基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法。該方法主要包括評估列控系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力水平，確定所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)；對所述彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評估，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)中各個(gè)模塊分別失效時(shí)對子系統(tǒng)的可靠性的影響；根據(jù)對彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性評估結(jié)果，確定彈復(fù)力在彈復(fù)過程中的作用時(shí)機(jī)，制定出具體的故障恢復(fù)策略。本發(fā)明實(shí)施例提出了一種基于列控系統(tǒng)彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)體系框架，可以解決列控系統(tǒng)故障恢復(fù)過程中面臨的系統(tǒng)功能和性能漸變過程的優(yōu)化問題，可以有效地提高列控系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力。
【專利說明】
基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及列控系統(tǒng)故障恢復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系 統(tǒng)故障恢復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 彈復(fù)力一詞最早來源于拉丁語"resalire"，意指"彈回、復(fù)原"。它來自物理科學(xué)領(lǐng) 域，其物理性質(zhì)是彈簧發(fā)生彈性形變所存儲的彈性勢能。早期彈復(fù)力主要應(yīng)用在生態(tài)學(xué)、心 理學(xué)等領(lǐng)域。之后彈復(fù)力開始應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，它逐漸成為衡量系統(tǒng)響應(yīng)壓力的能力指標(biāo)。
[0003] 現(xiàn)在彈復(fù)力研究工程已經(jīng)發(fā)展成為評估和管理安全性和可靠性的重要領(lǐng)域。國外 的一些專家學(xué)者認(rèn)為彈復(fù)力工程是以增強(qiáng)可靠性為目的，結(jié)合系統(tǒng)工程、組織理論、系統(tǒng)性 能和人為因素測量的一個(gè)新興領(lǐng)域;也有專家認(rèn)為彈復(fù)力工程不同于以往傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)理論 方法，它是測量系統(tǒng)對風(fēng)險(xiǎn)的感知能力，進(jìn)而管理風(fēng)險(xiǎn)。總之，隨著彈復(fù)力理論在各個(gè)領(lǐng)域 的應(yīng)用，彈復(fù)力的思想開始廣泛傳播，彈復(fù)力逐漸發(fā)展成為可靠性評估中重要的功能指標(biāo)， 反映了系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力。
[0004] 目前，交通運(yùn)輸系統(tǒng)是應(yīng)用彈復(fù)力工程的一個(gè)重要領(lǐng)域。在運(yùn)輸領(lǐng)域中，彈復(fù)力工 程通過研究和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的參數(shù)，確保系統(tǒng)無論在正常還是極端的環(huán)境中運(yùn)行在正常水平。 當(dāng)發(fā)生意外事件時(shí)，系統(tǒng)的彈復(fù)力能夠使系統(tǒng)響應(yīng)干擾或者中斷，重新獲得平衡狀態(tài)并返 回到正常操作，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。對于交通運(yùn)輸領(lǐng)域的彈復(fù)力分析，首先需要分析 系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，識別出彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)和重要子模塊。這是因?yàn)橄到y(tǒng)在運(yùn)行過程 中，一旦遭遇突如其來的干擾或者壓力，這些模塊或子系統(tǒng)是最有可能出現(xiàn)故障或失效的 環(huán)節(jié)，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其次是評估系統(tǒng)運(yùn)輸水平。從物理結(jié)構(gòu)和操作層面來 描述系統(tǒng)的性能是進(jìn)行彈復(fù)力評估的基礎(chǔ)。
[0005] 列控系統(tǒng)是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的簡稱，它是鐵路運(yùn)輸?shù)暮诵牟糠?，對列控系統(tǒng)進(jìn) 行故障檢測、制定故障恢復(fù)的視情維修策略是提高列控系統(tǒng)安全和運(yùn)行效率的有效措施， 因此，列控系統(tǒng)故障恢復(fù)策略的研究對于高速鐵路運(yùn)輸具有重要意義。由于列控系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，所以在運(yùn)行過程中對自身內(nèi)部因素及外部環(huán)境的敏感性強(qiáng)，任何微小的故障或隱 患若不能被實(shí)時(shí)診斷出來并且進(jìn)行有效處理，都有可能引發(fā)連鎖反應(yīng)進(jìn)而造成行車事故， 甚至導(dǎo)致影響巨大的災(zāi)難性后果。但是運(yùn)行期中極端情況對系統(tǒng)的干擾和故障無法預(yù)測也 無可避免，所以需要對運(yùn)行過程中的列控系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析。
[0006] 傳統(tǒng)的列控系統(tǒng)的可靠性分析主要在于事先的分析和事后的評估，沒有考慮系統(tǒng) 在運(yùn)行期的特點(diǎn)，不能對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的可靠性進(jìn)行分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，以提高列 控系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。
[0009] 一種基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，建立了一種基于彈復(fù)力效應(yīng)的列 控系統(tǒng)故障恢復(fù)體系框架，該框架包含列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型、列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠 性評估模型、故障恢復(fù)策略，所述方法具體包括：
[0010]列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型，將彈復(fù)力效應(yīng)應(yīng)用到列控系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力中，評 估列控系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力水平，確定所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)；
