区域计算机联锁系统可靠性分析及评价
发布时间：2020-12-13 00:20
区域计算机联锁是保证区域内行车安全、高效运营的关键系统。随着铁路向信息化、智能化和网络化的方向发展,区域计算机联锁系统以其特有的优点(设备集中放置、简化站间联系、降低工程投资、显著提高行车效率和区间通过能力等)成为车站联锁系统的主要发展方向。该系统是典型的安全苛求系统,一旦发生故障,轻则影响行车效率,重则危及行车安全。因此本文以区域计算机联锁系统为研究对象,分别采用动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network,DBN)和改进灰色聚类模型对其进行可靠性分析及评价,可对铁路改建线及新建线提供理论指导,对既有线评估提供借鉴,同时有助于改善系统设计、提高系统性能,促进区域联锁系统在我国的发展。针对Markov模型、故障树分析法(Fault Tree Analysis,FTA)和贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)在失效相关性和可维修等方面存在的不足,本文采用DBN对区域计算机联锁系统进行可靠性分析。首先,根据区域计算机联锁系统的组成和故障机理,并综合考虑共因故障(Common Cause Fault,CCF)、可维修等因素,建立区域两联锁单元和三联锁单元的动...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
考虑CCF与不考虑CCF时的可靠度变化曲线
o(1)(E6t1)Yes(1e-006)No(0.999999)(E7t1)Yes(6.39693e-011)No(1)(E9t1)Yes(6.39693e-011)No(1)(E10t1)Yes(5.18670e-012)No(1)(E8t1)图3.14三联锁单元故障率分析过程0100020003000400050006000700080009000100000.9999800.9999850.9999900.9999951.000000可靠度R时间/h单联锁单元两联锁单元三联锁单元0100020003000400050006000700080009000100000.9999400.9999500.9999600.9999700.9999800.9999901.000000单联锁单元两联锁单元三联锁单元时间/h可靠度R图3.15双机热备系统的可靠度对比图3.16三取二系统的可靠度对比由图3.15~图3.17可知，当系统运行10000小时时，三种冗余结构中单套联锁单元的可靠度均明显低于两联锁单元和三联锁单元，且三联锁单元较两联锁单元的可靠度增加较少，相应的可靠度指标如表3.2所示。对于单套联锁单元，系统的平均危险侧故障间隔时间MTBFAS<1011h，系统的安全性能有待改进，一旦联锁系统故障将会造成整个控制区域瘫痪；两联锁单元和三联锁单元均满足系统可靠度指标要求且属于同一个数量级，由此可知三联锁单元对系统可靠度的提高贡献较小，且会增加投资成本造成不必要的浪费。
0.999999)(E7t1)Yes(6.39693e-011)No(1)(E9t1)Yes(6.39693e-011)No(1)(E10t1)Yes(5.18670e-012)No(1)(E8t1)图3.14三联锁单元故障率分析过程0100020003000400050006000700080009000100000.9999800.9999850.9999900.9999951.000000可靠度R时间/h单联锁单元两联锁单元三联锁单元0100020003000400050006000700080009000100000.9999400.9999500.9999600.9999700.9999800.9999901.000000单联锁单元两联锁单元三联锁单元时间/h可靠度R图3.15双机热备系统的可靠度对比图3.16三取二系统的可靠度对比由图3.15~图3.17可知，当系统运行10000小时时，三种冗余结构中单套联锁单元的可靠度均明显低于两联锁单元和三联锁单元，且三联锁单元较两联锁单元的可靠度增加较少，相应的可靠度指标如表3.2所示。