基于彈復力效應的列控系統故障恢復方法技術方案

本發明專利技術實施例提供了一種基于彈復力效應的列控系統故障恢復方法。該方法主要包括評估列控系統中各個子系統的彈復力水平，確定所述列控系統中彈復能力最差的子系統；對所述彈復能力最差的子系統的可靠性進行評估，結合歷史故障數據分析子系統中各個模塊分別失效時對子系統的可靠性的影響；根據對彈復能力最差的子系統的可靠性評估結果，確定彈復力在彈復過程中的作用時機，制定出具體的故障恢復策略。本發明專利技術實施例提出了一種基于列控系統彈復力效應的列控系統故障恢復體系框架，可以解決列控系統故障恢復過程中面臨的系統功能和性能漸變過程的優化問題，可以有效地提高列控系統響應故障的能力。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術實施例提供了一種。該方法主要包括評估列控系統中各個子系統的彈復力水平，確定所述列控系統中彈復能力最差的子系統；對所述彈復能力最差的子系統的可靠性進行評估，結合歷史故障數據分析子系統中各個模塊分別失效時對子系統的可靠性的影響；根據對彈復能力最差的子系統的可靠性評估結果，確定彈復力在彈復過程中的作用時機，制定出具體的故障恢復策略。本專利技術實施例提出了一種基于列控系統彈復力效應的列控系統故障恢復體系框架，可以解決列控系統故障恢復過程中面臨的系統功能和性能漸變過程的優化問題，可以有效地提高列控系統響應故障的能力。【專利說明】
本專利技術涉及列控系統故障恢復
，尤其涉及一種基于彈復力效應的列控系 統故障恢復方法。
技術介紹
彈復力一詞最早來源于拉丁語"resalire"，意指"彈回、復原"。它來自物理科學領 域，其物理性質是彈簧發生彈性形變所存儲的彈性勢能。早期彈復力主要應用在生態學、心 理學等領域。之后彈復力開始應用于工業領域，它逐漸成為衡量系統響應壓力的能力指標。 現在彈復力研究工程已經發展成為評估和管理安全性和可靠性的重要領域。國外 的一些專家學者認為彈復力工程是以增強可靠性為目的，結合系統工程、組織理論、系統性 能和人為因素測量的一個新興領域;也有專家認為彈復力工程不同于以往傳統的風險理論 方法，它是測量系統對風險的感知能力，進而管理風險。總之，隨著彈復力理論在各個領域 的應用，彈復力的思想開始廣泛傳播，彈復力逐漸發展成為可靠性評估中重要的功能指標， 反映了系統響應故障的能力。 目前，交通運輸系統是應用彈復力工程的一個重要領域。在運輸領域中，彈復力工 程通過研究和設計系統的參數，確保系統無論在正常還是極端的環境中運行在正常水平。 當發生意外事件時，系統的彈復力能夠使系統響應干擾或者中斷，重新獲得平衡狀態并返 回到正常操作，從而提高了系統的可靠性。對于交通運輸領域的彈復力分析，首先需要分析 系統的物理結構，識別出彈復能力最差的子系統和重要子模塊。這是因為系統在運行過程 中，一旦遭遇突如其來的干擾或者壓力，這些模塊或子系統是最有可能出現故障或失效的 環節，從而影響整個系統的正常運行。其次是評估系統運輸水平。從物理結構和操作層面來 描述系統的性能是進行彈復力評估的基礎。 列控系統是列車運行控制系統的簡稱，它是鐵路運輸的核心部分，對列控系統進 行故障檢測、制定故障恢復的視情維修策略是提高列控系統安全和運行效率的有效措施， 因此，列控系統故障恢復策略的研究對于高速鐵路運輸具有重要意義。由于列控系統的結 構復雜，所以在運行過程中對自身內部因素及外部環境的敏感性強，任何微小的故障或隱 患若不能被實時診斷出來并且進行有效處理，都有可能引發連鎖反應進而造成行車事故， 甚至導致影響巨大的災難性后果。但是運行期中極端情況對系統的干擾和故障無法預測也 無可避免，所以需要對運行過程中的列控系統的可靠性進行分析。 傳統的列控系統的可靠性分析主要在于事先的分析和事后的評估，沒有考慮系統 在運行期的特點，不能對系統運行過程中的可靠性進行分析。
技術實現思路