[0011] 列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性評估模型，對所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的 可靠性進(jìn)行評估，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)中各個(gè)模塊分別失效時(shí)對子系統(tǒng)的可靠性 的影響；
[0012] 故障恢復(fù)策略，根據(jù)對彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性評估結(jié)果，確定彈復(fù)力在 彈復(fù)過程中的作用時(shí)機(jī)，制定出具體的故障恢復(fù)策略。
[0013] 進(jìn)一步地，所述的列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型，將彈復(fù)力效應(yīng)應(yīng)用到列控系統(tǒng)響應(yīng) 故障的能力中，包括：
[0014] 所述列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型通過對歷史故障數(shù)據(jù)的分析得出列控系統(tǒng)發(fā)生的 故障類型及規(guī)律，制定出列控系統(tǒng)的彈復(fù)力評估指標(biāo)，該彈復(fù)力評估指標(biāo)包括修復(fù)時(shí)間、影 響列車數(shù)和故障頻度，修復(fù)時(shí)間是指列控系統(tǒng)從故障恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)所需的時(shí)間，影 響列車數(shù)是指當(dāng)列控系統(tǒng)發(fā)生故障后對列車運(yùn)行影響程度的大小，故障頻度是指在一定時(shí) 間內(nèi)列控系統(tǒng)發(fā)生故障的次數(shù)；
[0015] 進(jìn)一步地，所述的評估列控系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力水平，確定所述列控系統(tǒng) 中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)，包括：
[0016] 根據(jù)彈復(fù)力評估指標(biāo)，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)，采用模糊綜合評價(jià)方法對列控系統(tǒng)的 各子系統(tǒng)的彈復(fù)能力進(jìn)行評估，確定列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)，所述彈復(fù)力是指 系統(tǒng)從運(yùn)行正常狀態(tài)，經(jīng)歷突發(fā)干擾中斷后恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)這一過程的響應(yīng)能力。
[0017] 進(jìn)一步地，所述的根據(jù)彈復(fù)力評估指標(biāo)，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)，采用模糊綜合評價(jià)方 法對列控系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的彈復(fù)能力進(jìn)行評估，包括；
[0018] (1)確定評估對象：{聯(lián)鎖(P1)，列控中心(P2)，調(diào)度集中(P3)，地面電子單元(P4)， 車載設(shè)備(P5)，GSM_R網(wǎng)絡(luò)(P6)};
[0019] (2)確定彈復(fù)力評估指標(biāo)：{故障頻度講，修復(fù)時(shí)間μ2,影響列車數(shù)μ3};
[0020] (3)確定評語集和對應(yīng)的評語分?jǐn)?shù)；
[0021] (4)統(tǒng)計(jì)歷史故障數(shù)據(jù)，確定每個(gè)彈復(fù)力評估指標(biāo)在相應(yīng)的評語集中所占的比例， 將該比例作為彈復(fù)力評估指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果，得到每項(xiàng)彈復(fù)力評估指標(biāo)相對于評語集的隸屬 度矩陣R;
[0022] (5)確定各個(gè)彈復(fù)力評估指標(biāo)的權(quán)重，根據(jù)各個(gè)評估指標(biāo)的權(quán)重組成權(quán)重矩陣為 Α；
[0023] (6)根據(jù)模糊綜合評價(jià)模型，按照公式B=A*R計(jì)算得出綜合評價(jià)矩陣B;
[0024] (7)根據(jù)評語分?jǐn)?shù)矩陣G，按照公式P = B*G計(jì)算出各子系統(tǒng)彈復(fù)能力的大小。
[0025] 進(jìn)一步地，所述的列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性評估模型對所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力 最差的子系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評估，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)中各個(gè)模塊分別失效時(shí)對 子系統(tǒng)的可靠性的影響，包括：
[0026] 采用離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建立列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性評估模型，該評估模型通 過分析歷史故障數(shù)據(jù)，來確定所述離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率、各模塊的失 效率λ和離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的部分先驗(yàn)概率分布，設(shè)定任務(wù)時(shí)間T的大小，結(jié)合歷史故障 數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)中各個(gè)模塊分別失效時(shí)對子系統(tǒng)的可靠性的影響。
[0027] 進(jìn)一步地，所述的根據(jù)對彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性評估結(jié)果，確定彈復(fù)力 在彈復(fù)過程中的作用時(shí)機(jī)，制定出具體的故障恢復(fù)策略，包括：
[0028] 所述的彈復(fù)過程是系統(tǒng)在運(yùn)行過程中當(dāng)系統(tǒng)功能因受到干擾而損傷時(shí)，通過冗余 設(shè)備或后備方案來對系統(tǒng)進(jìn)行功能修復(fù)，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)的過程，包含運(yùn)行前 期、調(diào)整期和運(yùn)行后期三個(gè)階段，其中，運(yùn)行前期，系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)都正常運(yùn)行，物理結(jié)構(gòu) 和信息交互過程都正常;調(diào)整期，出現(xiàn)了干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)的部分功能受到影響無法保證列控 系統(tǒng)的可靠運(yùn)行;運(yùn)行后期，通過采用后備方案或是冗余設(shè)備，使得系統(tǒng)經(jīng)調(diào)整后基本恢復(fù) 到或完全恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。
