基于動(dòng)態(tài)故障樹和蒙特卡洛仿真的列控系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析研究.pdf

1、列車控制系統(tǒng)作為保障列車高速安全可靠運(yùn)行的安全苛求系統(tǒng)，得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、和電子技術(shù)的發(fā)展得到了長足的發(fā)展。但隨著列車速度的不斷提高和行車間隔的不斷減小，列車控制系統(tǒng)安全的重要性也愈發(fā)凸顯。為了減少風(fēng)險(xiǎn)，保障行車安全，對列控系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析和評估已成為了系統(tǒng)研究不可或缺的部分。對此，國內(nèi)外學(xué)者在建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃上做出了巨大努力，提出了一些理論和方法，雖然在定性分析中做出了很大貢獻(xiàn)，但其定量分析的準(zhǔn)確性仍有待改善，主要原因是過分

2、依賴專家經(jīng)驗(yàn)或?qū)ο到y(tǒng)性能的動(dòng)態(tài)變化考慮不足。
　　因此，本文提出了基于動(dòng)態(tài)故障樹和蒙特卡洛的列車控制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析方法。該方法以系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，運(yùn)用參數(shù)估計(jì)方法，從而獲得系統(tǒng)中組件性能的動(dòng)態(tài)變化，然后利用組件性能變化的知識對所建立的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)故障樹用仿真方法進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)列控系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析的思路。在獲得了更加切合實(shí)際的組件動(dòng)態(tài)性能的基礎(chǔ)上，利用動(dòng)態(tài)故障樹中的動(dòng)態(tài)邏輯門對冗余系統(tǒng)的時(shí)序邏輯進(jìn)行了描述。主要的研究內(nèi)容如下:
　

3、　首先，運(yùn)用常用參數(shù)估計(jì)方法對估計(jì)效果進(jìn)行比較，對列控系統(tǒng)組件性能樣本數(shù)據(jù)少，存在部分先驗(yàn)知識的特點(diǎn)，提出了針對列控系統(tǒng)組件故障時(shí)間樣本進(jìn)行組件故障概率分布參數(shù)估計(jì)的貝葉斯最大似然方法。
　　其次，對列控系統(tǒng)使用動(dòng)態(tài)故障樹進(jìn)行建模并實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)分析，鑒于列控系統(tǒng)組件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，為了避免動(dòng)態(tài)故障樹分析中的狀態(tài)爆炸問題，引入了蒙特卡洛仿真方法求解動(dòng)態(tài)故障樹。
　　最后，定義列控系統(tǒng)組件的靈敏度，并利用蒙特卡洛方法求解系統(tǒng)

4、各組件的靈敏度值，用以評價(jià)組件性能改變時(shí)對系統(tǒng)安全性能的影響程度。
　　本文以計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為例運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析方法進(jìn)行分析，使用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的組件故障數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)故障樹模型，得到了以系統(tǒng)失效為主要風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率及其粗略的分布估計(jì)，并利用該方法得出了聯(lián)鎖系統(tǒng)中各個(gè)組件對于系統(tǒng)的重要度，從而找出了各個(gè)組件對系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的影響程度。計(jì)算的復(fù)雜度、結(jié)果形式、結(jié)果的準(zhǔn)確度表明基于動(dòng)態(tài)故障樹和蒙特卡洛仿真分析方法在列控系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析上