高速铁路行车调度系统可靠性评估方法研究
发布时间：2020-12-02 22:03
调度系统是铁路运输组织的核心之一,是保证列车安全、准时、高效运行的重要屏障。近几年,我国高速铁路迅猛发展,截止到2019年底,我国高速铁路通车里程达3.5万公里,高居世界首位。高速铁路高速度、高密度、大运量的特点对调度系统带来了严峻的挑战和更高的要求。强化高速铁路行车调度系统的可靠性和安全性,对高速铁路的安全运营十分关键。高速铁路行车调度系统作为一个“人-机”交互的高耦合性系统。其结构庞大,元素众多、功能复杂。系统内的各种设备不仅具有各自的独立性,同时又具有一定的关联性,再加上系统内“人”的随机性,导致高速铁路行车调度系统的可靠性研究变的十分困难。因此目前对于高速铁路行车调度系统可靠性研究大部分都停留在定性层面的分析上,而未进行深入的研究。针对目前存在系统可靠性研究不够深入的问题,本文从系统的关键设备和节点入手,围绕硬件、软件、人因以及系统层级四个维度对可靠性进行深入的解构和分析。本文的主要研究内容如下:（1）详细梳理了高速铁路行车调度系统的组织架构、岗位设置、业务功能以及信息交互,并根据系统信息传递机制和信息属性,基于复杂网络理论构建了高速铁路行车调度系统的拓扑网络结构图。通过对系统...
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国高速铁路及动车组运行线示意图（截止到2020年2月）
高速铁路行车调度系统结构与作用22中国铁道科学研究院（1）系统中心设备中心主要设备包括数据库服务器、应用服务器、通信前置服务器、接口服务器、对外信息提供服务器、对外时钟服务器等服务器、列调工作站、助调工作站、计划员工作站、值班主任工作站、综合维修工作站、站场显示工作站、综合查询工作站、FAS终端等用户终端，另外还包括网络通信设备、信息安全设备、电源、防雷、时钟校核等配套设备，以及根据需要设置的大屏幕投影系统和绘图、打印机等设备。（2）车站主要设备车站系统主要设备包括车站自律机、值班员终端、信号员终端、电务维护终端、车务管理终端、网络设备、信息安全设备、通信质量监督设备、UPS电源、FAS设备、防雷、电源屏等设备，具体如图2-5所示。图2-5车站子系统主要设备示意图Figure2-5SchematicDiagramofMainEquipmentofStationSubsystem（3）网络设备网络设备是联接中心和车站的重要桥梁，它分为中心局域网、车站局域网和站间广域网三部分，车站和中心均采用相同的网络结构。局域网采用双交换机构成的100M双网，广域网采用G.703协议构成2M的双环网络并通过两套路由器实现与局域网双网的交叉互联。调度系统常用的设备主要有交换机、路由器、协议转换器、DDF（DigitalDistributionframe）板、同轴缆、网线等网络设备。调度网络设备结构示意图见图2-6。
高速铁路行车调度系统结构与作用24中国铁道科学研究院（MMI，俗称操表机）、联锁机、电务维修机等，室外设备主要由信号机、轨道电路和转辙机构成[104]。系统设备如图2-8所示。操表机电务维修机联锁机输入输出接口信号机转辙机轨道电路人机交互层联锁运算层执行表示层室外设备图2-8联锁设备Figure2-8interlockingequipment（2）列控设备列控设备（以CTCS-3为例）由列控地面设备和列控车载设备两部分构成，结构示意图见图2-9。其中列控地面设备由列控中心（TrainControlCenter，TCC）、临时限速服务器（TemporarySpeedRestrictionServer，TSRS）、无线闭塞中心（RadioBlockCenter，RBC）、地面电子单元（LinesideElectronicUnit，LEU）、应答器、ZPW-2000轨道电路、信号安全数据网、GSM-R通信接口设备等组成[105]。其主要功能为提供监控列车所需要的线路允许速度、行车许可等基础数据。图2-9列控车载设备Figure2-9OnBoardEquipmentOfTrainControl列控车载设备主要包括安全计算机主机（VitalComputer，VC）、人机界面单元
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速铁路智能CTC自律机系统的可靠性与安全性评估[J]. 陈峰,袁志明,闫璐,许伟,苗义烽,高博文. 自动化学报. 2020(03)
[2]地铁盾构施工人因可靠性分析的加权模糊CREAM模型[J]. 王宁,杜修力,张明聚,许成顺,卢鑫月. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(02)
[3]基于贝叶斯网络的高速铁路行车调度指挥人因可靠性研究[J]. 刘珊珊,薛锋. 交通运输工程与信息学报. 2017(03)