[0029] 進(jìn)一步地，所述的具體的故障恢復(fù)策略包括：
[0030] (1)在列控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，增加列控系統(tǒng)中部件的冗余度，當(dāng)有部件出現(xiàn)故障 時(shí)，用備份部件代替故障部件；
[0031] (2)在列控系統(tǒng)的運(yùn)行階段設(shè)置報(bào)警機(jī)制，根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，在列控系統(tǒng)可能發(fā)生故 障時(shí)提前預(yù)警；
[0032] (3)建立一套系統(tǒng)故障響應(yīng)服務(wù)體系，在系統(tǒng)發(fā)生故障后，根據(jù)所述系統(tǒng)故障響應(yīng) 服務(wù)體系處理和解決故障；
[0033] (4)在處理列控系統(tǒng)發(fā)生的故障時(shí)，優(yōu)先處理對列控系統(tǒng)功能影響范圍最大的故 障。
[0034] 進(jìn)一步地，所述的列控系統(tǒng)的故障恢復(fù)策略還包括:根據(jù)車載設(shè)備子系統(tǒng)中的部 件對車載設(shè)備功能的影響程度，對所述部件采取不同的冗余方式。
[0035] 由上述本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種基于 系統(tǒng)彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)體系框架:通過評估列控系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力 水平，確定所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng);對列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng) 的可靠性進(jìn)行評估;根據(jù)可靠性評估結(jié)果，確定彈復(fù)力在彈復(fù)過程中的作用時(shí)機(jī)，以制定出 具體的故障恢復(fù)策略，從而有效地提高列控系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力。彈復(fù)過程是系統(tǒng)在運(yùn)行 過程中當(dāng)系統(tǒng)功能因受到干擾而損傷時(shí)，通過冗余設(shè)備或后備方案來對系統(tǒng)進(jìn)行功能修 復(fù)，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)的過程，包含運(yùn)行前期、調(diào)整期和運(yùn)行后期三個(gè)階段。
[0036] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0037] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0038] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種列控系統(tǒng)故障恢復(fù)體系框架示意圖；
[0039] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種列控系統(tǒng)的彈復(fù)過程示意圖；
[0040] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種列控系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力評估流程；
[0041] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于模塊失效的車載設(shè)備離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)；
[0042] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種彈復(fù)力作用的時(shí)機(jī)和具體策略示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0044] 本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式"一"、"一 個(gè)"、"所述"和"該"也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措 辭"包括"是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加 一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元 件被"連接"或"耦接"到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在 中間元件。此外，這里使用的"連接"或"耦接"可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭 "和/或"包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。
[0045] 本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù) 語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該 理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意 義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0046] 實(shí)施例一
[0047] 傳統(tǒng)的可靠性分析主要在于事先的分析和事后的評估，沒有考慮系統(tǒng)在運(yùn)行期的 特點(diǎn)，不能對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的可靠性進(jìn)行分析。本發(fā)明引入了彈復(fù)力的概念，與傳統(tǒng)可靠 性方法比，彈復(fù)力考慮了系統(tǒng)的運(yùn)行過程中內(nèi)部的信息交互和對外部環(huán)境的信息響應(yīng)，從 而評估列控系統(tǒng)的性能(包括安全性、可靠性等）。彈復(fù)力具有動態(tài)性和系統(tǒng)性，適合分析大 型復(fù)雜系統(tǒng)的功能失效過程的性能變化。
[0048]本發(fā)明實(shí)施例建立了一種基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)體系框架，包含列 控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型、列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性評估模型、故障恢復(fù)策略，列控系統(tǒng)故障 恢復(fù)體系框架示意圖如圖1所示，包括如下的處理過程：
