ZPW-2000A型軌道電路可靠性與安全性研究.pdf

1、高速鐵路的運營，離不開鐵路各系統(tǒng)的可靠安全工作。鐵路信號系統(tǒng)作為鐵路運營的核心，在高速鐵路高效、平穩(wěn)、安全運營上發(fā)揮著重要作用。ZPW-2000A型軌道電路作為重要的基礎(chǔ)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于CTCS-2/3級列控系統(tǒng)，設(shè)備穩(wěn)定持續(xù)工作能力是鐵路運輸效率和乘客的生命財產(chǎn)安全的重要保障。在鐵路現(xiàn)場應(yīng)用中，軌道電路故障的案例在鐵路事故原因中占據(jù)了較大比例。因此，對ZPW-2000A型軌道電路系統(tǒng)的可靠性、安全性研究具有十分重要的意義和實際應(yīng)用價值

2、。本文基于ZPW-2000A型軌道電路的結(jié)構(gòu)及功能，從系統(tǒng)設(shè)備層出發(fā)，多角度分析了軌道電路可靠性，并將設(shè)備層結(jié)合鐵路現(xiàn)場事故或故障，從系統(tǒng)隱患層進行了軌道電路安全性分析。具體研究工作及成果如下:
　　第一、詳細(xì)分析了ZPW-2000A型軌道電路的組成單元及其功能。在此基礎(chǔ)上，繪制了軌道電路可靠性框圖，建立了單套和冗余系統(tǒng)故障樹分析模型，定性、定量得到了系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，并對比分析了冗余結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)可靠性的影響。進一步地，重點介紹了系統(tǒng)

3、共因失效環(huán)境，選取共因失效β因子模型詳細(xì)分析了軌道電路冗余系統(tǒng)在共因失效下的可靠性指標(biāo)變化，定量評估了共因失效對系統(tǒng)的影響。
　　第二、在軌道電路組成單元多、可靠性分析較為復(fù)雜的背景下，在Xamarin Studio平臺編寫了最小割集自動求解程序，并在MATLAB平臺上基于最小割集與蒙特卡洛算法編寫了系統(tǒng)可靠性仿真程序。在此基礎(chǔ)上，增加了發(fā)送器“N+1”冗余以及區(qū)段補償電容，對近30個基本單元組成的復(fù)雜軌道電路系統(tǒng)進行了可靠性仿真

4、。仿真結(jié)果定量得到了系統(tǒng)平均無故障工作時間以及單元重要度指標(biāo)，從而找出了系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)。
　　第三、針對由軌道電路引起的鐵路事故或故障情況，研究從系統(tǒng)設(shè)備層深入到隱患層。根據(jù)EN50129所述的風(fēng)險評估過程，從系統(tǒng)功能失效的角度識別了部分頂層隱患，并利用風(fēng)險矩陣方法為頂層隱患確定了風(fēng)險類別。進一步地，對典型頂層隱患建立了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)安全性分析模型，至上而下找出了底層風(fēng)險，定量得到了隱患發(fā)生概率，以及底層風(fēng)險后驗概率。接著，將所有風(fēng)險分