CTCS-3級列控系統(tǒng)可靠性分析與評價.pdf

1、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是確保列車安全、高效運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備。隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高，對列控系統(tǒng)安全性和可靠性的要求也越來越高。列控系統(tǒng)是集3C(Computer, Communication and Control,計算機(jī)、通信及控制)技術(shù)與傳統(tǒng)鐵道信號技術(shù)為一體的復(fù)雜控制系統(tǒng)，也是一個典型的安全苛求系統(tǒng)。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，將會危及行車安全，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。本文以CTCS-3(Chinese Train Control

2、 System at level3,中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)用等級3)級列控系統(tǒng)為研究對象，分別采用DBN(Dy-namic Bayesian Network,動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò))和云模型對其進(jìn)行可靠性分析與評價。
　　針對傳統(tǒng)可靠性分析方法，如Markov模型、FTA(Fault Tree Analysis,故障樹分析)以及BN(Bayesian Network,貝葉斯網(wǎng)絡(luò))模型在分析CTCS-3級列控系統(tǒng)可靠性時存在的不足，本文提出

3、了基于DBN模型的CTCS-3級列控系統(tǒng)可靠性分析方法。首先，根據(jù)CTCS-3級列控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能建立其FT(Fault Tree,故障樹)模型，并轉(zhuǎn)化為與之對應(yīng)的DBN模型；然后，綜合考慮系統(tǒng)冗余結(jié)構(gòu)、維修性、CCF(Common Cause Failure,共因失效)以及多狀態(tài)故障模式對列控系統(tǒng)可靠性的影響，對CTCS-3級列控系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析。結(jié)果表明：利用DBN的雙向推理，不僅可以分析CTCS-3級列控系統(tǒng)的RAM(Reli

4、ability, Avaliability and Maintainability,可靠性、可用性和可維護(hù)性)指標(biāo)是否滿足列控系統(tǒng)需求規(guī)范，而且可以有效地識別系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。研究結(jié)果對進(jìn)一步改善系統(tǒng)設(shè)計、降低維護(hù)成本以及確保列車安全運(yùn)行具有重要的意義。
　　為了能夠客觀正確地評價CTCS-3級列控系統(tǒng)的可靠性，本文結(jié)合云模型和組合賦權(quán)法對CTCS-3級列控系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評價。首先，根據(jù)CTCS-3級列控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，建立系統(tǒng)的

5、綜合能力模型和相應(yīng)的功能層次結(jié)構(gòu)模型，并采用組合賦權(quán)法確定基本單元的權(quán)重；然后，采用云模型表示各單元實際指標(biāo)與額定指標(biāo)的比值，并根據(jù)云運(yùn)算規(guī)則，采用加權(quán)模型求得CTCS-3級列控系統(tǒng)的可靠性綜合指標(biāo)云；最后，將CTCS-3級列控系統(tǒng)的可靠性綜合指標(biāo)云與可靠性評價集的云模型進(jìn)行相似度度量，得到系統(tǒng)可靠性的評價結(jié)果。結(jié)果表明：基于云模型和組合賦權(quán)法的CTCS-3級列控系統(tǒng)可靠性評價方法能夠有效描述系統(tǒng)實現(xiàn)其規(guī)定功能的能力，最終的評價結(jié)果可以