[0049] 所述的列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型，將彈復(fù)力效應(yīng)應(yīng)用到列控系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力 中，采用模糊綜合評價(jià)方法建立評估模型，然后根據(jù)評估指標(biāo)并結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)對列控 系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的彈復(fù)力進(jìn)行評估，評估列控系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力水平，以確定列 控系統(tǒng)的彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)。上述的模糊綜合評價(jià)方法包括:定義綜合評價(jià)矩陣、評語 分?jǐn)?shù)矩陣和子系統(tǒng)的彈復(fù)力分別為B、G、P，計(jì)算公式為:P = B*G，根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定列控系 統(tǒng)彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)。上述彈復(fù)力是指系統(tǒng)從運(yùn)行正常狀態(tài)，經(jīng)歷突發(fā)干擾中斷后恢 復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)這一過程的響應(yīng)能力。
[0050] 彈復(fù)力評估指標(biāo)是通過對歷史故障數(shù)據(jù)的分析，得出列控系統(tǒng)發(fā)生的故障類型及 規(guī)律，進(jìn)而制定評估指標(biāo)，該指標(biāo)包括修復(fù)時(shí)間、影響列車數(shù)，故障頻度。修復(fù)時(shí)間是指系統(tǒng) 從故障恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)所需的時(shí)間，影響列車數(shù)是指當(dāng)列控系統(tǒng)發(fā)生故障后對列車運(yùn) 行影響程度的大小，故障頻度是指在一定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)發(fā)生故障的次數(shù)。
[0051]所述的列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)的可靠性評估模型，采用離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法對列 控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評估，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)中各個(gè) 模塊分別失效時(shí)對子系統(tǒng)的可靠性的影響。通過分析歷史故障數(shù)據(jù)，來確定離散時(shí)間貝葉 斯網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率、各模塊的失效率λ和離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的部分先驗(yàn)概率分布， 設(shè)定任務(wù)時(shí)間T的大小，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)評估子系統(tǒng)的可靠性。
[0052]所述的故障恢復(fù)策略，依據(jù)對彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性評估結(jié)果確定彈復(fù) 力在彈復(fù)過程中的作用時(shí)機(jī)，并制定具體的故障恢復(fù)策略。上述恢復(fù)策略包括:在系統(tǒng)設(shè)計(jì) 初期，增加系統(tǒng)中主要部件的冗余度，即當(dāng)主要部件故障時(shí)有替代的部件以保證系統(tǒng)的可 靠運(yùn)行；在系統(tǒng)的運(yùn)行階段設(shè)置報(bào)警機(jī)制，根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，在系統(tǒng)可能發(fā)生故障時(shí)提前預(yù) 警;在處理系統(tǒng)發(fā)生的故障時(shí)，優(yōu)先處理對系統(tǒng)功能影響范圍較大的故障。
[0053]所述的彈復(fù)過程，是系統(tǒng)在運(yùn)行過程中當(dāng)系統(tǒng)功能因受到干擾而損傷時(shí)，通過冗 余設(shè)備或后備方案來對系統(tǒng)進(jìn)行功能修復(fù)，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)的過程，包含運(yùn)行 前期、調(diào)整期和運(yùn)行后期三個(gè)階段。其中，運(yùn)行前期，系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)都正常運(yùn)行，物理結(jié) 構(gòu)和信息交互過程都基本正常;調(diào)整期，出現(xiàn)了干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)的部分功能受到影響無法保 證列控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行;運(yùn)行后期，通過采用后備方案或是冗余設(shè)備，使得系統(tǒng)經(jīng)調(diào)整后基 本恢復(fù)到或完全恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。
[0054] 實(shí)施例二
[0055] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種列控系統(tǒng)的彈復(fù)過程示意圖，下面結(jié)合圖2對列控 系統(tǒng)的彈復(fù)過程進(jìn)行說明。
[0056] 列控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)不可避免地會發(fā)生故障，主要是外部環(huán)境和內(nèi)部系統(tǒng)的故障， 這些故障都會在行車時(shí)對系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的干擾。對于一個(gè)可靠的系統(tǒng)常常備有冗余設(shè) 備或者后備方案來進(jìn)行系統(tǒng)的功能修復(fù)，繼續(xù)系統(tǒng)的正常操作，系統(tǒng)的這一過程稱為彈復(fù) 過程。彈復(fù)過程正是系統(tǒng)發(fā)生故障的階段，與行車安全切實(shí)相關(guān)，針對彈復(fù)過程的系統(tǒng)做可 靠性分析，將會顯著提高剩余壽命預(yù)測的準(zhǔn)確度。
[0057]如圖2所示，系統(tǒng)一開始處于正常工作狀態(tài)，在tl時(shí)刻系統(tǒng)受到一個(gè)干擾，造成系 統(tǒng)功能下降，在系統(tǒng)彈復(fù)力的作用下，經(jīng)過調(diào)整，在t2時(shí)刻可以將系統(tǒng)功能恢復(fù)到正常水平 或者基本正常水平。
[0058] 實(shí)施例三
[0059]為了驗(yàn)證上述理論的可行性，在構(gòu)建的基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)體系 框架中設(shè)計(jì)了列控系統(tǒng)的彈復(fù)力評估模型和列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性評估模型。
