基于弹复力效应的列控系统故障恢复方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种基于弹复力效应的列控系统故障恢复方法。该方法主要包括评估列控系统中各个子系统的弹复力水平，确定所述列控系统中弹复能力最差的子系统；对所述弹复能力最差的子系统的可靠性进行评估，结合历史故障数据分析子系统中各个模块分别失效时对子系统的可靠性的影响；根据对弹复能力最差的子系统的可靠性评估结果，确定弹复力在弹复过程中的作用时机，制定出具体的故障恢复策略。本发明专利技术实施例提出了一种基于列控系统弹复力效应的列控系统故障恢复体系框架，可以解决列控系统故障恢复过程中面临的系统功能和性能渐变过程的优化问题，可以有效地提高列控系统响应故障的能力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术实施例提供了一种。该方法主要包括评估列控系统中各个子系统的弹复力水平，确定所述列控系统中弹复能力最差的子系统；对所述弹复能力最差的子系统的可靠性进行评估，结合历史故障数据分析子系统中各个模块分别失效时对子系统的可靠性的影响；根据对弹复能力最差的子系统的可靠性评估结果，确定弹复力在弹复过程中的作用时机，制定出具体的故障恢复策略。本专利技术实施例提出了一种基于列控系统弹复力效应的列控系统故障恢复体系框架，可以解决列控系统故障恢复过程中面临的系统功能和性能渐变过程的优化问题，可以有效地提高列控系统响应故障的能力。【专利说明】
本专利技术涉及列控系统故障恢复
，尤其涉及一种基于弹复力效应的列控系 统故障恢复方法。
技术介绍
弹复力一词最早来源于拉丁语"resalire"，意指"弹回、复原"。它来自物理科学领 域，其物理性质是弹簧发生弹性形变所存储的弹性势能。早期弹复力主要应用在生态学、心 理学等领域。之后弹复力开始应用于工业领域，它逐渐成为衡量系统响应压力的能力指标。 现在弹复力研究工程已经发展成为评估和管理安全性和可靠性的重要领域。国外 的一些专家学者认为弹复力工程是以增强可靠性为目的，结合系统工程、组织理论、系统性 能和人为因素测量的一个新兴领域;也有专家认为弹复力工程不同于以往传统的风险理论 方法，它是测量系统对风险的感知能力，进而管理风险。总之，随着弹复力理论在各个领域 的应用，弹复力的思想开始广泛传播，弹复力逐渐发展成为可靠性评估中重要的功能指标， 反映了系统响应故障的能力。 目前，交通运输系统是应用弹复力工程的一个重要领域。在运输领域中，弹复力工 程通过研究和设计系统的参数，确保系统无论在正常还是极端的环境中运行在正常水平。 当发生意外事件时，系统的弹复力能够使系统响应干扰或者中断，重新获得平衡状态并返 回到正常操作，从而提高了系统的可靠性。对于交通运输领域的弹复力分析，首先需要分析 系统的物理结构，识别出弹复能力最差的子系统和重要子模块。这是因为系统在运行过程 中，一旦遭遇突如其来的干扰或者压力，这些模块或子系统是最有可能出现故障或失效的 环节，从而影响整个系统的正常运行。其次是评估系统运输水平。从物理结构和操作层面来 描述系统的性能是进行弹复力评估的基础。 列控系统是列车运行控制系统的简称，它是铁路运输的核心部分，对列控系统进 行故障检测、制定故障恢复的视情维修策略是提高列控系统安全和运行效率的有效措施， 因此，列控系统故障恢复策略的研究对于高速铁路运输具有重要意义。由于列控系统的结 构复杂，所以在运行过程中对自身内部因素及外部环境的敏感性强，任何微小的故障或隐 患若不能被实时诊断出来并且进行有效处理，都有可能引发连锁反应进而造成行车事故， 甚至导致影响巨大的灾难性后果。但是运行期中极端情况对系统的干扰和故障无法预测也 无可避免，所以需要对运行过程中的列控系统的可靠性进行分析。 传统的列控系统的可靠性分析主要在于事先的分析和事后的评估，没有考虑系统 在运行期的特点，不能对系统运行过程中的可靠性进行分析。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种，以提高列 控系统响应故障的能力。 为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。 一种，建立了一种基于弹复力效应的列 控系统故障恢复体系框架，该框架包含列控系统弹复力评估模型、列控系统的子系统可靠 性评估模型、故障恢复策略，所述方法具体包括：列控系统弹复力评估模型，将弹复力效应应用到列控系统响应故障的能力中，评 估列控系统中各个子系统的弹复力水平，确定所述列控系统中弹复能力最差的子系统； 列控系统的子系统可靠性评估模型，对所述列控系统中弹复能力最差的子系统的 可靠性进行评估，结合历史故障数据分析子系统中各个模块分别失效时对子系统的可靠性 的影响； 故障恢复策略，根据对弹复能力最差的子系统的可靠性评估结果，确定弹复力在 弹复过程中的作用时机，制定出具体的故障恢复策略。 