基于模糊集理论的铁路接发列车安全风险研究

为量化铁路接发列车安全因素风险,结合现场专家意见全面分析影响接发列车安全作业的安全风险因素,构建了因果关系网络,采用模糊数学计算因素节点先验发生概率,以贝叶斯条件概率为趋动机制,建立了事故因素网络动态演化模型,给出了求解算法,计算机模拟实验结果表明:实验次数达到1 000 000次时,各安全因素对事故发生概率都趋于稳定,但可操控性规章制度不健全和设备老化为最重要安全因素,安全因素概率对最终事故发生概率影响存在一个突变点。     

基于事故树和模糊贝叶斯网络的铁路超限货物运输风险评估

为量化铁路超限货物运输安全风险并识别薄弱环节,提出一种基于事故树和模糊贝叶斯网络的超限货物运输风险评估方法.在确定超限货物运输影响因素的基础上构建事故树,并将其映射为贝叶斯网络.根据模糊集理论标定底事件的条件概率,将底事件的模糊失效概率(FFR)作为贝叶斯网络中根节点的先验概率.通过在仿真软件中利用贝叶斯网络建立铁路超...     

基于贝叶斯网络推理的列车可靠性评估方法

基于复杂网络理论建立了城市轨道列车的系统可靠性网络模型,提出了一种基于贝叶斯网络推理的系统可靠性评估方法。其中,为解决计算时不可量化的参数问题,提出了去权去方向化处理方法。对列车受电弓系统建模和计算结果表明,基于贝叶斯网络理论的系统可靠性评估方法可作为实用的建模和分析方法应用于城市轨道列车机械系统的可靠性分析。     

基于模糊贝叶斯网络的受电弓系统可靠性分析

针对在受电弓系统可靠性分析中的模糊故障树计算复杂,无法反向推理和不能很好地处理认知不确定性的问题,提出结合证据理论的模糊贝叶斯网络对多状态受电弓系统可靠性分析的方法。根据专家经验和历史数据构建T-S模糊故障树,然后依照相应的映射规则将T-S模糊故障树映射为模糊贝叶斯网络模型,并且构建各节点的条件概率表,同时结合证据理论分析方法对多态受电弓系统进行可靠性分析,根据各根节点的故障证据区间计算出中间节点和叶节点各故障状态的故障率模糊子集、根节点的概率重要度、关键重要度和后验概率,根据可靠性分析结果找出影响系统可靠性的薄弱环节,分析结果与动车组受电弓实际情况相符合,验证了算法的可行性和有效性。     

基于蒙特卡罗仿真的全自动运行系统弹性评估方法研究

为了避免单一故障场景下全自动运行系统弹性评估的片面性,采用蒙特卡罗的仿真方法,模拟系统遭受扰动以及性能下降程度的随机性,为全自动运行系统提供一种基于概率的弹性评估方法.以全自动运行线路燕房线为例,统计过去3年的信号以及综合监控系统故障数据,计算各设备的故障频率以及故障恢复时间分布.根据设备的故障后果为设备的性能下降划分等级,并根据故障数据,统计各性能下降等级发生概率.为每个性能等级设置"状态虚拟值"进行量化,设备的输出数据流权值与设备"状态虚拟值"相同,以系统总的数据流权值的变化表征系统性能的波动,采用基于"Zobel"的弹性量化方法,经过105次的模拟仿真,得到系统的弹性估计值为0.9893,同时分别对各设备进行105次受扰动仿真,得到系统关于各设备的弹性概率累积分布,同时得到CI、ATP以及ZC遭受扰动时系统的弹性分布较广,系统弹性可能出现较低值,转辙机以及轨道电路遭受扰动时系统弹性相对稳定,系统弹性保持在0.97以上.     