[0060] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種列控系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力評估流程示意 圖，下面結(jié)合圖3對列控系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力的評估過程進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0061] 本發(fā)明采用模糊綜合評價(jià)方法建立列控系統(tǒng)的評估模型，通過對歷史故障數(shù)據(jù)的 統(tǒng)計(jì)，選擇修復(fù)時(shí)間、影響列車數(shù)，故障頻度三個(gè)參數(shù)作為彈復(fù)力評價(jià)指標(biāo)，依據(jù)評價(jià)指標(biāo) 對列控系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力進(jìn)行評估。具體步驟如下：
[0062] (1)確定評估對象：{聯(lián)鎖01)，列控中心(P2)，調(diào)度集中(P3)，地面電子單元(P4)， 車載設(shè)備(P5)，GSM_R網(wǎng)絡(luò)(P6)};
[0063] (2)確定彈復(fù)力評估指標(biāo)：{故障頻度講，修復(fù)時(shí)間μ2,影響列車數(shù)μ3};
[0064] (3)確定評語集和對應(yīng)的評語分?jǐn)?shù)：{很好(4分），好(3分），一般(2分），差(1分）};
[0065] (4)統(tǒng)計(jì)歷史故障數(shù)據(jù)，從而確定各彈復(fù)力評估指標(biāo)在相應(yīng)的評語集中所占的比 例，以此作為該指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果，最后得到每項(xiàng)指標(biāo)相對于評語集的隸屬度矩陣R;
[0066] (5)確定各個(gè)彈復(fù)力評估指標(biāo)的權(quán)重，根據(jù)各個(gè)彈復(fù)力評估指標(biāo)的權(quán)重組成權(quán)重 矩陣為A。從行車效率和安全方面考慮，故障影響程度較故障次數(shù)和修復(fù)時(shí)間更重要，所以 權(quán)重矩陣為 Α={0·25,0·25,0·5};
[0067] (6)根據(jù)模糊綜合評價(jià)模型，按照公式B=A*R計(jì)算得出綜合評價(jià)矩陣B;
[0068] (7)根據(jù)評語分?jǐn)?shù)矩陣G，按照公式P = B*G計(jì)算出各子系統(tǒng)的彈復(fù)力。
[0069]評估結(jié)果顯示調(diào)度集中和地面電子單元的彈復(fù)能力最好，即故障響應(yīng)能力較強(qiáng)； 車載設(shè)備的彈復(fù)能力最弱。
[0070] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于模塊失效的車載設(shè)備離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)示 意圖，下面結(jié)合圖4對子系統(tǒng)的可靠性評估模型的具體操作流程進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0071] 通過前面的分析得出車載設(shè)備子系統(tǒng)為列控系統(tǒng)的彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)，為了 分析車載設(shè)備中各個(gè)模塊分別失效時(shí)對車載設(shè)備子系統(tǒng)可靠性的影響，針對車載設(shè)備子系 統(tǒng)建立了基于模塊失效的車載設(shè)備離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。
[0072] 1.離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)
[0073]離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在時(shí)間上的擴(kuò)展，一個(gè)具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的離散時(shí) 間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)可用~=<<￥，1"3>少>來表示，其中節(jié)點(diǎn)代表車載設(shè)備的各個(gè)模塊單元。 在進(jìn)行車載設(shè)備的可靠性計(jì)算之前，首先需要分析貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，然 后才能確定節(jié)點(diǎn)的條件概率分布。
[0074] (1)單節(jié)點(diǎn)
[0075] 假設(shè)系統(tǒng)的工作時(shí)間為T，將T分為η個(gè)區(qū)間，則每個(gè)時(shí)間區(qū)間長度為Δ=Τ/η。其中 Χ=[(χ-1) Δ，χΔ )表示X在[(X-I) Δ，χΔ )內(nèi)失效，0<χ<η。如果Χ=[Τ，00)則表示X在時(shí)間 T內(nèi)沒有發(fā)生失效，X的失效概率密度函數(shù)為fx(t)，得到X的先驗(yàn)概率分布表示如下：
[0076]
[0077]
[0078] ⑵"與"關(guān)系
[0079]節(jié)點(diǎn)之間如果存在"與"的關(guān)系，用"and"連接節(jié)點(diǎn)，建立的離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是 A、B兩個(gè)節(jié)點(diǎn)"與"得到節(jié)點(diǎn)C，其中節(jié)點(diǎn)C的條件概率分布如下所示：
[0080]
[0081]
[0082]
[0083]
[0084] ⑶"或，，關(guān)系
[0085]節(jié)點(diǎn)之間如果存在"或"的關(guān)系，用"or"連接節(jié)點(diǎn)，建立的離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是 A、B兩個(gè)節(jié)點(diǎn)"或"得到節(jié)點(diǎn)C，其中節(jié)點(diǎn)C的條件概率分布為：
[0086]
[0087]
[0088]
[0089]
[0090] ⑷"備用"關(guān)系
[0091]系統(tǒng)由一個(gè)主部件和若干個(gè)備件組成，每次只有一個(gè)部件工作，其余部件不工作。 當(dāng)主部件故障時(shí)，通過轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換到另一個(gè)部件，當(dāng)?shù)?個(gè)備件發(fā)生失效后，轉(zhuǎn)換到第2個(gè) 備件工作，直到所有部件都故障時(shí)，系統(tǒng)才失效。假設(shè)備件的休眠因子為α(備用期間失效率 與運(yùn)行期間失效率之比），備件有冷備件(α = 0)、溫備件(0<α<1)和熱備件(α = 1)三種類 型。本文以溫備件為例，介紹"備用"關(guān)系對應(yīng)的離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。
[0092] 假設(shè)主部件A和備件B的失效率均為λ，Β的休眠因子為α(0<α<1)，則B的條件概率 分布如下：
[0093]
[0094]
[0095]
[0096]
[0097]
[0098]
[0099] Ρ〇〇)Υ)〇〇=Ρ(0 = [T, °°) |A=[T,°°),B=[ (y-1 )Δ ,yA)) = l
