本书系统地介绍了当前中国轨道交通领域可靠性工程的基础理论、基本方法和工程实践典型案例，紧扣我国轨道交通产业发展的实际需要。全书共6章。第1章为轨道交通可靠性工程概述，第2章介绍了轨道交通可靠性工程基础理论，第3章介绍了最广泛使用的轨道交通可靠性分析工具，第4章介绍了最广泛使用的轨道交通可靠性设计方法，第5章介绍了轨道交通中的人因可靠性，第6章介绍了轨道交通可靠性工程发展的技术热点。本书可作为高等院校车辆工程、轨道交通信号与控制等轨道交通相关专业本、研教材，也可作为相关专业研究生、相关领域研究人员和其他工程技术人员的参考书。

前言
制造业是国家经济和社会发展的基础。“质量为先”是当前中国提升制造水平、建设制造强国的基本方针。作为产品质量特性的关键要素，“可靠性”在当今社会各个制造领域的装备研发、设计、生产、使用以及维护中扮演着越来越重要的角色，是制造业从低端迈向高品、从基本走向先进的核心指标。
轨道交通产业在我国高端装备制造发展中占有重要的地位，是我国先进制造优先发展领域。随着我国轨道交通装备制造需求和能力的不断提升，轨道交通装备可靠性的重要性愈加凸显，业界对相关专业技术人才的需求也在持续攀升中。如何立足于轨道交通行业特色，能够有效地教授和传播可靠性工程的理论、方法，从而培养出满足轨道交通行业发展需要的可靠性专业高端人才，是当前相关高校专业教学中所关注的问题。本书紧扣我国轨道交通领域可靠性技术及人才发展的需要，总结了同济大学铁道与城市轨道交通研究院研究生专业课程“可靠性理论与应用”多年的教学积累，力图实现轨道交通行业特色与源于航空航天领域的可靠性工程的有效融合，为轨道交通领域可靠性理论与应用感兴趣的工程技术人员、管理人员、教育培训人员及研究者们提供参考和帮助。
本书主要具有以下两方面的特点：
一是弥补了轨道交通领域可靠性工程专业教材稀缺的现状。可靠性工程在我国航空航天领域已发展多年，理论研究和工程应用都较为成熟完善，现有市面所见的教材基本都是航空航天行业背景。对于轨道交通领域来说，现有教材的理论内容和工程案例缺乏针对性。
二是突出实践性。本书基于轨道交通装备全生命周期中可靠性工作的开展过程，选择和设计了大量的实践案例来支持教学，其目的就在于教授人员能够方便应用本书，开展“案例导向，实战研讨”的教学范式，帮助学生们在可靠性专业理论学习和工程实践练习等各方面得到成长和提升。
全书共6章。第1章为轨道交通可靠性工程概述，第2章介绍了轨道交通可靠性工程基础理论，第3章介绍了最广泛使用的轨道交通可靠性分析工具，第4章介绍了最广泛使用的轨道交通可靠性设计方法，第5章介绍了轨道交通中的人因可靠性，第6章介绍了当前轨道交通可靠性工程发展的技术热点。
本书由同济大学罗敏、中车青岛四方机车车辆股份有限公司（总体首席科学家）杨基宏、同济大学程祖国组织编写。架构反映了同济大学2018年度研究生教改项目（项目编号2860106004）子项目-“可靠性理论与应用”教学创新模式研究和实践相关教学改革研究成果，汇集了国家重点研发计划-先进轨道交通“轨道交通列车环境友好技术”（2017YFB1201103-14）课题、“复杂环境下轨道交通车辆全生命周期能力保持与优化研究”（2017YFB1201201-10）的研究成果与案例。
在书稿编写过程中，众多研究生和本科生同学进行了大量相关资料的收集、整理工作，在此深表感谢！他们是：安超帅、周芸芸（第1章），姚依淼、詹澎明、吴甜甜（第2章），黄先谨、尹健（第3章）、李云朋、刘添锐、李欣莹（第4章），俞路漫、赵振国、杨斯钦（第5章），卜征、赵阔（第6章）。感谢你们在书稿编写过程中做出的努力！
向所有参与本书评审工作的人员致谢！感谢上海析冠信息科技技术有限公司封亚、必维质量技术服务（上海）有限公司万俊波、张超、胡敏，上海京华超音波有限公司程宏伟等从事可靠性实践工作的资深专家和上海鹤之韵轨道交通科技开发有限公司李萍、程子易泓等轨道交通企业家们对本书给予的高度关注和支持。谢谢他们为本书的完成提出的宝贵意见和慷慨帮助。
本书借鉴、参考、引用了国内外学者的相关教材和著作成果，难以在参考文献中一一列出，在此深表歉意。
由于编者水平、精力有限，书中难免存在错误或欠妥之处，恳请读者批评指正。

