列控系統(tǒng)及其計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷與故障容錯(cuò)研究.pdf

1、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(列控系統(tǒng))是保障列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，其主要職能是對(duì)列車運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督、控制和調(diào)整，在保證安全的前提下提高列車運(yùn)行的效率。因此，列控系統(tǒng)可靠性對(duì)于列車的安全運(yùn)行具有重要意義。而故障診斷和故障容錯(cuò)是兩種保證系統(tǒng)可靠性的有力工具。故障診斷的主要職能是確定系統(tǒng)故障的發(fā)生及故障發(fā)生的原因，故障容錯(cuò)則能夠保證系統(tǒng)在故障條件下依然正常完成工作。這兩種技術(shù)對(duì)于系統(tǒng)可靠性具有重要意義，因而它們?cè)诹锌叵到y(tǒng)中的應(yīng)用一直是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題

2、。因此，對(duì)列控系統(tǒng)的故障診斷與故障容錯(cuò)問(wèn)題進(jìn)行深入的研究就具有重要的理論與應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文在對(duì)列控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行了研究：1.針對(duì)列控系統(tǒng)中的雷達(dá)測(cè)速傳感器的性能退化問(wèn)題進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法和補(bǔ)償方法；2.對(duì)于保障列控系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要組成部分--列控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障檢測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了研究。提出了基于分次探測(cè)思想的故障檢測(cè)方法，有效地減小故障檢測(cè)過(guò)程對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的影響；3.研究了

3、列控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)問(wèn)題，以及相應(yīng)的容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題，并提出了合理的解決方案。
　　 在雷達(dá)測(cè)速傳感器的性能退化研究中，本文主要根據(jù)雷達(dá)測(cè)速的原理和性能退化的機(jī)理建立其性能退化的模型。同時(shí)，根據(jù)模型和軌旁應(yīng)答器中給出的準(zhǔn)確列車運(yùn)行距離信息進(jìn)行性能退化量的監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)得到的性能退化量與性能退化模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)速結(jié)果的補(bǔ)償，從而保證了列車在雷達(dá)測(cè)速傳感器性能退化情況下的安全運(yùn)行。
　　 對(duì)于列控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障檢

4、測(cè)的問(wèn)題，本文提出了一種基于分次探測(cè)思想的主動(dòng)探測(cè)故障檢測(cè)方案。針對(duì)不確定環(huán)境下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，該方法將檢測(cè)過(guò)程分為多個(gè)子過(guò)程，從而減少了故障檢測(cè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的影響。同時(shí)，本文還設(shè)計(jì)了相應(yīng)的探針選擇算法，以選擇各次探測(cè)中使用的探針，保證對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)的順利進(jìn)行。
　　 在列控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障容錯(cuò)方法設(shè)計(jì)及容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方面，本文主要對(duì)多源點(diǎn)單目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的多路徑傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類似于列控系統(tǒng)中多傳感器向車載主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)

5、的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。本文通過(guò)利用正常工作路徑中的空閑帶寬傳輸故障路徑的數(shù)據(jù)流的方法實(shí)現(xiàn)故障容錯(cuò)的目標(biāo)。而對(duì)于容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題，本文則利用備用路徑策略實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)，并設(shè)計(jì)了算法以構(gòu)建最優(yōu)容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)。
　　 針對(duì)各個(gè)研究的成果，本文都設(shè)計(jì)了相應(yīng)的仿真算例，對(duì)提出的方法進(jìn)行了的驗(yàn)證。各個(gè)仿真均利用文中提出的數(shù)學(xué)模型建立仿真對(duì)象，并以此為基礎(chǔ)生成仿真數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果表明，本文提出的各個(gè)解決方案能夠有效實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，從而能夠在一定程度上提高列控系統(tǒng)的