[0100] PX)c〇)C〇=P(C = [T, 00) I A = [ (χ-1) A ,χΔ ),B=[T,°°)) = 1
[0101] Pc〇;c〇;c〇=P (C= [T, 00) |A=[T,00),B=[T,00)) = l
[0102] 2.基于離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的概率計(jì)算
[0103] (1)后果概率
[0104] 建立離散時(shí)間的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)后，先輸入先驗(yàn)概率和聯(lián)合概率分布，然后計(jì)算各個(gè) 后果在任務(wù)時(shí)間T內(nèi)發(fā)生的概率：
[0105]
[0106] 其中節(jié)點(diǎn)Ei(l < i 5M-1)對應(yīng)于離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的非葉節(jié)點(diǎn)，M為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn) 數(shù)，eie{[0, Δ )，[ Δ，2Δ )，…[(η-1) Δ，ηΔ )，[T，00)}表示事件Ei發(fā)生時(shí)刻所在的區(qū)間。
[0107] (2)后驗(yàn)概率
[0108] 利用離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，可以得到網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的一些信息，例如觀測到某事件 Ej在時(shí)間區(qū)間[(χ-1) Δ，X Δ )內(nèi)發(fā)生，則事件E1發(fā)生的后驗(yàn)概率為：
的區(qū)間。
[0113] 建立的離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)符號代表的含義如下:Ε表示車載設(shè)備，VC表示 安全計(jì)算機(jī)，C3CU1表示CTCS-3級控制單元1系，C3CU2表示CTCS-3級控制單元2系，C2CU1表 示CTCS-2級控制單元1系，C2CU2表示CTCS-2級控制單元2系，RTMl表示無線傳輸模塊1系， RTM2表示無線傳輸模塊2系，TCRl表示軌道電路信息讀取器1系，TCR2表示軌道電路信息讀 取器2系，RLU表示繼電器邏輯單元，DMI1表示人機(jī)界面1系，DMI2人機(jī)界面2系，SDUl表示測 速測距模塊1系，SDU2表示測速測距模塊2系，BTMl表示應(yīng)答器接收模塊1系，ΒΤΜ2表示應(yīng)答 器接收t旲塊2系。
[0114] 首先根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，確定離散貝葉斯網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率，假設(shè)車載設(shè)備硬件 故障概率分布服從指數(shù)分布，則可以得到失效率λ和離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的部分先驗(yàn)概率 分布;然后確定任務(wù)時(shí)間1'的值，按照1' 11={[1：()，1：1)，"，[1^-1山），"_[1:11-1，1:11)，[1: 11，00)}對時(shí) 間軸進(jìn)行劃分;最后利用MATLAB的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)工具箱計(jì)算求出聯(lián)合概率分布以及車載設(shè)備 在運(yùn)行過程中可靠性。
[0115] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在列車運(yùn)行過程中，車載設(shè)備的每個(gè)子模塊都可能發(fā)生故障，但每 個(gè)模塊故障時(shí)對列車運(yùn)行的影響程度不同；如無線傳輸模塊，該模塊故障時(shí)對車載設(shè)備的 可靠性影響很小，不會影響行車安全，但會降低行車效率;繼電器邏輯單元，該模塊故障會 導(dǎo)致車載設(shè)備不能采集制動信息，從而失去了安全監(jiān)控的功能，因此該模塊故障會危及行 車安全，所以這種故障應(yīng)盡量避免。
[0116] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種彈復(fù)力作用的時(shí)機(jī)和具體策略示意圖，下面結(jié)合 圖5對彈復(fù)力的作用時(shí)機(jī)和具體策略進(jìn)行說明。
[0117] 系統(tǒng)的彈復(fù)過程是在系統(tǒng)受到干擾時(shí)發(fā)生的，從系統(tǒng)可靠性的角度來看，也就是 當(dāng)系統(tǒng)的可靠性降低到一定程度，系統(tǒng)的彈復(fù)力開始發(fā)揮作用使系統(tǒng)的可靠性提高。通過 前面對車載設(shè)備的可靠性評估結(jié)果，可以確定彈復(fù)力在何時(shí)會發(fā)揮作用，從而保證系統(tǒng)的 正常運(yùn)行。
[0118] 從縮短故障響應(yīng)時(shí)間，減少故障損失、提高系統(tǒng)恢復(fù)水平等方面考慮，具體的功能 改善建議和維修策略如下：
[0119] (1)在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)期，應(yīng)該增強(qiáng)系統(tǒng)的冗余度，如在列控系統(tǒng)運(yùn)行過程中某個(gè)主要 部件損壞時(shí)，需要有替代部件以保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
[0120] (2)根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，在系統(tǒng)的運(yùn)行階段，設(shè)置一套消息報(bào)警機(jī)制，對于可能遇到的 干擾采取提前預(yù)警。
[0121] (3)建立一套系統(tǒng)故障響應(yīng)服務(wù)體系，在系統(tǒng)發(fā)生故障后可以快速的處理和解決 故障，以保障系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
[0122] (4)故障發(fā)生的情況下，優(yōu)先對故障影響范圍大的部件或子系統(tǒng)進(jìn)行故障排除，減 小故障對系統(tǒng)功能的影響，使系統(tǒng)可以盡快恢復(fù)到正常狀態(tài)。
[0123] 車載設(shè)備的重要硬件部分采取冗余的方式，對于嚴(yán)重影響車載設(shè)備功能的部件采 取了冷備冗余結(jié)構(gòu)，對于影響程度較低的部件采取了熱備冗余結(jié)構(gòu)。CTCS3-300H型車載設(shè) 備的人機(jī)界面、應(yīng)答器信息接收單元采用了冷備冗余結(jié)構(gòu)，無線傳輸模塊、軌道電路信息讀 取器采用了熱備冗余結(jié)構(gòu)。由于C2系統(tǒng)的可靠性高于C3系統(tǒng)，車載設(shè)備中C2作為C3的后備 系統(tǒng)。
[0124] 假設(shè)無線傳輸模塊在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生故障，車載設(shè)備和地面設(shè)備無法完成通信， 則C3控車模式不能完成，此時(shí)系統(tǒng)自身的彈復(fù)力開始發(fā)揮作用，即C3控車模式下有C2控車 模式作為后備系統(tǒng)，列車會采用不停車降級運(yùn)行的措施，因此保證列車的可靠運(yùn)行。
