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基于改进动态贝叶斯的CTCS-3级列控车载子系统可靠性分析
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作者 赵斌 王敏 张文韬 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第2期413-421,共9页
针对传统中国列控车载子系统可靠性分析中存在的认知不确定性和动态性不足问题,为有效识别认知不确定性对可靠性分析的影响,将证据理论和动态贝叶斯网络相融合,分析列控车载子系统的可靠性。首先,根据中国列控车载子系统的结构与功能建... 针对传统中国列控车载子系统可靠性分析中存在的认知不确定性和动态性不足问题,为有效识别认知不确定性对可靠性分析的影响,将证据理论和动态贝叶斯网络相融合,分析列控车载子系统的可靠性。首先,根据中国列控车载子系统的结构与功能建立系统失效故障树模型;其次,将故障树模型转化为对应的Dempster-Shafer证据理论-动态贝叶斯网络(Dempster-Shafer evidence theory-Dynamic Bayesian Network,DS-DBN)模型;最后,综合考虑维修、共因失效和覆盖因子等因素,引入认知重要度,通过DS-DBN网络模型双向推理能力,采用区间值的形式来描述中国列控车载子系统可靠性。仿真结果表明:在列控车载子系统可靠性分析中忽略共因失效会导致分析结果偏大,采取维修措施能有效减缓可靠性的降低速度;通过反向推理识别出列车接口单元是中国列控车载子系统的薄弱环节;人机界面的认知重要度和不确定度最高,表明该环节对中国列控车载子系统可靠性影响最大。 展开更多
关键词 安全工程 列控车载子系统 证据理论 重要度 认知不确定性
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基于贝叶斯网络的CTCS-3级列控系统车载子系统可靠性评估 被引量:18
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作者 苏宏升 车玉龙 张友鹏 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期96-104,共9页
根据CTCS-3级列控系统车载子系统的功能结构构建其故障树,将故障树转换为贝叶斯网络;考虑维修性、共因失效和多故障模式等因素,分别建立基于贝叶斯网络的二状态(考虑正常运行和系统故障2种故障模式)和三状态(考虑正常运行、系统故常和... 根据CTCS-3级列控系统车载子系统的功能结构构建其故障树,将故障树转换为贝叶斯网络;考虑维修性、共因失效和多故障模式等因素,分别建立基于贝叶斯网络的二状态(考虑正常运行和系统故障2种故障模式)和三状态(考虑正常运行、系统故常和降级运行3种故障模式)车载子系统可靠性评估模型;计算二状态和三状态情况下车载子系统的可用度,对车载子系统的可靠性进行评估。结果表明:利用贝叶斯网络的反向推理和正向推理便于查找车载子系统的薄弱环节;若不考虑车载子系统冗余结构中的共因失效,则得到的可靠性指标会偏于乐观;二状态和三状态情况下车载子系统的可用度分别为99.999 2%和99.997 7%,可见,减少车载子系统运行时的故障降级切换,可提高其运行时的可靠性。 展开更多
关键词 列车控制系统 车载子系统 共因失效 多故障模式 可用度 可靠性评估
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基于混成自动机的城市轨道交通ZC子系统建模与验证方法 被引量:7
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作者 黄友能 张鹏基 +1 位作者 侯晓鹏 唐涛 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期114-121,共8页
结合城市轨道交通列车控制系统区域控制器(ZC)子系统的混成特性,采用扩展的统一建模语言(UML)建立ZC子系统的UML顺序图;采用模型转换方法,提出从源模型到目标模型转换的定义和规则,将ZC子系统的UML顺序图转换为形式化的线性混成自动机模... 结合城市轨道交通列车控制系统区域控制器(ZC)子系统的混成特性,采用扩展的统一建模语言(UML)建立ZC子系统的UML顺序图;采用模型转换方法,提出从源模型到目标模型转换的定义和规则,将ZC子系统的UML顺序图转换为形式化的线性混成自动机模型,用于ZC子系统功能的安全验证。以北京地铁亦庄线ZC边界切换控制功能场景为例,建立该场景的UML顺序图;将其对应车地通信的5个阶段细分为5个组合片段;根据模型转换定义及规则,将各组合片段转换为线性混成自动机,进一步将不同组合片段的线性混成自动机合成完整的目标线性混成自动机;根据建立的线性混成自动机模型,采用验证工具BACH对该场景的7条功能性质和4条安全性质进行验证。结果表明:ZC边界切换控制功能满足设计需求,列车能够安全通过地面区域边界点,没有超速情况且能够在接管ZC管辖范围内安全停车。表明所提出的建模和验证方法是可行的,弥补了对具有混成特性列车控制系统既有验证方法的不足。 展开更多
关键词 列车控制系统 区域控制器子系统 系统建模 系统功能 安全验证
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列车控制系统中数据通信子系统的帧丢失概率 被引量:14
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作者 徐田华 唐涛 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期110-114,共5页