基于贝叶斯网络的地铁牵引变电所可靠性分析

地铁牵引变电所作为城市轨道交通系统的关键环节,其可靠性研究对保障系统安全稳定运行有着重要意义。为了对地铁牵引变电所(简称:变电所)展开可靠性评估,利用GeNIE仿真软件,基于贝叶斯网络,构建了典型变电所静态下的可靠性模型,计算了变电所的初始故障概率;利用动态贝叶斯网络对典型变电所在时间维度上展开可靠性分析,精确地计算了变电所失效概率随时间变化的曲线;利用贝叶斯网络的双向推理功能找到变电所的薄弱环节,对变电所关键节点的识别、维护以及网络结构设计优化具有一定的意义。     

基于OPNET的ARCNET列车通信网络的建模与仿真

ARCNET网络的建模与仿真不仅能对ARCNET网络性能进行评估,而且能优化ARCNET 网络设计.在深入理解ARCNET协议的基础上,利用OPNET网络仿真软件建立ARCNET列车通信网络的网络拓扑结构模型、节点的应用层进程模型和链路层进程模型.利用该模型,对ARCNET列车通信网络进行实时性和吞吐量的仿真.通过仿真得出要保证系统正常运行的最大误码率和影响端到端延时的主要因素.     

基于贝叶斯网络的轨道交通司机胜任力评价

根据调查分析得到轨道交通司机胜任力评价的4个一级评价指标和16个二级评价指标。将此评价指标作为变量,基于贝叶斯网络原理,构建司机胜任力贝叶斯网络。选取职业心理特征和职业理论特征作为中间节点,规章制度掌握程度、车辆理论知识水平、学习能力和复杂反应能力作为父节点,司机胜任力作为子结点,得到简化的司机胜任力子贝叶斯网络。利用该子贝叶斯网络对实例的分析结果表明:司机职业心理特征对司机胜任力影响较大;评价结果准确地反映了司机胜任力各项评价指标间的相互作用关系;该方法可为司机的选拔、培训和退役提供定量分析的依据。     

基于传染病和网络流模型分析APT攻击对列车控制系统的影响

高级可持续威胁(APT)是目前工业控制系统面临的主要威胁之一。APT攻击利用计算机设备漏洞入侵列车控制网络,感染并且扩散到网络中的其他设备,影响系统正常运行,因此评价APT攻击对列车控制系统的影响非常必要。提出一种基于传染病模型和网络流理论结合的APT攻击影响分析方法。首先,分析在APT攻击的不同阶段设备节点状态之间的转化规则,结合传染病理论建立APT攻击传播模型,研究攻击过程中的节点状态变化趋势;其次,把设备节点的状态变化融入网络流模型中,研究APT攻击过程中设备节点状态变化对列车控制网络中列车移动授权信息流的影响;最后,结合列车控制系统的信息物理耦合关系,分析APT攻击对列控系统整体性能的影响。仿真实验展现了APT攻击过程中节点状态变化的趋势,验证该方法在分析APT病毒软件在列车控制网络中的传播过程对列车控制系统整体性能影响的有效性,为管理者制定防御方案提供依据,提升列车控制系统信息安全水平。     

基于弹复力效应的列控车载设备可靠性分析方法

列车运行控制系统结构复杂,列车在运行过程中,任何微小的干扰都有可能造成行车事故,甚至导致灾难性的后果。弹复力是指系统在正常运行状态过程中,由于系统内部潜在故障或外部突发干扰引起系统功能中断的情况下,系统内部被动或由于外部主动因素进行系统状态修复,再恢复到正常运行状态的响应能力。通过对历史故障数据的统计分析,选择故障现象较集中的车载设备作为研究对象。采用离散时间贝叶斯网络方法,对列控车载设备进行运行可靠性分析;通过构造"弹性三角"模型,计算出车载子系统在不同故障情况下的弹复能力。经计算当系统发生短期可恢复故障时,系统的弹复能力为96.32%。依据上述分析结果,提出基于弹复力效应的系统视情维修策略。     