[0125] 系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過可靠性實(shí)時(shí)計(jì)算發(fā)現(xiàn)車載設(shè)備的可靠性突然低于正常水平 范圍，若系統(tǒng)判定是應(yīng)答器接收單元模塊1系失效，則提示系統(tǒng)停機(jī)切換到2系，即系統(tǒng)通過 自身的彈復(fù)能力使其恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)。
[0126] 設(shè)置消息報(bào)警系統(tǒng)，提示信息包括兩種:一種是外部的突發(fā)干擾，有可能引起系統(tǒng) 的失效，對系統(tǒng)進(jìn)行提示;另一種是內(nèi)部狀態(tài)信息的提示，根據(jù)各模塊的狀況分析車載設(shè)備 的運(yùn)行可靠性，當(dāng)可靠性降低時(shí)提示系統(tǒng)。
[0127] 建立車載設(shè)備的故障響應(yīng)服務(wù)系統(tǒng)，在車載設(shè)備發(fā)生失效情況下，給出最佳處理 手段以及可能引發(fā)設(shè)備失效的原因。如對于熱備冗余結(jié)構(gòu)的模塊1系發(fā)生故障后，系統(tǒng)提示 司機(jī)并自動切換到2系，然后告知司機(jī)故障處理結(jié)果;對于冷備冗余結(jié)構(gòu)的模塊1系發(fā)生故 障，提示司機(jī)"停機(jī)并切換到2系運(yùn)行"；對于異常干擾情況，系統(tǒng)結(jié)合歷史信息判別可能發(fā) 生失效的部件和導(dǎo)致設(shè)備故障的原因，并將該信息發(fā)送給司機(jī)。提供典型的車載設(shè)備故障 庫及解決方案還可以方便司機(jī)了解設(shè)備狀況并做出決策。這樣不但減輕了司機(jī)的負(fù)擔(dān)，并 且避免了司機(jī)的誤判操作，縮短了故障響應(yīng)時(shí)間，提高了故障處理效率。
[0128] 綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)體系框 架，通過評估列控系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力水平，確定所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的 子系統(tǒng)，對列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評估，制定出具體的故障恢復(fù) 策略，可以解決列控系統(tǒng)故障恢復(fù)過程中面臨的系統(tǒng)功能和性能漸變過程的優(yōu)化問題，進(jìn) 而有效地提尚列控系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力。
[0129] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或 流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0130] 通過以上的實(shí)施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可 借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì) 上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品 可以存儲在存儲介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備 (可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些 部分所述的方法。
[0131] 本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于裝置或 系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡單，相關(guān)之處參見方法 實(shí)施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及系統(tǒng)實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為 分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或 者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿?據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實(shí)施。
[0132] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍 為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，其特征在于，建立了一種基于彈復(fù) 力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)體系框架，該框架包含列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型、列控系統(tǒng)的 子系統(tǒng)可靠性評估模型、故障恢復(fù)策略，所述方法具體包括： 列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型，將彈復(fù)力效應(yīng)應(yīng)用到列控系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力中，評估列 控系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力水平，確定所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)； 列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性評估模型，對所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠 性進(jìn)行評估，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)中各個(gè)模塊分別失效時(shí)對子系統(tǒng)的可靠性的影 響； 故障恢復(fù)策略，根據(jù)對彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性評估結(jié)果，確定彈復(fù)力在彈復(fù) 過程中的作用時(shí)機(jī)，制定出具體的故障恢復(fù)策略。