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研究生: 李陽琛
Yang-Chen Lee
論文名稱: 軌道運輸系統之系統保證機制研究
A Study for the System Assurance Mechanism of Railway System
指導教授: 吳翼貽
Ye-Ee Wu
口試委員: 廖慶隆
Ching-Lung Liao
楊條和
Tyau-Her Young
廖崑亮
Kuen-Liang Liao
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 149
中文關鍵詞: 性能升級號誌系統系統保證驗證與確認風險管理使用狀況評估
外文關鍵詞: upgrading, signaling system, system assurance, IV&V, risk management, SICA
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號誌為軌道運輸系統耳目,影響系統營運與安全至鉅,據多數研究顯示,系統故障乃至停止營運,多直接或間接出自號誌異常所致。本論文研究之目的,即希能對已營運逾百年的臺鐵這一類既有軌道運輸,由號誌著手,研析系統性能升級與持久性提升的可行性。
本研究係以號誌系統為主,並依EN 50126所提示之生命週期理念,以及功能、品質、安全與系統保證等相關準則執行。因此,除號誌系統技術外,有關系統保證、風險分析、驗證與確認等範疇,亦均於研究中再加檢視、運用。
另者,英國作為現代鐵路發源地,有企圖並曾多方面嘗試提升其國內軌道運輸系統效能,所採用之監理及資產管理方式,經驗證極具參考價值。因此,本研究中亦以其相關理論與實務經驗為基礎,研析號誌系統性能升級的相關課題。
基於各項研析結果,本研究綜整得既有且於營運中之軌道運輸系統,欲獲致性能升級的可行方向,應為可用度管理、風險管理、使用狀況評估等的整體運用,包括相關介面間之整合。惟於各項新建、改建與重置作業中,獨立驗證與確認亦將扮演一重要的角色,以確保號誌系統的升級符合安全與可靠的要求。
最後值得再推薦的是,本研究所研析出的可採行方法,經適度調整後,應亦可應用於號誌以外的其他核心機電子系統的性能升級。


It has long been aware that signaling system plays a key role in the operation safety of railway system. Most of the investigation reports of the incidences and failures occurred in railway system can be linked, directly or indirectly, to the faulty of signaling system. The objective of this study is to research upgrading approach for existing railway signaling system to improve its performance and sustainability.
In this study efforts were only focused on signaling system. Rules and means specified in European Norm EN 50126 were taken as the base and guideline to construct this upgrading approach. Methods and technologies related to system assurance, risk analysis, verification & validation, asset management and surveillance were reviewed and examined.
An integrated configuration and its procedures, similar to the one established in United Kingdom, were constructed to undertaken the elevating work. After careful review and examination, it’s concluded that a good understanding of risk management and availability management of existing revenue operation, as well as the signaling infrastructure condition assessment (SICA) are the must to perform a successful upgrading job of signaling system.
During re-building, replacement, restoration and renewal periods, independent verification & validation (IV&V) should be conducted to assure the creation of a safe and reliable upgrading siganaling system.
This developed upgrading approach is also applicable to other sub-systems of railway system with some modification.

中文摘要………………………………………………………………....ii Abstract ………………………………………………………………….iii 誌謝……………………………………………………………………...iv 目錄……………………………………………………………………...vi 圖目錄…………………………………………………………………...ix 表目錄…………………………………………………………………...xi 第一章 緒論……………………………………………………………..1 1.1 前言……………………………………………………………….1 1.2 研究動機及背景………………………………………………….3 1.3 研究方法………………………………………………………….5 第二章 文獻回顧………………………………………………………..9 2.1 號誌系統 (Signaling System)……………………………………9 2.2 系統保證 (System Assurance)………………………………….11 2.3 風險分析 (Risk Analysis)……………………………………....13 2.4 資產管理 (Asset Management)…………………………………16 2.5 驗證與確認 (Verification & Validation)………………………..18 第三章 營運階段的性能需求…………………………………………21 3.1 性能─台灣高鐵的啟示………………………………………...21 3.1.1 性能的定義與要項………………………………………23 3.1.2 營運階段能採行的作為………………………………....26 3.1.3 對性能的監督與管理…………………………………....29 3.2 實現性能需求的第一步─系統保證…………………………...31 3.2.1 可用度(Availability, A)…………………………………..32 3.2.2 可靠度(Reliability, R)……………………………………34 3.2.3 可維修度(Maintainability, M)…………………………....37 3.3 系統保證實際作業過程與結果……………………………...…42 第四章 系統技術與安全之需求………………………………………47 4.1 系統經營的實際執行面課題…………………………………...47 4.1.1 臺鐵現行組織規模………………………………………48 4.1.2 對人力與物料之檢討……………………………………52 4.2 性能升級的技術與安全課題…………………………………...55 4.2.1 臺鐵號誌系統設備………………………………………55 4.2.2 號誌性能需求分析………………………………………59 4.3 技術與安全的整體關鍵項目分析……………………………...62 4.3.1 安全與可用度之整合……………………………………63 4.3.2 技術的需求與管理………………………………………65 第五章 性能升級之監督、管理與認證………………………………69 5.1 資產管理─以英國為師………………………………………...69 5.1.1 英國鐵路的經營與監督、管理…………………………72 5.1.2 號誌體檢─SICA……………………………………..…..74 5.2 持續性的風險分析與安全管理………………………………...81 5.2.1 安全管理的要項內容……………………………………83 5.2.2 風險分析的要項內容……………………………………86 5.2.3 對風險容忍度之檢討………………………….………...87 5.3 完整生命週期的驗證與確認…………………………………...90 第六章 結論與展望……………………………………………………95 6.1 結論……………………………………………………………...95 6.2 展望……………………………………………………………...96 參考文獻………………………………………………………………..99 附錄A 系統保證的執行………………………………………………A1 A-1 台灣高鐵……………………………………………………….A1 A-2 機場捷運……………………………………………………….A5 A-3 小結…………………………………………………………….A9 附錄B 風險分析的執行………………………………………………B1 B-1 作業準則(EN 50126) ………………………………………….B1 B-2 台灣高鐵……………………………………………………….B4 B-3 大陸作業方式………………………………………………….B8 B-4 臺鐵事故與故障統計………………………………………...B10 附錄C 驗證與確認的執行……………………………………………C1 C-1 台灣高鐵……………………………………………………….C1 C-2 高雄捷運……………………………………………………….C7 作者簡介

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