基于复杂网络的铁路事故致因研究

发布时间：2017-06-02 03:09

  本文关键词：基于复杂网络的铁路事故致因研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,我国铁路建设发展迅速,按照2013年科技部印发的《高速列车科技发展“十二五”专项规划》,到2020年,我国高速铁路里程达160000公里。随着铁路运输里程的不断增加,安全问题也受到了越来越多的关注。在此背景下深入研究铁路事故致因,找出导致铁路事故的关键因素并严加防范,对铁路安全风险防范及预警均有重要意义。本文借助复杂网络基本理论,深入研究导致事故发生的各主要因素,构建铁路事故致因模型,通过深入分析事故致因模型,找出导致铁路事故的关键因素并分析各因素的重要程度,为铁路安全预警提出可行性建议。本文主要研究内容如下。 (1)构建铁路事故致因模型。借助复杂网络理论可以有效地分析各节点的重要程度及节点间的传播路径。基于此,本文以事故致因因素为节点,以各因素间的相关关系为边,构建铁路事故致因模型,通过分析节点度、度分布、最短路、介数等相关统计特性,找出导致铁路事故的关键因素。数值计算以7.23甬温事故为例,通过对该模型分析可以看出区间信号机显示错误是造成该事故关键因素。 (2)提出相继安全的分析方法。本文根据相继故障基本理论,在铁路事故致因模型的基础上,结合铁路事故的具体特点及实际要求,提出了相继安全的分析方法。通过对相继故障理论进行改进,重新定义了节点负荷、容量及其动态平衡过程,赋予事故致因模型中每个节点额外防护值、安全阈值,并对额外防护值的动态分配过程进行描述。通过提出网络效率指标来反映相继安全的结果以及对铁路事故的影响。 (3)结合实例应用相继安全方法分析铁路事故致因模型。本文分别以7.23甬温事故和FRA统计事故数据为例,阐述了模型的构建过程和网络统计特征的分析过程。利用相继安全方法分别对7.23甬温事故致因模型和FRA事故致因模型中Hub点的相继安全过程及各节点的相继安全结果进行分析,找出铁路事故的关键致因因素以及额外入力、物力资源的不同分配方式对铁路事故的影响,进而对各致因因素的重要度进行排序。
【关键词】：复杂网络 铁路事故 致因因素 相继安全
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U298.5
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-20
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究意义13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 铁路事故模型13-15
• 1.2.2 铁路事故致因分析15
• 1.2.3 铁路事故风险分析15-16
• 1.2.4 铁路事故预警方法16-17
• 1.3 研究内容17-18
• 1.4 文章结构18-20
• 2 复杂网络及相继故障基本理论20-27
• 2.1 复杂网络的基本概念20-21
• 2.1.1 复杂网络的特征20
• 2.1.2 网络的图表示20-21
• 2.2 复杂网络的统计特性21-23
• 2.2.1 节点的度与度分布22
• 2.2.2 最短距离与平均最短距离22-23
• 2.2.3 聚类系数23
• 2.2.4 介数23
• 2.3 相继故障基本理论23-26
• 2.3.1 节点的初始负荷24
• 2.3.2 节点容量24-25
• 2.3.3 动态平衡过程25
• 2.3.4 网络效率25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 基于复杂网络的铁路事故致因模型27-41
• 3.1 基于复杂网络的铁路事故致因模型27-29
• 3.1.1 模型基本假设27-28
• 3.1.2 模型构建28-29
• 3.2 7.23 甬温事故概述29-32
• 3.2.1 事故相关设备情况29-31
• 3.2.2 事故发生经过31-32
• 3.3 甬温铁路事故致因模型及分析32-40
• 3.3.1 甬温铁路事故致因模型32-35
• 3.3.2 节点度分析35-37
• 3.3.3 网络最短路径分析37-39
• 3.3.4 网络介数分析39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 基于相继安全的铁路事故致因模型41-61
• 4.1 根据FRA统计数据构建铁路事故致因模型41-47
• 4.1.1 模型基本假设41-42
• 4.1.2 模型构建42-47
• 4.2 相继安全分析方法47-50
• 4.2.1 初始防护值47-48
• 4.2.2 安全阂值48
• 4.2.3 动态平衡过程48
• 4.2.4 网络效率48-50
• 4.3 基于相继安全的铁路事故致因模型分析50-60
• 4.3.1 Hub点的相继安全过程50-57
• 4.3.2 各节点的相继安全过程57-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 基于相继安全的7.23甬温事故致因模型分析61-70
• 5.1 7.23甬温事故致因模型中HuB点的相继安全过程61-66
• 5.1.1 各节点的初始防护值61-62
• 5.1.2 Hub点相继安全过程62-66
• 5.2 7.23 事故致因模型中各节点相继安全分析66-68
• 5.3 其他情况分析68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 研究展望71-72
• 参考文献72-77
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果77-79
• 学位论文数据集79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 刘涛,陈忠,陈晓荣;复杂网络理论及其应用研究概述[J];系统工程;2005年06期

2 李洪;赵望达;徐志胜;;马尔可夫预测模型在铁路事故预测方面的应用[J];中国公共安全(学术版);2009年Z1期

3 苏文胜;铁路系统接发列车作业事故致因模式探讨[J];工业安全与防尘;1997年04期

4 李博;马云东;;铁路行车事故加权马尔可夫SCGM(1,1)_c预测模型及应用[J];安全与环境学报;2011年04期

5 方锦清,汪小帆,刘曾荣;略论复杂性问题和非线性复杂网络系统的研究[J];科技导报;2004年02期

6 何洋;;铁路行车事故的致因及预防[J];科技风;2013年05期

  本文关键词：基于复杂网络的铁路事故致因研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：414093