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，其特征在于，所述 的列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型，將彈復(fù)力效應(yīng)應(yīng)用到列控系統(tǒng)響應(yīng)故障的能力中，包括： 所述列控系統(tǒng)彈復(fù)力評估模型通過對歷史故障數(shù)據(jù)的分析得出列控系統(tǒng)發(fā)生的故障 類型及規(guī)律，制定出列控系統(tǒng)的彈復(fù)力評估指標(biāo)，該彈復(fù)力評估指標(biāo)包括修復(fù)時(shí)間、影響列 車數(shù)和故障頻度，修復(fù)時(shí)間是指列控系統(tǒng)從故障恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)所需的時(shí)間，影響列 車數(shù)是指當(dāng)列控系統(tǒng)發(fā)生故障后對列車運(yùn)行影響程度的大小，故障頻度是指在一定時(shí)間內(nèi) 列控系統(tǒng)發(fā)生故障的次數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，其特征在于，所述 的評估列控系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的彈復(fù)力水平，確定所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系 統(tǒng)，包括： 根據(jù)彈復(fù)力評估指標(biāo)，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)，采用模糊綜合評價(jià)方法對列控系統(tǒng)的各子 系統(tǒng)的彈復(fù)能力進(jìn)行評估，確定列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)，所述彈復(fù)力是指系統(tǒng) 從運(yùn)行正常狀態(tài)，經(jīng)歷突發(fā)干擾中斷后恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)這一過程的響應(yīng)能力。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，其特征在于，所述 的根據(jù)彈復(fù)力評估指標(biāo)，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)，采用模糊綜合評價(jià)方法對列控系統(tǒng)的各子系 統(tǒng)的彈復(fù)能力進(jìn)行評估，包括； (1) 確定評估對象：{聯(lián)鎖(P1)，列控中心(P2)，調(diào)度集中（P3)，地面電子單元(P4)，車載 設(shè)備(P5)，GSM-R網(wǎng)絡(luò)(P6)}; (2) 確定彈復(fù)力評估指標(biāo)：{:故障頻度μι，修復(fù)時(shí)間μ2,影響列車數(shù)μ3}; (3) 確定評語集和對應(yīng)的評語分?jǐn)?shù)； (4) 統(tǒng)計(jì)歷史故障數(shù)據(jù)，確定每個(gè)彈復(fù)力評估指標(biāo)在相應(yīng)的評語集中所占的比例，將該 比例作為彈復(fù)力評估指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果，得到每項(xiàng)彈復(fù)力評估指標(biāo)相對于評語集的隸屬度矩 陣R; (5) 確定各個(gè)彈復(fù)力評估指標(biāo)的權(quán)重，根據(jù)各個(gè)評估指標(biāo)的權(quán)重組成權(quán)重矩陣為A; (6) 根據(jù)模糊綜合評價(jià)模型，按照公式B=A*R計(jì)算得出綜合評價(jià)矩陣B; (7) 根據(jù)評語分?jǐn)?shù)矩陣G，按照公式P = B*G計(jì)算出各子系統(tǒng)彈復(fù)能力的大小。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，其特征在于，所述 的列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性評估模型對所述列控系統(tǒng)中彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性 進(jìn)行評估，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)中各個(gè)模塊分別失效時(shí)對子系統(tǒng)的可靠性的影 響，包括： 采用離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建立列控系統(tǒng)的子系統(tǒng)可靠性評估模型，該評估模型通過分 析歷史故障數(shù)據(jù)，來確定所述離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)的先驗(yàn)概率、各模塊的失效率λ 和離散時(shí)間貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的部分先驗(yàn)概率分布，設(shè)定任務(wù)時(shí)間Τ的大小，結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)分 析子系統(tǒng)中各個(gè)模塊分別失效時(shí)對子系統(tǒng)的可靠性的影響。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，其特征在于，所述 的根據(jù)對彈復(fù)能力最差的子系統(tǒng)的可靠性評估結(jié)果，確定彈復(fù)力在彈復(fù)過程中的作用時(shí) 機(jī)，制定出具體的故障恢復(fù)策略，包括： 所述的彈復(fù)過程是系統(tǒng)在運(yùn)行過程中當(dāng)系統(tǒng)功能因受到干擾而損傷時(shí)，通過冗余設(shè)備 或后備方案來對系統(tǒng)進(jìn)行功能修復(fù)，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)的過程，包含運(yùn)行前期、調(diào) 整期和運(yùn)行后期三個(gè)階段，其中，運(yùn)行前期，系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)都正常運(yùn)行，物理結(jié)構(gòu)和信 息交互過程都正常;調(diào)整期，出現(xiàn)了干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)的部分功能受到影響無法保證列控系統(tǒng) 的可靠運(yùn)行;運(yùn)行后期，通過采用后備方案或是冗余設(shè)備，使得系統(tǒng)經(jīng)調(diào)整后基本恢復(fù)到或 完全恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，其特征在于，所述 的具體的故障恢復(fù)策略包括： (1) 在列控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，增加列控系統(tǒng)中部件的冗余度，當(dāng)有部件出現(xiàn)故障時(shí)，用 備份部件代替故障部件； (2) 在列控系統(tǒng)的運(yùn)行階段設(shè)置報(bào)警機(jī)制，根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，在列控系統(tǒng)可能發(fā)生故障時(shí) 提前預(yù)警； (3) 建立一套系統(tǒng)故障響應(yīng)服務(wù)體系，在系統(tǒng)發(fā)生故障后，根據(jù)所述系統(tǒng)故障響應(yīng)服務(wù) 體系處理和解決故障； (4) 在處理列控系統(tǒng)發(fā)生的故障時(shí)，優(yōu)先處理對列控系統(tǒng)功能影響范圍最大的故障。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于彈復(fù)力效應(yīng)的列控系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，其特征在于，所述 的列控系統(tǒng)的故障恢復(fù)策略還包括:根據(jù)車載設(shè)備子系統(tǒng)中的部件對車載設(shè)備功能的影響 程度，對所述部件采取不同的冗余方式。
【文檔編號】G05B23/02GK105843208SQ201610151120
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】上官偉, 蔡伯根, 王劍, 袁敏, 胡福威, 劉江, 陸德彪
【申請人】北京交通大學(xué)