随着电子设备的日益智能化及分布式电源越来越多的并入配电网，电力系统的数字化和信息化程度不断增高，配电网也从简单的辐射型无源网络变成有源复杂网络，系统中的能量流和信息流的交换与互动日益频繁使得控制系统更为复杂，最终使得未来智能电网在很大程度上将发展为一类由信息网和物理（电力）网构成的相互依存的二元复合网络(cyber-physical power grid，CPPG)[1]，该超大二元复合网络在规模和动态上的复杂特性对研究和维护来说是个巨大的挑战。

近年来，国内外发生了若干连锁故障导致的停电事故[2-3]，引发人们对电力安全的极大关注。文[4]指出广义电力系统是由电力系统(EPS)、信息通信系统(ICS)和监测控制系统(MCS)构成的。如果信息网遭到攻击，就可能给物理（电力）网造成很大危害，使得电力设备误操作发生故障进而引发电力系统发

生重大事故。

复杂网络理论的研究已在电力系统得到初步应用，文[5-6]建立了电力系统自组织临界理论，研究了电网演变机制模型、连锁故障模拟办法、电网脆弱度及风险评估方法和电力系统应急管理平台等。文[7]建立了信息-物理网脆弱度评估构架，并研究了信息网络攻击对电力系统信息采集、传输及监控系统的影响。文[8]通过建立信息网攻击与物理元件之间连接通道，当信息网遭受攻击导致物理网电力设备发生故障时，在已知信息网受攻击概率的基础上来评估系统的可靠性。文[9]研究了相互依存网络灾变的重要性，通过建立连锁故障模型，模拟了一个变电站故障在物理（电力）网与信息网间的交错传播及整个系统的崩溃过程。文[10]提出了一种能够有效评估信息网故障对物理（电力）网产生的影响的算法，将信息网故障对物理（电力）网的影响分为四类：DEEI、DNEI、IEEI和INEI，建立了两个评估模型(信息网数据流通最大模型和电力网失负荷最小模型)，最终计算可靠性指标来评估该方法。

本文在以上传统配电系统可靠性研究的基础上，分析现有电网复合网络构架并提出信息网设备及通信故障与物理（电力）网的三种相关性，采用设备时变可靠性评估模型，基于概率的方法对故障状态进行分析简化，并在算例中得到应用。

1智能电网网络架构

1.1电网分级调度系统

中国电网分级调度系统如图1所示。

图1 电网分级调度系统

如图1所示，智能电网实现电力流、信息流、业务流的高度统一，从发电、输电到配电的过程中，大量的数据采集、传输需要依靠信息网稳定可靠的运行，这些数据来源主要有：发电站优化控制及分布式电源接入控制、智能变电站海量信息、配电网分布式传感器和电力二次系统监控数据等。

1.2智能电网复合网络

到目前为止，对于信息网或是物理（电力）网连锁故障建模的研究已经有一些成果，但对于CPPG中信息网与物理（电力）网连锁故障的相互机理尚不清楚，其信息网和物理（电力）网相互作用可模拟如下图2所示。

为了方便研究将信息网故障对物理（电力）网故障分为三种相关性。

1.2.1信息网设备故障直接导致物理（电力）网故障

指信息网上一些设备故障能够直接或短期内对物理（电力）网运行状态产生明显的负影响，如电网二次调度系统服务器如果遭遇黑客严重攻击，引发电力系统故障。

1.2.2信息网通信中断直接导致物理（电力）网故障

如信息网通信中断导致控制中心无法接受来自检测单元如互感器的预警信号引发电压或电流大幅增加，无动作引发故障。

1.2.3信息网故障间接导致物理（电力）网故障

并非所有信息网上设备故障或是通信中断都能对物理（电力）网产生直接或短期内不能产生明显影响，但会对运行状态产生潜在的威胁，在长时间积累后就能产生直接影响。如监控系统的监测单元故障或是监测信号传输中断在物理（电力）网电流和电压正常状态下，并不能必然导致物理（电力）网故障的发生。

图2 信息网和电力网相互作用模拟图

2 系统及设备可靠性评估模型

2.1系统模型

假设该复合网络信息网设备Si和通信线路Lj总和为Nc，物理（电力）网元件设备Ek总和为Np，复合网络在状态时的概率为Pi，则有：

(1)(2)

其中，以信息网设备为例，

(3)

(4)

(5)