利用随机Petri网模型,综合随机信道恶化、越区切换、无线接入设备故障等无线信道失效因素,建立列车控制系统中数据通信子系统非冗余结构和冗余结构的帧丢失概率模型,给出分解的无线数据通信模型的定点迭代求解方程。分别计算:冗余结构... 利用随机Petri网模型,综合随机信道恶化、越区切换、无线接入设备故障等无线信道失效因素,建立列车控制系统中数据通信子系统非冗余结构和冗余结构的帧丢失概率模型,给出分解的无线数据通信模型的定点迭代求解方程。分别计算:冗余结构、非冗余结构的数据通信系统的帧丢失概率;不同列车数量、不同列车运行速度对应的帧丢失概率。分析计算结果表明:冗余结构数据通信系统的帧丢失概率远低于非冗余结构的;主要原因是冗余结构数据通信系统不因单一AP通信中断而失效、有效消除了列车越区切换对帧丢失概率的影响。 展开更多
关键词 数据通信子系统 列车控制系统 帧丢失概率 随机PETRI网 冗余结构
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基于无线通信的列车控制系统中的数据通信子系统分析 被引量:9
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作者 雷锡绒 《城市轨道交通研究》 北大核心 2012年第4期106-109,共4页
运用无线通信实现车地数据传输的列车自动控制才是真正意义上的移动闭塞。在基于无线通信的列车控制(CBTC)系统中,数据通信子系统承载的数据直接关系到行车安全。结合西安地铁2号线一期工程信号系统,对其数据通信子系统的构成、作用、... 运用无线通信实现车地数据传输的列车自动控制才是真正意义上的移动闭塞。在基于无线通信的列车控制(CBTC)系统中,数据通信子系统承载的数据直接关系到行车安全。结合西安地铁2号线一期工程信号系统,对其数据通信子系统的构成、作用、安全措施、抗干扰措施及主要性能等进行分析。 展开更多
关键词 地铁 基于无线通信的列车控制 数据通信子系统
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城市轨道交通CBTC系统仿真实验室设计 被引量:3
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作者 崔亦博 焦怡博 +1 位作者 孙旺 王壮锋 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第5期122-125,共4页
设计了城市轨道交通CBTC系统仿真实验室的建设方案。CBTC系统由诸多子系统构成,集成度高,硬件设备多。实验室按照先搭建各子系统,最后整体集成的思路进行设计。实验室各子系统可独立进行仿真实验,也可由各子系统配合完成整体实验。通过... 设计了城市轨道交通CBTC系统仿真实验室的建设方案。CBTC系统由诸多子系统构成,集成度高,硬件设备多。实验室按照先搭建各子系统,最后整体集成的思路进行设计。实验室各子系统可独立进行仿真实验,也可由各子系统配合完成整体实验。通过合理规划,在一间实验室内完成了完整CBTC系统的仿真环境搭建。该方案保证了整个CBTC系统功能的完整性,将设备集成于同一实验室也减少了占地面积,降低了实验室建设成本,为类似实验室的建设提供了参考。 展开更多
关键词 城市轨道交通 基于通信的列车控制 仿真 子系统 集成
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基于通信的列车控制系统数据通信子系统可靠性分析 被引量:8
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作者 黄天印 赵时旻 刘循 《城市轨道交通研究》 北大核心 2009年第5期33-37,共5页
基于通信的列车控制(CBTC)系统目前已成为城市轨道交通的重要应用制式。CBTC系统中各类数据信息的传输与交换是通过数据通信子系统(DCS)实现的,因而DCS的可靠性对CBTC系统的可靠性影响较大。在国内外已有的研究基础上,从全网络结构的角... 基于通信的列车控制(CBTC)系统目前已成为城市轨道交通的重要应用制式。CBTC系统中各类数据信息的传输与交换是通过数据通信子系统(DCS)实现的,因而DCS的可靠性对CBTC系统的可靠性影响较大。在国内外已有的研究基础上,从全网络结构的角度,对地面信息传输骨干网络和人为因素的可靠性影响进行了分析,并在考虑故障频发的情况下,完善了网络节点的MTBF(平均故障间隔时间)分析算法,对CBTC系统的可靠性分析作出了有益的补充。 展开更多
关键词 轨道交通 基于通信的列车控制 数据通信子系统 可靠性
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基于贝叶斯网络的CTCS-3级列控车载系统韧性 被引量:2
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作者 吕彪 刘于萌 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期949-959,共11页
为弥补现有指标的不足,引入韧性作为非常态事件下CTCS-3级(China train control system-3)列控车载子系统运行稳定性的测度指标.提出了车载子系统韧性量化评估方法,构建了基于贝叶斯网络(Bayesian network,BN)的韧性评估模型,并定义了5... 为弥补现有指标的不足,引入韧性作为非常态事件下CTCS-3级(China train control system-3)列控车载子系统运行稳定性的测度指标.提出了车载子系统韧性量化评估方法,构建了基于贝叶斯网络(Bayesian network,BN)的韧性评估模型,并定义了5种基于韧性的部件重要度指标;进一步利用贝叶斯网络双向推理功能,计算了车载子系统在不同扰动情景下的韧性及部件重要度指标.研究结果表明:韧性可全面描述车载子系统抵御扰动和从扰动中恢复的能力,非常态事件扰动下,韧性与可用性指标存在明显差异;不同扰动情景下系统韧性明显不同,扰动发生时,车载子系统面临磁暴影响时的韧性为0.8017,而遭遇雷电时的韧性为0.8819,面临冰雪扰动时的韧性为0.9880;部件重要度存在情景依赖,同一部件在不同扰动情景下重要度排序可能不同,且可能随时间动态变化. 展开更多
关键词 列车运行控制 韧性 CTCS-3 车载子系统 贝叶斯网络 重要度分析
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