CTCS-3級列控系統(tǒng)的可靠性與安全性研究.pdf

1、CTCS-3(Chinese Train Control System level3,中國列車運行控制系統(tǒng)應用等級3)級列控系統(tǒng)應用了大量復雜的電子相關組件和計算機系統(tǒng),規(guī)模龐大、配置冗余、結構復雜。CTCS-3級列控系統(tǒng)作為保證時速為300~350km/h列車高安全、高可靠、高效運行的核心信號技術裝備,必須具備相當高的可靠性和安全性,但是經(jīng)常發(fā)生難以避免的故障。被認為小概率事件的危險側故障一旦發(fā)生,所造成的后果是災難性的。因此,研究C

2、TCS-3級列控系統(tǒng)的可靠性和安全性對保障高速列車運行安全具有極其重要的意義。
　　通過剖析CTCS-3級列控系統(tǒng)的結構和功能,結合列控系統(tǒng)設備的故障數(shù)據(jù),從系統(tǒng)工程的角度出發(fā),采用FTA(Fault Tree Analysis,故障樹分析)方法和BN(Bayesian Network,貝葉斯網(wǎng)絡)技術,考慮維修性、共因失效、多態(tài)性等多因素故障模式特征,系統(tǒng)的對CTCS-3級列控系統(tǒng)的可靠性進行分析和評估。通過確定列控系統(tǒng)的潛在風

3、險、導致風險發(fā)生的原因及風險可能造成的后果,利用BN建立風險評估模型,對列車保護警報系統(tǒng)的安全風險進行評估。本文的主要研究內容如下:
　　(1)深入分析 CTCS-3級列控系統(tǒng)的車載設備和地面設備結構,剖析其核心功能和功能分層。根據(jù)列控系統(tǒng)的故障應急處理案例,從發(fā)生次數(shù)、故障現(xiàn)象及原因、解決途徑和對列車造成的影響等方面對列控系統(tǒng)設備的故障數(shù)據(jù)進行分析、歸納和總結。
　　(2)考慮到列控系統(tǒng)故障模式中表征的維修性、共因失效、多

4、態(tài)性等現(xiàn)象。首先從可用度的角度出發(fā),利用FTA方法和BN建立車載子系統(tǒng)的可靠性模型,對其進行可用性分析;其次,利用CTCS-3級列控系統(tǒng)的概念故障樹,建立基于BN的二狀態(tài)CTCS-3級列控系統(tǒng)可靠性模型,對其進行可靠性分析與評估;最后,將降級場景作為 CTCS-3級列控系統(tǒng)一種特殊的工作方式,建立其正常運行、降級運行和系統(tǒng)故障的三狀態(tài) BN可靠性模型,對考慮降級場景情況下CTCS-3級車載系統(tǒng)的可靠性進行分析和評估。
　　(3)通