综合考虑安全性与可靠性的安全冗余结构改进

发布时间：2024-05-11 16:50

　　随着交通、环境问题的日益凸显以及区域经济一体化的不断推进,轨道交通将迎来新一轮的快速发展,对信号系统的安全性与可靠性也提出了更为严格的要求。安全计算机作为信号系统中车载设备与地面设备的核心,直接影响到列车运行的安全、高效,因而安全计算机的结构设计在信号系统的研发中尤为关键。针对安全计算机性能要求的不断提升,以及世界各国竞相研发信号系统的局面,本文以安全性、可靠性为优化目标,以安全计算机为应用对象,基于对现有的几种基本冗余结构的分析,进行安全冗余结构的改进。首先,基于对安全性与可靠性的原理以及研究方法的分析,融合故障检测、故障修复、共因失效等因素,对现有的基于马尔可夫模型的安全性与可靠性定量分析方法分别进行了扩展,以用于对安全性指标PFH、可靠性指标故障率与可靠度的研究,并以二取二、三取二等几种基本冗余结构为例,验证了扩展马尔可夫方法的准确性。其次,针对安全冗余结构的特点、需求,提出了多系多通道的结构设计方案,即采用多子系冗余的方式构成整体冗余结构,其中每个子系通过多通道异构冗余实现其结构设计。继而以单一子系的结构为研究对象,提出了一种二取二加一冗余结构,该结构由两个指令通道及一个热备通...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－３不可测危险失效的平均停机时间??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｍｅａｎ?ｄｏｗｎ?ｔｉｍｅ?ｏｆ?ｕｎｄｅｔｅｃｔｅｄ?ｄａｎｇｅｒｏｕｓ?ｆａｉｌｕｒｅ??

计算较为简单，等于平均恢复时间（ＭｅａｎＴｉｍｅ?Ｔｏ?Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ，ＭＴＴＲ）；而不可测??危险失效的ＭＤＴ受平均维修时间（Ｍｅａｎ?Ｒｅｐａｉｒ?Ｔｉｍｅ，?ＭＲＴ）影响之外，还与检??验测试时间间隔（ｒ）相关，如图２－３所示，系统在检验测试间隔内的随机时刻／发??....

图３－３二取二结构的危险失效概率随时间变化情况??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄａｎｇｅｒｏｕｓ?ｆａｉｌｕｒｅ?ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ?ｏｆ?ｌｏｏ２?ｗｉｔｈ?ｔｉｍｅ??

Ｍ７７７？＝８ｈ），分别计算了诊断覆盖率ＤＣ为６０％、９０％时，共因失效因子夕分??别为２％、１０％、２０％时，１〇〇２结构的危险失效概率在ｆｅ［０，３ｒ］内随时间变化情况??（在此处可类比于１〇〇２结构ＰＨＤ，如图３－３所示），基本符合ＰＦＤ在理想条件下??的理论模型（根据前文....

图３－１８二取二加一结构的马尔可夫可靠性模型??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１８?Ｍａｒｋｏｖ?ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?２〇〇２?ｗｉｔｈ?ａ?ｈｏｔ?ｓｔａｎｄｂｙ??其中为、为

（２）单系冗余结构的可靠性对比分析??选择Ａ＝ｌＥ－０５／ｈ、＃ｅ［〇．５％，２０％］、／／＝ｌ／８／ｈ，分别在考虑维修与不考虑维修的情??况下对比几种结构的故障率，图３－１９以々＝２０％、Ｃ＝６０％时的对比为例。当夕Ｇ??［０．５％，２０％］，痄［〇，８７６０］（ｈ）时，几种结....

图４－４双系热备结构的马尔可夫安全性模型??Ｆｉｇｕｒｅ?４－４?Ｍａｒｋｏｖ?ｓａｆｅｔｙ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｄｕａｌ?ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ?ｈｏｔ?ｓｔａｎｄｂｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??②三系热备结构??

Ｆｉｇｕｒｅ?４－４?Ｍａｒｋｏｖ?ｓａｆｅｔｙ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｄｕａｌ?ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ?ｈｏｔ?ｓｔａｎｄｂｙ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??②三系热备结构??三系热备结构的马尔可夫模型如图４－５所示，其中状态３、６、８、１１、１２、１３??对应三系热备结构的危险失效，同理可....

本文编号：3970142