论文部分内容阅读
CTCS-3(Chinese Train Control System at level3，中国列车运行控制系统应用等级3)级列控系统是时速300km/h及以上客运专线的运行控制装备，是确保列车高效、安全运行的关键技术以及核心装备，CTCS-3通过GSM-R(Global System for MobileCommunication Railway，铁路全球移动通信系统)网络实现地面与列车之间连续的、双向的信息传输。而CTCS-3级车地通信系统作为列控系统的重要组成部分之一，列控系统需求的列车位置、行车许可、临时限速等安全相关信息都由其提供，一旦该系统发生故障，将会危及行车安全，造成重大人员伤亡和财产损失，因此，对其进行可靠性分析具有重要的意义。本文以CTCS-3级列控系统车地通信系统为研究对象，采用BN(BayesianNetwork，贝叶斯网络)对其可靠性分析。本文的主要研究内容如下: (1)以往对CTCS-3级车地通信的研究主要针对GSM-R网络的业务流程进行的，没有将列控系统作为一个整体进行通信可靠性分析，本文基于BN模型对CTCS-3级列控系统车地通信系统整体进行可靠性分析时，首先，通过剖析CTCS-3级列控系统车地通信系统的结构和功能建立其FT(Fault Tree，故障树)模型和BN模型;然后，在综合考虑维修性、CCF(Common Cause Failure，共因失效)因素的情况下，对CTCS-3级车地通信系统进行可靠性分析和薄弱环节分析;最后，针对薄弱环节提出相应的维修策略。分析结果表明:BN模型不仅可以分析出CTCS-3级车地通信系统具有较高的可靠性，而且可以有效地识别出系统的薄弱环节。分析结果对改善系统的设计、降低维修的成本以及保证列车的日常安全运行具有重要意义。 (2)根据GSM-R网络不同的覆盖方式，在只考虑硬件设备故障和通信节点设备冗余的情况下对网络的通信可靠性进行分析。首先，分析GSM-R网络的系统结构以及传输结构;然后，在对GSM-R网络的故障模式进行定性分析的基础上，建立GSM-R网络的BN模型，分别求得其在不同覆盖方式下的失效率以及薄弱环节。结果表明:从网络硬件设备故障角度看，GSM-R网络的覆盖冗余度越高，系统的失效率就越低，可靠度越高;而通信节点设备冗余度越低，系统通信可靠性越低。分析得到交织站址双层覆盖网络的可靠度0.999999大于同站址双层覆盖可靠度0.999976，研究结果符合现场实际，对根据不同的地形和地貌灵活地选择无线网络结构具有一定的借鉴意义。