[4]基于贝叶斯网络的列控车载设备故障诊断方法[J]. 梁潇,王海峰,郭进,徐田华. 铁道学报. 2017(08)
[5]基于大数据技术的配电网运行可靠性分析[J]. 胡丽娟,刁赢龙,刘科研,栾文鹏,盛万兴. 电网技术. 2017(01)
[6]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)
[7]基于贝叶斯网络的非正常情况下高铁行车调度人因可靠性分析[J]. 张开冉,王若成,邱谦谦. 安全与环境学报. 2015(05)
[8]基于BP神经网络的小样本失效数据下继电保护可靠性评估[J]. 戴志辉,李芷筠,焦彦军,王增平. 电力自动化设备. 2014(11)
[9]信号集中监测智能分析技术的应用[J]. 张凤启. 铁路计算机应用. 2014(03)
[10]基于蒙特卡洛法和最小二乘支持向量机的复杂电力系统可靠性评估[J]. 王景辰,李孝全,杨洋,林茂. 华东电力. 2013(05)
博士论文
[1]基于拓扑的高速列车系统可靠性与安全性评估方法[D]. 林帅.北京交通大学 2018
[2]高速铁路行车调度系统运行风险分析及调整优化方法[D]. 徐培娟.西南交通大学 2017
[3]高速铁路CTC系统的可靠性建模与评估方法研究[D]. 高博文.中国铁道科学研究院 2017
[4]动车组可靠性评估及维修策略优化方法研究[D]. 张可新.中国铁道科学研究院 2015
[5]非正常条件下高铁列车调度指挥人因可靠性研究[D]. 吴海涛.西南交通大学 2014
[6]复杂系统可靠性建模、分析和综合评价方法研究[D]. 覃庆努.北京交通大学 2013
[7]高速铁路行车安全机理及相关应用问题研究[D]. 张光远.西南交通大学 2010
[8]复杂网络的拓扑、动力学行为及其实证研究[D]. 韩定定.华东师范大学 2008
硕士论文
[1]莱芜配电网故障停电指标优化及可靠性提升措施研究[D]. 李程.山东大学 2019
[2]基于模糊Petri网的空箱堆高机可靠性分析及故障诊断研究[D]. 潘亚威.安徽工程大学 2016
[3]高速铁路行车调度系统安全风险分析[D]. 秦伟杰.西南交通大学 2016
[4]非正常情况下既有铁路列车调度系统可靠性研究[D]. 温宏儒.西南交通大学 2016
[5]基于人员可靠性的高速铁路行车安全研究[D]. 黄雷.石家庄铁道大学 2015
[6]高速铁路调度指挥系统可靠性评价指标体系研究[D]. 仲爽.西南交通大学 2014
[7]高速铁路行车调度系统危险源辨识研究[D]. 陈睿玮.西南交通大学 2014
[8]支持向量机在电力系统可靠性分析中的应用研究[D]. 叶航超.浙江大学 2013
[9]高速铁路调度指挥可靠性及应急处置相关问题研究[D]. 褚飞跃.西南交通大学 2012
[10]铁路列车调度系统可靠性研究[D]. 魏新平.西南交通大学 2010
本文编号：2895649
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：171 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国高速铁路及动车组运行线示意图（截止到2020年2月）
高速铁路行车调度系统结构与作用22中国铁道科学研究院（1）系统中心设备中心主要设备包括数据库服务器、应用服务器、通信前置服务器、接口服务器、对外信息提供服务器、对外时钟服务器等服务器、列调工作站、助调工作站、计划员工作站、值班主任工作站、综合维修工作站、站场显示工作站、综合查询工作站、FAS终端等用户终端，另外还包括网络通信设备、信息安全设备、电源、防雷、时钟校核等配套设备，以及根据需要设置的大屏幕投影系统和绘图、打印机等设备。（2）车站主要设备车站系统主要设备包括车站自律机、值班员终端、信号员终端、电务维护终端、车务管理终端、网络设备、信息安全设备、通信质量监督设备、UPS电源、FAS设备、防雷、电源屏等设备，具体如图2-5所示。图2-5车站子系统主要设备示意图Figure2-5SchematicDiagramofMainEquipmentofStationSubsystem（3）网络设备网络设备是联接中心和车站的重要桥梁，它分为中心局域网、车站局域网和站间广域网三部分，车站和中心均采用相同的网络结构。局域网采用双交换机构成的100M双网，广域网采用G.703协议构成2M的双环网络并通过两套路由器实现与局域网双网的交叉互联。调度系统常用的设备主要有交换机、路由器、协议转换器、DDF（DigitalDistributionframe）板、同轴缆、网线等网络设备。调度网络设备结构示意图见图2-6。