编著者
2019年10月16日

目录
第1章 概 述	1
1.1 轨道交通可靠性工程发展简述	1
1.2 轨道交通可靠性工程的基本工作内容	5
第2章  轨道交通可靠性工程基础理论	15
2.1 可靠性基本概念	15
2.1.1 产品功能与故障	15
2.1.2 故障的概率度量	16
2.1.3 故障的时间度量	20
2.1.4 故障统计模型	24
2.1.5 寿命剖面与任务剖面	33
2.1.6 轨道交通可靠性参数指标	34
2.2 可靠性要求制定	37
2.2.1 可靠性定性要求	37
2.2.2 可靠性定量要求	39
2.2.3 轨道交通装备可靠性要求的制定	39
2.3 系统可靠性模型的建立	44
2.3.1 可靠性模型与分类	44
2.3.2 系统功能分析与任务定义	45
2.3.3 典型的可靠性框图模型	46
2.3.4 系统可靠性框图模型的建模程序	55
本章参考文献	61
第3章 轨道交通可靠性分析工具	63
3.1 可靠性分配	63
3.1.1 可靠性分配的目的	63
3.1.2 可靠性分配的原理和准则	63
3.1.3 无约束条件的产品可靠性分配方法	64
3.1.4 有约束条件的产品可靠性分配方法	82
3.1.5 使用可靠性分配方法的注意事项	82
3.2 可靠性预计	87
3.2.1 概述	87
3.2.2 单元可靠性预计	88
3.2.3 系统可靠性预计	94
3.2.4 使用可靠性预计方法的注意事项	100
3.3 故障模式、影响及危害性分析	104
3.3.1 概述	104
3.3.2 故障模式及影响分析	106
3.3.3 危害性分析	115
3.4 故障树分析	126
3.4.1 概述	126
3.4.2 故障树建立	127
3.4.3 静态故障树的定性分析	130
3.4.4 静态故障树的定量计算	135
3.5 部件重要度分析	144
本章参考文献	150
第4章 轨道交通可靠性设计方法	152
4.1 电子产品可靠性设计方法	152
4.1.1 元器件的质量和可靠性	153
4.1.2 降额设计	158
4.1.3 容差设计	161
4.1.4 潜在通路分析	165
4.2 机械产品可靠性设计方法	170
4.2.1 应力-强度干涉理论	170
4.2.2 静强度可靠性设计	174
4.3 环境防护设计方法	177
4.3.1 概述	177
4.3.2 环境防护设计的基本原则	182
4.3.3 环境防护设计的基本步骤	192
本章参考文献	193
第5章 轨道交通人因可靠性	195
5.1 人的生理节律	195
5.1.1 日周节律	196
5.1.2 近周节律和近年节律	197
5.1.3 PSI周期节律	198
5.2 人的心理特性	203
5.2.1 人的心理因素	203
5.2.2 人的心理现象	209
5.2.3 人的心理调节	218
5.3 人因失误与人因可靠性	222
5.3.1 人因失误	222
5.3.2 人因可靠性	227
本章参考文献	242
第6章 轨道交通可靠性工程发展热点	244
6.1 可靠性试验简介	244
6.1.1 可靠性试验的分类	245
6.1.2 轨道交通可靠性试验发展现状	251
6.2可靠性信息系统	254
6.2.1可靠性数据与信息系统	254
6.2.2轨道交通可靠性信息系统发展现状	260
本章参考文献	260

罗敏，女，博士，讲师，硕导。2009.8至今就职于同济大学铁道与城市轨道交通研究院，担任相关科研、教学工作。主要研究方向为轨道交通RAMS（可靠性、可用性、可维护性和安全性）和轨道交通人因工程。参加工作以来，主持和参与国家级、省部级纵向科研项目以及企业科技服务横向项目多项，发表科研和教学论文数十篇，获发明专利授权两项，软件著作权三项。杨基宏，男，1983毕业于西南交通大学电力机车专业，获工学学士学位，现为中车青岛四方机车车辆股份有限公司总体首席科学家，长期从事轨道车辆的车体结构、城轨系统全生命周期成本关键要素等方面的研究。程祖国，男，同济大学铁道与城市轨道交通研究院副教授，长期从事载运工具运用工程的研究和教学工作，主持轨道交通列车环境友好学研究，国家级项目子任务研究并参加GB7928、GB21562等国标编写。