对于单套联锁单元，系统的平均危险侧故障间隔时间MTBFAS<1011h，系统的安全性能有待改进，一旦联锁系统故障将会造成整个控制区域瘫痪；两联锁单元和三联锁单元均满足系统可靠度指标要求且属于同一个数量级，由此可知三联锁单元对系统可靠度的提高贡献较小，且会增加投资成本造成不必要的浪费。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DBN的区域计算机联锁系统可靠性分析[J]. 仵光辉,谭丽,韦子文. 重庆大学学报. 2020(01)
[2]基于熵权法和改进灰色聚类模型的雷达软件安全性需求分析[J]. 夏亮,杨江平,邓斌,余娟,宋若愚. 兵器装备工程学报. 2019(09)
[3]基于动态贝叶斯网络的列控中心可靠性及可用性评估[J]. 江磊,王小敏,蔺伟. 交通运输系统工程与信息. 2018(03)
[4]冗余系统共因失效动态贝叶斯网络建模[J]. 李志强,徐廷学,安进,付霖宇,顾钧元. 仪器仪表学报. 2018(03)
[5]基于动态贝叶斯网络的某控制单元可靠性分析[J]. 李志强,徐廷学,顾钧元,刘玉东,李凯. 航空兵器. 2017(05)
[6]基于序关系和模糊综合评价的应急标识有效性研究[J]. 李红霞,任家和. 西安科技大学学报. 2017(05)
[7]基于动态贝叶斯网络的CTCS-3级ATP系统可靠性分析[J]. 张友鹏,杨金凤. 铁道学报. 2017(07)
[8]基于云模型和组合赋权法的CTCS-3级列控系统可靠性评价[J]. 张友鹏,杨金凤. 铁道学报. 2016(06)
[9]基于贝叶斯网络的复杂系统动态故障树定量分析方法[J]. 房丙午,黄志球,李勇,王勇. 电子学报. 2016(05)
[10]一种新的白化权函数的灰色聚类评价方法[J]. 李志亮,罗芳,阮群生. 延边大学学报(自然科学版). 2015(04)
硕士论文
[1]区域计算机联锁系统安全性与可靠性研究[D]. 文俊.兰州交通大学 2015
[2]车站区间控车技术一体化研究[D]. 唐世军.中国铁道科学研究院 2015
[3]高速铁路计算机联锁系统的安全评估研究[D]. 郑爽.成都理工大学 2015
[4]新钢铁路信号微机联锁系统的设计和实现[D]. 刘勇.东北大学 2013
[5]铁路车站远程集中控制系统可靠性及安全性研究[D]. 张文瀛.北京交通大学 2013
[6]基于动态故障树的微机联锁系统可靠性及安全性分析研究[D]. 冯雪.北京交通大学 2010
[7]基于动态故障树的地铁综合监控系统可靠性分析方法[D]. 杨晶.西南交通大学 2009
本文编号：2913527
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
考虑CCF与不考虑CCF时的可靠度变化曲线
o(1)(E6t1)Yes(1e-006)No(0.999999)(E7t1)Yes(6.39693e-011)No(1)(E9t1)Yes(6.39693e-011)No(1)(E10t1)Yes(5.18670e-012)No(1)(E8t1)图3.14三联锁单元故障率分析过程0100020003000400050006000700080009000100000.9999800.9999850.9999900.9999951.000000可靠度R时间/h单联锁单元两联锁单元三联锁单元0100020003000400050006000700080009000100000.9999400.9999500.9999600.9999700.9999800.9999901.000000单联锁单元两联锁单元三联锁单元时间/h可靠度R图3.15双机热备系统的可靠度对比图3.16三取二系统的可靠度对比由图3.15~图3.17可知，当系统运行10000小时时，三种冗余结构中单套联锁单元的可靠度均明显低于两联锁单元和三联锁单元，且三联锁单元较两联锁单元的可靠度增加较少，相应的可靠度指标如表3.2所示。对于单套联锁单元，系统的平均危险侧故障间隔时间MTBFAS<1011h，系统的安全性能有待改进，一旦联锁系统故障将会造成整个控制区域瘫痪；两联锁单元和三联锁单元均满足系统可靠度指标要求且属于同一个数量级，由此可知三联锁单元对系统可靠度的提高贡献较小，且会增加投资成本造成不必要的浪费。