本專利技術的實施例提供了一種，以提高列 控系統響應故障的能力。 為了實現上述目的，本專利技術采取了如下技術方案。 一種，建立了一種基于彈復力效應的列 控系統故障恢復體系框架，該框架包含列控系統彈復力評估模型、列控系統的子系統可靠 性評估模型、故障恢復策略，所述方法具體包括：列控系統彈復力評估模型，將彈復力效應應用到列控系統響應故障的能力中，評 估列控系統中各個子系統的彈復力水平，確定所述列控系統中彈復能力最差的子系統； 列控系統的子系統可靠性評估模型，對所述列控系統中彈復能力最差的子系統的 可靠性進行評估，結合歷史故障數據分析子系統中各個模塊分別失效時對子系統的可靠性 的影響； 故障恢復策略，根據對彈復能力最差的子系統的可靠性評估結果，確定彈復力在 彈復過程中的作用時機，制定出具體的故障恢復策略。 進一步地，所述的列控系統彈復力評估模型，將彈復力效應應用到列控系統響應 故障的能力中，包括： 所述列控系統彈復力評估模型通過對歷史故障數據的分析得出列控系統發生的 故障類型及規律，制定出列控系統的彈復力評估指標，該彈復力評估指標包括修復時間、影 響列車數和故障頻度，修復時間是指列控系統從故障恢復到正常運行狀態所需的時間，影 響列車數是指當列控系統發生故障后對列車運行影響程度的大小，故障頻度是指在一定時 間內列控系統發生故障的次數； 進一步地，所述的評估列控系統中各個子系統的彈復力水平，確定所述列控系統 中彈復能力最差的子系統，包括： 根據彈復力評估指標，結合歷史故障數據，采用模糊綜合評價方法對列控系統的 各子系統的彈復能力進行評估，確定列控系統中彈復能力最差的子系統，所述彈復力是指 系統從運行正常狀態，經歷突發干擾中斷后恢復到穩定狀態這一過程的響應能力。 進一步地，所述的根據彈復力評估指標，結合歷史故障數據，采用模糊綜合評價方 法對列控系統的各子系統的彈復能力進行評估，包括； (1)確定評估對象：{聯鎖(P1)，列控中心(P2)，調度集中(P3)，地面電子單元(P4)， 車載設備(P5)，GSM_R網絡(P6)}; (2)確定彈復力評估指標：{故障頻度講，修復時間μ2,影響列車數μ3}; (3)確定評語集和對應的評語分數； (4)統計歷史故障數據，確定每個彈復力評估指標在相應的評語集中所占的比例， 將該比例作為彈復力評估指標的評價結果，得到每項彈復力評估指標相對于評語集的隸屬 度矩陣R; (5)確定各個彈復力評估指標的權重，根據各個評估指標的權重組成權重矩陣為 Α； (6)根據模糊綜合評價模型，按照公式B=A*R計算得出綜合評價矩陣B; (7)根據評語分數矩陣G，按照公式P = B*G計算出各子系統彈復能力的大小。 進一步地，所述的列控系統的子系統可靠性評估模型對所述列控系統中彈復能力 最差的子系統的可靠性進行評估，結合歷史故障數據分析子系統中各個模塊分別失效時對 子系統的可靠性的影響，包括： 采用離散時間貝葉斯網絡建立列控系統的子系統可靠性評估模型，該評估模型通 過分析歷史故障數據，來確定所述離散時間貝葉斯網絡的根節點的先驗概率、各模塊的失 效率λ和離散時間貝葉斯網絡的部分先驗概率分布，設定任務時間T的大小，結合歷史故障 數據分析子系統中各個模塊分別失效時對子系統的可靠性的影響。 進一步地，所述的根據對彈復能力最差的子系統的可靠性評估結果，確定彈復力 在彈復過程中的作用時機，制定出具體的故障恢復策略，包括： 所述的彈復過程是系統在運行過程中當系統功能因受到干擾而損傷時，通過冗余 設備或后備方案來對系統進行功能修復，使系統恢復到正常工作狀態的過程，包含運行前 期、調整期和運行后期三個階段，其中，運行前期，系統的各個子系統都正常運行，物理結構 和信息交互過程都正常;調整期，出現了干擾，導致系統的部分功能受到影響無法保證列控 系統的可靠運行;運行后期，通過采用后備方案或是冗余設備，使得系統經調整后基本恢復 到或完全恢復到正常運行狀態。 進一步地，所述的具體的故障恢復策略包括： (1)在列控系統的設計階段，增加列控系統中部件的冗余度，當有部件出現故障 時，用備本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于彈復力效應的列控系統故障恢復方法，其特征在于，建立了一種基于彈復力效應的列控系統故障恢復體系框架，該框架包含列控系統彈復力評估模型、列控系統的子系統可靠性評估模型、故障恢復策略，所述方法具體包括：列控系統彈復力評估模型，將彈復力效應應用到列控系統響應故障的能力中，評估列控系統中各個子系統的彈復力水平，確定所述列控系統中彈復能力最差的子系統；列控系統的子系統可靠性評估模型，對所述列控系統中彈復能力最差的子系統的可靠性進行評估，結合歷史故障數據分析子系統中各個模塊分別失效時對子系統的可靠性的影響；故障恢復策略，根據對彈復能力最差的子系統的可靠性評估結果，確定彈復力在彈復過程中的作用時機，制定出具體的故障恢復策略。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：上官偉，蔡伯根，王劍，袁敏，胡福威，劉江，陸德彪，
申請(專利權)人：北京交通大學，
類型：發明
國別省市：北京;11