随着城市轨道交通的快速发展,地铁运营间隔在不断的缩短,对运营安全性的要求也越来越严苛。地铁信号系统结构和功能的网络性,使其各个子系统之间和子系统内部组件间表现为多重交叉耦合关系。一个或少数几个组件或者它们之间的连接部件发生局部故障时,位于子系统内的局部故障会通过连接部件的耦合关系向同层次或其它子系统扩散、传播,引发更多的故障。随着故障不断积累、扩大,将会导致系统功能丧失,影响地铁正常运营,严重时造成事故。目前的故障处置多依据人工经验,而忽略或很少使用到积累下来的大量故障数据,造成在进行故障处置时可能存在定位不准、定位不全面、定位耗时长等问题。因此,提出结合历史故障数据,研究一种故障传播建模的方法,仿真故障传播路径,评价故障传播路径风险、推理故障诊断过程,对实现故障传播智能化分析有一定的意义。论文主要的工作包括:(1)搭建层次化功能-失效模型针对信号系统故障所具备的结构层次属性和层次性传播的特点,基于大量故障信息,对其故障模式、故障逻辑关系进行梳理,总结信号系统故障传播特点和故障繁衍规则,搭建层次化的功能-失效模型,为故障传播Petri网模型的建立奠定结构基础。(2)采用关联规则算法挖掘故障关联关系通过选定故障特征词,将自然语言记录的故障数据转换为故障矢量文本的形式化描述,利用关联规则算法挖掘故障数据,获取表征设备故障的关联规则;支持度、置信度参数对应故障类型(模式)与故障特征、故障特征与关联规则两两之间的关联关系,为故障传播Petri网模型的建立奠定参数基础。(3)故障传播Petri网模型分析以功能失效模型为指导框架,结合关联规则挖掘出的支持度、置信度参数,借用库所、变迁、弧、辅助库所、变迁点火规则等表达信号系统组件间的功能-失效逻辑关系。引入托肯、库所、变迁染色规则,结合模糊产生式规则对不确定性信息进行表达,搭建故障传播Petri网模型。制定故障传播Petri网模型的正向搜索故障传播算法,得到故障传播路径,引入平均影响值评价故障路径风险。制定故障传播Petri网模型的反向推理故障诊断算法,推理故障源头,指导系统故障时的故障处置工作。以车载ATP为研究对象,验证模型及算法的正确性。图44幅,表21个,参考文献52篇。