基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析

CTCS-3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM-R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随着列车运行速度的增大,无线通信系统处于已连接状态的概率下降.     

基于贝叶斯定理的船舶交通事故环境因素分析

为研究环境因素对船舶交通事故的影响,采用贝叶斯定理建立船舶交通事故概率模型,采集洋山深水港交通事故数据进行案例分析和模型验证。结果表明：风力超过15 kn,发生船舶交通事故的概率将增加到无条件事故概率的13倍;流速为最高流速的1/2时,发生船舶交通事故的概率将增至无条件概率的33%,验证了船舶交通事故概率模型的科学性和有效性。     

轨道不平顺概率模型

为了高效选取轨道不平顺随机样本, 以满足车辆-轨道系统随机动力与可靠度分析中的激振源遍历性要求, 依据轨道随机不平顺的弱平稳与谱相似特征, 提出了一种轨道不平顺概率模型; 采用离散概率积分和统计方法, 在时域中将大量轨道不平顺检测信号分成若干个时程序列, 对每个序列采用谱分析法计算其统计功率谱密度分布; 采用矩阵法对轨道不平顺功率谱密度函数进行集合表征, 视每条谱线在不同频率点的功率谱密度概率具有累加性, 采用单一频率下的功率谱密度概率分布推知整条谱线的出现概率; 采用通用随机模拟方法选取代表性轨道谱, 并反演随机不平顺序列; 实测了某高速铁路约269km的轨道高低和方向不平顺, 基于车辆-轨道耦合动力学理论, 从轨道不平顺模拟幅值与车辆-轨道系统动力响应的概率密度分布出发, 对比了轨道不平顺概率模型与轨道不平顺随机模型的计算结果, 以验证轨道不平顺概率模型的正确性和高效性。计算结果表明: 以2种模型生成的轨道随机不平顺为激振源, 获得的车辆-轨道系统动力响应分布熵差异小于2%, 2种模型均能准确表达不平顺激扰特性; 为保证模拟与实测不平顺的概率密度分布一致, 采用随机模型和概率模型分别需要生成131和33个随机样本, 概率模型具有更高的分析效率; 在给定计算工况下, 轮轨力和车体加速度的幅值分别为38~152kN和-0.042g~0.043g (g为重力加速度), 均未超过《高速铁路设计规范》 (TB 10621—2014) 中的限值(轮轨力为170kN, 车体加速度为0.25g), 表明此高速铁路轨道不平顺状态较优, 行车安全性和舒适性可以得到保证。      

闭环系统辨识的模型结构检验

对于闭环系统辨识的模型结构检验问题,在预测误差辨识法的前提下,从参数估计的统计特性中推导出两概率模型不确定性边界及最优的输入滤波器形式。概率边界及输入滤波器是基于参数估计的渐近正态分布的方差矩阵,该方差矩阵由采样数据估计而得。根据未知参数的渐近方差矩阵内积形式从概率统计意义上构造模型参数及互相关函数的不确定性边界,从优化的角度推导输入滤波器的选取形式。最后用仿真算例验证本文辨识方法的有效性。     

高速公路汽车追尾模型

应用自适应神经模糊推理系统,以两车车速差、跟随车的车速、行车间距为输入量,两车的追尾概率为输出量,建立了高速公路汽车追尾的ANFIS(自适应神经模糊推理系统)概率模型,计算出在不同车速差和行车间距时的高速公路汽车追尾概率.该概率模型为高速公路汽车追尾建模提供了一种新思路,对模型进行实时校正后用于追尾预测,对避免高速公路汽车追尾具有指导意义.     

无线局域网在CBTC系统中可用性及测试方案研究

针对CBTC系统中的无线局域网设备,从CBTC系统本身的特点、性能和安全性等方面出发,论述了无线局域网在CBTC系统中的可用性,提出了用于CBTC系统的无线局域网设备必须满足的要求,以及相应的测试方案,并通过实际测试验证了测试方案的可行.     

基于Forman方程的随机疲劳长裂纹扩展概率模型

为了提高随机疲劳长裂纹扩展率预测精度,基于Forman方程,发展了随机疲劳长裂纹扩展概率模型及其参数测定方法,考虑数据分散性规律和试样数量对概率评价的影响,得到了包含存活概率曲线、置信度曲线和两者融合曲线在内的长裂纹扩展率关系曲线,在给定应力强度因子范围内,裂纹扩展率服从对数正态分布条件下,采用线性回归和极大似然法测定模型参数。对铁道车辆LZ50车轴钢裂纹扩展数据分析表明,该模型反映了材料断裂韧度对长裂纹扩展率的影响,克服了基于Paris-Er-dogan方程的概率模型在高应力强度因子范围预测偏于危险的缺陷,验证了该模型的合理性。     

CBTC车载VOBC技术和WSP丢失故障的探讨

CBTC是在列车自动控制系统中重要的无线通信技术，通常来说CBTC系统（Communication Based Train Control System）是随着通信技术和无线电技术发展与同步发展的．在CBTC车载VoBC技术的应用过程中技术人员需要对车载控制器（VoBC）的冗余配置和轨旁信号保护的丢失原理有着清晰的了解．从而在此基础上促进相应解决措施的合理提出与应用。     