0.999999)(E7t1)Yes(6.39693e-011)No(1)(E9t1)Yes(6.39693e-011)No(1)(E10t1)Yes(5.18670e-012)No(1)(E8t1)图3.14三联锁单元故障率分析过程0100020003000400050006000700080009000100000.9999800.9999850.9999900.9999951.000000可靠度R时间/h单联锁单元两联锁单元三联锁单元0100020003000400050006000700080009000100000.9999400.9999500.9999600.9999700.9999800.9999901.000000单联锁单元两联锁单元三联锁单元时间/h可靠度R图3.15双机热备系统的可靠度对比图3.16三取二系统的可靠度对比由图3.15~图3.17可知，当系统运行10000小时时，三种冗余结构中单套联锁单元的可靠度均明显低于两联锁单元和三联锁单元，且三联锁单元较两联锁单元的可靠度增加较少，相应的可靠度指标如表3.2所示。对于单套联锁单元，系统的平均危险侧故障间隔时间MTBFAS<1011h，系统的安全性能有待改进，一旦联锁系统故障将会造成整个控制区域瘫痪；两联锁单元和三联锁单元均满足系统可靠度指标要求且属于同一个数量级，由此可知三联锁单元对系统可靠度的提高贡献较小，且会增加投资成本造成不必要的浪费。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DBN的区域计算机联锁系统可靠性分析[J]. 仵光辉,谭丽,韦子文. 重庆大学学报. 2020(01)
[2]基于熵权法和改进灰色聚类模型的雷达软件安全性需求分析[J]. 夏亮,杨江平,邓斌,余娟,宋若愚. 兵器装备工程学报. 2019(09)
[3]基于动态贝叶斯网络的列控中心可靠性及可用性评估[J]. 江磊,王小敏,蔺伟. 交通运输系统工程与信息. 2018(03)
[4]冗余系统共因失效动态贝叶斯网络建模[J]. 李志强,徐廷学,安进,付霖宇,顾钧元. 仪器仪表学报. 2018(03)
[5]基于动态贝叶斯网络的某控制单元可靠性分析[J]. 李志强,徐廷学,顾钧元,刘玉东,李凯. 航空兵器. 2017(05)
[6]基于序关系和模糊综合评价的应急标识有效性研究[J]. 李红霞,任家和. 西安科技大学学报. 2017(05)
[7]基于动态贝叶斯网络的CTCS-3级ATP系统可靠性分析[J]. 张友鹏,杨金凤. 铁道学报. 2017(07)
[8]基于云模型和组合赋权法的CTCS-3级列控系统可靠性评价[J]. 张友鹏,杨金凤. 铁道学报. 2016(06)
[9]基于贝叶斯网络的复杂系统动态故障树定量分析方法[J]. 房丙午,黄志球,李勇,王勇. 电子学报. 2016(05)
[10]一种新的白化权函数的灰色聚类评价方法[J]. 李志亮,罗芳,阮群生. 延边大学学报(自然科学版). 2015(04)
硕士论文
[1]区域计算机联锁系统安全性与可靠性研究[D]. 文俊.兰州交通大学 2015
[2]车站区间控车技术一体化研究[D]. 唐世军.中国铁道科学研究院 2015
[3]高速铁路计算机联锁系统的安全评估研究[D]. 郑爽.成都理工大学 2015
[4]新钢铁路信号微机联锁系统的设计和实现[D]. 刘勇.东北大学 2013
[5]铁路车站远程集中控制系统可靠性及安全性研究[D]. 张文瀛.北京交通大学 2013
[6]基于动态故障树的微机联锁系统可靠性及安全性分析研究[D]. 冯雪.北京交通大学 2010
[7]基于动态故障树的地铁综合监控系统可靠性分析方法[D]. 杨晶.西南交通大学 2009
本文编号：2913527
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