高速铁路行车调度系统结构与作用24中国铁道科学研究院（MMI，俗称操表机）、联锁机、电务维修机等，室外设备主要由信号机、轨道电路和转辙机构成[104]。系统设备如图2-8所示。操表机电务维修机联锁机输入输出接口信号机转辙机轨道电路人机交互层联锁运算层执行表示层室外设备图2-8联锁设备Figure2-8interlockingequipment（2）列控设备列控设备（以CTCS-3为例）由列控地面设备和列控车载设备两部分构成，结构示意图见图2-9。其中列控地面设备由列控中心（TrainControlCenter，TCC）、临时限速服务器（TemporarySpeedRestrictionServer，TSRS）、无线闭塞中心（RadioBlockCenter，RBC）、地面电子单元（LinesideElectronicUnit，LEU）、应答器、ZPW-2000轨道电路、信号安全数据网、GSM-R通信接口设备等组成[105]。其主要功能为提供监控列车所需要的线路允许速度、行车许可等基础数据。图2-9列控车载设备Figure2-9OnBoardEquipmentOfTrainControl列控车载设备主要包括安全计算机主机（VitalComputer，VC）、人机界面单元
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速铁路智能CTC自律机系统的可靠性与安全性评估[J]. 陈峰,袁志明,闫璐,许伟,苗义烽,高博文. 自动化学报. 2020(03)
[2]地铁盾构施工人因可靠性分析的加权模糊CREAM模型[J]. 王宁,杜修力,张明聚,许成顺,卢鑫月. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(02)
[3]基于贝叶斯网络的高速铁路行车调度指挥人因可靠性研究[J]. 刘珊珊,薛锋. 交通运输工程与信息学报. 2017(03)
[4]基于贝叶斯网络的列控车载设备故障诊断方法[J]. 梁潇,王海峰,郭进,徐田华. 铁道学报. 2017(08)
[5]基于大数据技术的配电网运行可靠性分析[J]. 胡丽娟,刁赢龙,刘科研,栾文鹏,盛万兴. 电网技术. 2017(01)
[6]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)
[7]基于贝叶斯网络的非正常情况下高铁行车调度人因可靠性分析[J]. 张开冉,王若成,邱谦谦. 安全与环境学报. 2015(05)
[8]基于BP神经网络的小样本失效数据下继电保护可靠性评估[J]. 戴志辉,李芷筠,焦彦军,王增平. 电力自动化设备. 2014(11)
[9]信号集中监测智能分析技术的应用[J]. 张凤启. 铁路计算机应用. 2014(03)
[10]基于蒙特卡洛法和最小二乘支持向量机的复杂电力系统可靠性评估[J]. 王景辰,李孝全,杨洋,林茂. 华东电力. 2013(05)
博士论文
[1]基于拓扑的高速列车系统可靠性与安全性评估方法[D]. 林帅.北京交通大学 2018
[2]高速铁路行车调度系统运行风险分析及调整优化方法[D]. 徐培娟.西南交通大学 2017
[3]高速铁路CTC系统的可靠性建模与评估方法研究[D]. 高博文.中国铁道科学研究院 2017
[4]动车组可靠性评估及维修策略优化方法研究[D]. 张可新.中国铁道科学研究院 2015
[5]非正常条件下高铁列车调度指挥人因可靠性研究[D]. 吴海涛.西南交通大学 2014
[6]复杂系统可靠性建模、分析和综合评价方法研究[D]. 覃庆努.北京交通大学 2013
[7]高速铁路行车安全机理及相关应用问题研究[D]. 张光远.西南交通大学 2010
[8]复杂网络的拓扑、动力学行为及其实证研究[D]. 韩定定.华东师范大学 2008
硕士论文
[1]莱芜配电网故障停电指标优化及可靠性提升措施研究[D]. 李程.山东大学 2019
[2]基于模糊Petri网的空箱堆高机可靠性分析及故障诊断研究[D]. 潘亚威.安徽工程大学 2016
[3]高速铁路行车调度系统安全风险分析[D]. 秦伟杰.西南交通大学 2016
[4]非正常情况下既有铁路列车调度系统可靠性研究[D]. 温宏儒.西南交通大学 2016
[5]基于人员可靠性的高速铁路行车安全研究[D]. 黄雷.石家庄铁道大学 2015
[6]高速铁路调度指挥系统可靠性评价指标体系研究[D]. 仲爽.西南交通大学 2014
[7]高速铁路行车调度系统危险源辨识研究[D]. 陈睿玮.西南交通大学 2014
[8]支持向量机在电力系统可靠性分析中的应用研究[D]. 叶航超.浙江大学 2013
[9]高速铁路调度指挥可靠性及应急处置相关问题研究[D]. 褚飞跃.西南交通大学 2012
[10]铁路列车调度系统可靠性研究[D]. 魏新平.西南交通大学 2010
本文编号：2895649
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