不等式证明中的概率方法

在分析数学中有些不等式的证明往往比较复杂，而且具体的直观含义也比较抽象．如果能够建立起适当的概率模型，赋以一些随机事件或随机变量的具体含义，再利用概率论的理论加以证明，则常常能使证明过程得到简化．同时还可以为抽象的数学问题提供具体的概率背景，沟通各数学分支之间的联系．文中在分析数学的几个重要不等式的证明之中引进了概率方法，取得较好的效果。     

随机疲劳长裂纹扩展率的新概率模型

为实现在全应力强度因子范围合理进行结构安全性分析,提出了概全门槛值和断裂韧度的随机疲劳长裂纹扩展率的新概率模型。考虑了平均应力效应,以给定应力强度因子下裂纹扩展率服从对数正态分布为基础,考虑数据分散性规律和试样数量对概率评价的影响,将存活概率和置信度相融合,由线性回归结合极大似然原理确定概率模型的参数。通过对铁道车辆LZ50车轴钢试验数据的分析表明,模型从数学上良好描述了疲劳长裂纹从裂纹启裂到瞬时断裂的整个随机过程,比较Paris、Elber和Forman模型拟合试验数据表明,该模型相关系数最大,拟合效果最好。     

基于DSPN的高速磁浮车地通信系统可靠性及时延

为满足磁浮运行控制系统对于列车高速运行条件下通信实时、大容量的需求,基于确定与随机Petri网(deterministic and stochastic Petri nets, DSPN),根据38 GHz毫米波的影响因素,建立了其通信故障模型;按照信息帧的发送、冗余结构处理、双通道传输以及选择表决的整个传输过程,建立了车地下行链路数据传输模型.对磁浮车地通信系统的可靠性及系统延时进行了形式化分析,结果说明,磁浮38 GHz毫米波无线通信网络无故障概率达99.452%,故障平均修复时间达373.80 ms,满足高速磁浮车地通信的需求.      

从广州地铁信号系统运营情况分析CBTC在地铁运营中的应用

从广州地铁各条线路信号系统运营情况出发,针对基于无线通信的列车控制系统（CBTC）,介绍了该系统的基本原理,分析了CBTC的技术难点,并说明了CBTC对无线局域网的要求。最后从运营的角度考虑,提出了一些在CBTC中提高运营质量的方法和建议。     

基于实测数据的高铁牵引变电所负序电流概率分析

为了研究高速铁路牵引供电系统三相电流不平衡问题, 通过分析高速铁路牵引供电系统负荷及V/v接线牵引变压器负序电流,基于概率理论建立了牵引变电所负序电流的概率分析模型.用该模型对京沪高铁某牵引变电所的负序电流进行了仿真分析和实测数据验证,结果表明,利用该牵引变电所的设计参数仿真得到的负序电流概率分布与利用实测数据的分析结果一致,该牵引变电所负序电流概率分析模型能够真实地模拟高速铁路牵引变电所的负序电流分布情况.      

CBTC系统数据通信子系统的可靠性分析

基于通信的列车控制系统（CBTC）通过连续的车地双向数据通信对列车进行控制和监督,而系统各个实体之间的信息交互是基于数据通信子系统（DCS）的。本文首先简单介绍CBTC系统的基本结构和相关安全水平,然后再介绍DCS的基本结构,并对DCS的可靠性进行详细而具体的分析,包括冗余性策略和故障一安全策略。     

谈加强对电脑账簿的核对

信息沟通与社会对账是财务管理的重要环节,本文针对部门“电脑账簿”进行账务核对时出现难以觉察的错误,作了简要的分析,并指出：通过“电脑账簿”的核对和社会对账所产生的信息,对部门管理、领导的决策有着至关重要的意义,提出了通过核对账簿后应采取的措施。     

CBTC系统中移动闭塞与后备模式追踪间隔研究

为了探讨基于通信的列车控制(CBTC)系统后备模式下追踪间隔的特性及与正常情况下追踪间隔的差异,在研究CBTC系统基本工作原理、相关移动闭塞和后备模式技术的基础上,建立了CBTC后备模式下的追踪间隔仿真模型,并对CBTC系统在移动闭塞和后备模式下的追踪间隔进行了仿真计算.结果表明:CBTC移动闭塞模式和后备模式都能满足系统要求,实现较小的追踪间隔时间;移动闭塞模式优于后备准移动闭塞模式,能够实现相对更小的追踪间隔时间(<90 s).     

Technique of Probability Density Function Shape Control for Nonlinear Stochastic Systems

The shape control of probability density function(PDF) of the system state is an important topic in stochastic systems. In this paper, we propose a control technique for PDF shape of the state variable in nonlinear stochastic systems. Firstly, we derive and prove the form of the controller by investigating the Fokker-PlanckKolmogorov(FPK) equation arising from the stochastic system. Secondly, an approach for getting approximate solution of the FPK equation is provided. A special function including some parameters is taken as the approximate stationary solution of the FPK equation. We use nonlinear least square method to solve the parameters in the function, and capture the approximate solution of the FPK equation. Substituting the approximate solution into the form of the controller, we can acquire the PDF shape controller. Lastly, some example simulations are conducted to verify the algorithm.     

西安地铁2号线信号系统投入CBTC运营的过程分析

西安地铁2号线信号系统采用完整的、基于无线通信技术的、移动闭塞制式的CBTC列车自动控制系统。结合西安地铁2号线具体情况,重点描述了CBTC系统运营过程中需要解决的灯泡线自动换端、筛选、精确停车等问题。