無線機(jī)車信號系統(tǒng)可靠性設(shè)計.pdf

1、為了更好的提高鐵路運(yùn)輸效率，保障行車安全，列控系統(tǒng)逐漸向基于通信的列車控制系統(tǒng)而發(fā)展。無線機(jī)車信號系統(tǒng)則是利用無線信道在車地間傳輸大量的雙向信息，通過列車控制中心實現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)列車的統(tǒng)一調(diào)度，從而大大提高行車效率，并且具有更高的可靠性和安全性。世界上很多國家在這方面已經(jīng)做出了探索，我國的先進(jìn)列控系統(tǒng)發(fā)展較晚，但近幾年通過不斷的探索也取得了一定的成果。論文闡述了無線機(jī)車信號系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)，并分析了其他相關(guān)列控子系統(tǒng)的功能，從中得到列控子系

2、統(tǒng)的一般模型。根據(jù)無線機(jī)車信號系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)需要，分析了系統(tǒng)的安全需求及性能指標(biāo)，使之符合“安全性完善度等級(SIL)”的要求。 論文首先根據(jù)無線機(jī)車信號系統(tǒng)的基本原理，對系統(tǒng)的各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，其中主要包括地面控制系統(tǒng)，車載主機(jī)系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)，另外還介紹了相關(guān)一些列控子系統(tǒng)的基本功能。地面控制設(shè)備采用二乘二取二結(jié)構(gòu)設(shè)計，車載主機(jī)采用雙機(jī)熱備系統(tǒng)，并研究了主用單元與備用單元的切換過程實現(xiàn)。 在可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，

3、引入馬爾可夫過程建模方法，對不同的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可靠性分析。論文選擇Markov鏈模型對控制結(jié)構(gòu)建模，主要原因是馬爾可夫可靠性模型是計算建立在時間函數(shù)之上不同狀態(tài)下的系統(tǒng)概率，模型中從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的轉(zhuǎn)移代表了器件的失效和冗余性能。Markov模型與系統(tǒng)狀態(tài)的微分方程是等同的，因此與順序相關(guān)維修和冗余處理被一并考慮在內(nèi)。馬爾可夫比較適合研究具有離散時間或離散狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的隨機(jī)過程，建模的方法簡單，算法容易仿真，并具有較高的精

4、度。本文研究了控制結(jié)構(gòu)的Markov鏈模型一般分析方法，使用數(shù)學(xué)軟件Matlab對模型進(jìn)行仿真，得出了不同控制結(jié)構(gòu)的可靠性安全性指標(biāo)，通過改變系統(tǒng)參數(shù)分析仿真結(jié)果的差異，對無線機(jī)車信號可靠性和安全性設(shè)計提供了途徑。 論文最后研究了無線機(jī)車信號系統(tǒng)的控制方式，包括自律輪詢注冊方式，三維控制算法的具體要求等，并研究了通過控制方法實現(xiàn)的系統(tǒng)故障安全措施。從而表明了無線機(jī)車信號系統(tǒng)的高可靠性與安全性適用于多種場合，大大提高行車效率，保障