上式中，A为设备Si的不可用率，λ为设备故障率(故障次数/年)，为设备修复率（修复次数/年）。

2.2修正下的设备可靠性模型

传统研究认为设备的故障率和修复率等可靠性参数是恒定的，而实际上元件的可靠性参数在其寿命内随着使用时间遵循一定的故障模式[11-12]。

元件故障率为常数是基于概率意义且是同等设备在同等运行环境下的指标，实际上故障率具有时变特性且影响因素很多，总体上可分为外部因素和内部因素，内部因素主要指自身健康状态如服役时间、不同材质等，外部因素主要有外部环境、整体运行状态等，可建立元件故障率评估模型如下：

(6)

上式中，Ht表示元件在t时刻自身可靠性性能，Et表示元件在t时刻所处的外部环境，Rt表示元件在t时刻所处的运行状态，ζ为人为误操作概率。

同样，修复率也与元件自身状态和外部环境，以及修复人员职业素质有关，

(7)

上式中，除了Ht与Et因素外，Pt表示t时刻参与修复人员职业素质影响有关因素。

2.3基于概率的故障状态分析

故障状态分析是将各种状态根据其对参数的贡献程度进行排序，这将有助于确定哪些状态具有高概率性，哪些状态具有高影响性，还是两者皆有[13]。故障状态分析如下图3所示。

图3 故障状态分析图

2.4系统可靠性评估模型

电力系统的可靠性主要包括充裕度和安全性两个方面，研究指标主要有失负荷概率(Loss-of-Load Probability，LOLP)和电量不足期望值（Expected Energy Not Supplied，EENS）等[14]。

为了简化，建立了基于直流的最优潮流模型，考虑节点功率平衡约束(9)、线路潮流约束(10)和电压约束(11-13)等，如下：

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

上式中，为系统在所有状态下母线上负荷消减量总和。可靠性指标失负荷概率(LOLP)和电量不足期望值(EENS)计算如下：

(14)

(15)

3 算例分析

在文[10]中，假设物理（电力）网完全无故障，信息网设备故障率呈线性时，不同设备如服务器、信号开关和电能计量单元(EMU)的不可用率对物理（电力）网可靠性影响程度如下图4所示。

图4 信息网不同设备对物理（电力）网影响程度

由图4可见，信息网服务器和信号开关等对物理网可靠性影响程度较大，依照上文基于概率的故障状态分析理论，将微网简化为如下图5所示。

图5 二元复合网络简化示意图

其中，电源和负载数据如下表1所示，计算采用标幺值，单位为，电网线路额定容量为1.2pu。

表1 电源和负载数据

电源 容量(pu) 负载 容量(pu)

DG1 0.3 LOAD1 1.2

DG2 1 LOAD2 1

DG3 1 LOAD3 0.7

DG4 1

3.1系统可靠性评估结果

当假定设备故障率及修复率为常数时，通过Matlab计算系统可靠性评估结果如下表2所示。

表2 系统可靠性评估结果

设备 LOLP EENS

EMU 0.1 73 0.0716 0.0956

Server 0.1 73

Switch 0.3 73

Cyber Line 3 97

DG 4 96

Load 2 98

Power Line 4 96

Breaker 0.6 365

当设备的故障率和修复率由常数型过渡到时变型时，其不可用率由数值过渡为不可用率函数，是环境、时间、自身状态等的多元函数，其计算相对于传统的可靠性评估模型要更复杂。

3.2评估两种相关性对可靠性的影响

为进一步评估信息网与物理（电力网）的两种直接相关性，将运行状态分为五种情况，其可靠性评估结果如下表3所示。

1）信息网正常运行，故障隐患来源于物理（电力）网；

2）物理（电力）网正常运行，故障隐患来自于信息网的设备EMU；

3）物理（电力）网和信息网中的EMU同时有故障隐患；

4）物理（电力）网正常运行，故障隐患来自于信息网通信中断；

5）物理（电力）网和信息网通信同时有故障隐患。

表3 不同状态下可靠性评估结果

状态 LOLP EENS

信息网正常电力网故障 0.0076 0.0208

信息网中EMU故障 0.0414 0.0504

EMU和电力网同时故障 0.0562 0.0673

信息网通信故障 0.0358 0.0443

信息网通信和电力网故障 0.0534 0.0743

通过1）、2）和3）的比较，可以评估信息网中设备(EMU)故障对物理（电力）网的可靠性影响程度；通过1）、4）和5）的比较，可以评估信息网通信中断对物理（电力）网的可靠性影响程度。

4 结语

本文通过建立模型研究了信息网中设备故障隐患和信息网中断对物理（电力）网的影响，通过假定信息网不同故障状态时系统的失负荷概率(LOLP)和电量不足期望值（EENS）来具体评估。但本文仍有很多不足之处，如无法评估信息网与物理（电力）网的间接相关性，其具体连锁机理尚未清楚，而且本文虽然建立了设备时变故障率模型，因其为时变函数，也将是个复杂的工程，都将是以后研究的课题。

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