进一步地，所述的列控系统弹复力评估模型，将弹复力效应应用到列控系统响应 故障的能力中，包括： 所述列控系统弹复力评估模型通过对历史故障数据的分析得出列控系统发生的 故障类型及规律，制定出列控系统的弹复力评估指标，该弹复力评估指标包括修复时间、影 响列车数和故障频度，修复时间是指列控系统从故障恢复到正常运行状态所需的时间，影 响列车数是指当列控系统发生故障后对列车运行影响程度的大小，故障频度是指在一定时 间内列控系统发生故障的次数； 进一步地，所述的评估列控系统中各个子系统的弹复力水平，确定所述列控系统 中弹复能力最差的子系统，包括： 根据弹复力评估指标，结合历史故障数据，采用模糊综合评价方法对列控系统的 各子系统的弹复能力进行评估，确定列控系统中弹复能力最差的子系统，所述弹复力是指 系统从运行正常状态，经历突发干扰中断后恢复到稳定状态这一过程的响应能力。 进一步地，所述的根据弹复力评估指标，结合历史故障数据，采用模糊综合评价方 法对列控系统的各子系统的弹复能力进行评估，包括； (1)确定评估对象：{联锁(P1)，列控中心(P2)，调度集中(P3)，地面电子单元(P4)， 车载设备(P5)，GSM_R网络(P6)}; (2)确定弹复力评估指标：{故障频度讲，修复时间μ2,影响列车数μ3}; (3)确定评语集和对应的评语分数； (4)统计历史故障数据，确定每个弹复力评估指标在相应的评语集中所占的比例， 将该比例作为弹复力评估指标的评价结果，得到每项弹复力评估指标相对于评语集的隶属 度矩阵R; (5)确定各个弹复力评估指标的权重，根据各个评估指标的权重组成权重矩阵为 Α； (6)根据模糊综合评价模型，按照公式B=A*R计算得出综合评价矩阵B; (7)根据评语分数矩阵G，按照公式P = B*G计算出各子系统弹复能力的大小。 进一步地，所述的列控系统的子系统可靠性评估模型对所述列控系统中弹复能力 最差的子系统的可靠性进行评估，结合历史故障数据分析子系统中各个模块分别失效时对 子系统的可靠性的影响，包括： 采用离散时间贝叶斯网络建立列控系统的子系统可靠性评估模型，该评估模型通 过分析历史故障数据，来确定所述离散时间贝叶斯网络的根节点的先验概率、各模块的失 效率λ和离散时间贝叶斯网络的部分先验概率分布，设定任务时间T的大小，结合历史故障 数据分析子系统中各个模块分别失效时对子系统的可靠性的影响。 进一步地，所述的根据对弹复能力最差的子系统的可靠性评估结果，确定弹复力 在弹复过程中的作用时机，制定出具体的故障恢复策略，包括： 所述的弹复过程是系统在运行过程中当系统功能因受到干扰而损伤时，通过冗余 设备或后备方案来对系统进行功能修复，使系统恢复到正常工作状态的过程，包含运行前 期、调整期和运行后期三个阶段，其中，运行前期，系统的各个子系统都正常运行，物理结构 和信息交互过程都正常;调整期，出现了干扰，导致系统的部分功能受到影响无法保证列控 系统的可靠运行;运行后期，通过采用后备方案或是冗余设备，使得系统经调整后基本恢复 到或完全恢复到正常运行状态。 进一步地，所述的具体的故障恢复策略包括： (1)在列控系统的设计阶段，增加列控系统中部件的冗余度，当有部件出现故障 时，用备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于弹复力效应的列控系统故障恢复方法，其特征在于，建立了一种基于弹复力效应的列控系统故障恢复体系框架，该框架包含列控系统弹复力评估模型、列控系统的子系统可靠性评估模型、故障恢复策略，所述方法具体包括：列控系统弹复力评估模型，将弹复力效应应用到列控系统响应故障的能力中，评估列控系统中各个子系统的弹复力水平，确定所述列控系统中弹复能力最差的子系统；列控系统的子系统可靠性评估模型，对所述列控系统中弹复能力最差的子系统的可靠性进行评估，结合历史故障数据分析子系统中各个模块分别失效时对子系统的可靠性的影响；故障恢复策略，根据对弹复能力最差的子系统的可靠性评估结果，确定弹复力在弹复过程中的作用时机，制定出具体的故障恢复策略。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：上官伟，蔡伯根，王剑，袁敏，胡福威，刘江，陆德彪，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11