基于FTA-BN的综合交通枢纽中地铁车站安全风险评价

以综合交通枢纽中的地铁车站安全为研究目标,综合考虑综合交通枢纽中特殊的客流组成和乘客特征,以踩踏、火灾、水灾、公共卫生和大面积滞留5类易发风险事故作为研究对象,基于FTA-BN方法对其影响因素进行分析,识别其风险因素,建立相应的事故树模型,转化为贝叶斯网络模型进行风险评价;引入三角模糊数处理专家自然语言,得到贝叶斯网络中的先验概率和条件概率分布,然后通过贝叶斯网络模型进行网络推理计算和敏感性分析,找出地铁车站中的薄弱部分,制定相应的风险管控措施,从而提高枢纽中地铁车站对于紧急事件的应对能力。以广州南站地铁车站为例进行快速评价,结果表明：广州南站在公共卫生安全方面存在一定危险,发生概率为42.98%,且较易发生大面积滞留事件,可能性为30.40%。     

模糊贝叶斯决策在ATP车载设备故障诊断中的应用研究

高速列车长时间工作运行不可避免发生故障,其中的车载设备故障发生具有不确定性和相关性特性。分析故障发生和查找故障致因是一项复杂而重要的过程和工作。贝叶斯网络在解决不确定性和相关性问题有其独特的优势,可以利用贝叶斯网络查找故障成因和故障点并且加以控制,从而提高列控车载设备运行的安全性。在实际理论和工程实践中运用贝叶斯推理时往往过分强调贝叶斯推理功能而忽略先验概率确定的问题,模糊贝叶斯决策是在经典贝叶斯理论上综合运用决策理论、模糊数学、贝叶斯方法和期望效用理论,建立一个在多属性指标下故障态势的模糊贝叶斯决策模型,克服了单一贝叶斯推理的不足,增强了模型的适用性。     

ARCNET网络系统实时性能分析与研究

列车控制网络在列车控制系统中起着非常重要的作用,其实时性能直接影响到列车的安全可靠运行。对其实时性能进行分析评价可以优化设计列车控制网络的应用层,合理配置网络,优化网络性能,从而保证列车的安全可靠运行。本文介绍ARCNET列车控制网络的数据帧类型,数据通信机制和自动重构过程等,并对ARCNET网络通信延迟时间参数进行分析,建立ARCNET网络数据通信延迟时间模型、分析其网络实时性,并提出改进网络实时性的方法。最后在搭建的网络控制系统中,对实验测试结果和模型计算结果进行比较,验证模型的正确性。并利用分析结果以及建立的通信延迟时间数学模型,计算开发基于ARCNET轻轨列车网络控制系统的轮询周期,为系统应用层设计提供依据。     

基于卷积神经网络优化算法的列车智能测试系统技术研究

设计基于卷积神经网络优化算法的列车智能测试系统,解决城市轨道交通领域列车系统测试自动化模拟问题。提出的列车智能测试系统,采用卷积神经网络的结构模型和基于分层压缩的卷积神经网络算法,详尽介绍构建分层压缩卷积神经网络的具体过程和卷积核优化结构设计。对站场测试用例的自动化模拟实验和测试数据分析的结果表明,基于卷积神经网络优化算法的列车智能测试系统可以优化测试过程、降低人工错误操作、合理分配测试资源、提高测试质量,加快整体系统测试进度的要求,为城市轨道交通领域未来实现全面自动化测试提供技术保障。     

北京地铁14号线全自动车辆段设计及应用

为解决传统车辆段既有接发车模式中接发车效率低、调度人员工作量大等问题,并降低由此产生的因操作失误而导致事故发生的概率,北京地铁14号线车辆段配置具有列车自动控制系统(ATC)的全自动运行区域,列车在全自动区域升级至基于通信的列车控制系统(CBTC)级别后可实现列车自动防护(ATP)、列车自动操作(ATO)功能以及列车自动监控(ATS)功能,由信号系统防护列车运行安全,并能够以ATO模式自动完成进出段场的运行功能。全自动车辆段作为未来可推广的车辆段建设管理模式,对现行实施的有关全自动车辆段系统功能、系统配置以及运作方式将具有重要的参考意义。     

操纵评分自动管理系统

为加强对机车乘务员操作情况的自动考评,通过对列车运行监控记录装置的运行记录文件进行自动分析,能准确地发现存在的问题和不足,可提升机车运用水平和对乘务员的管理水平.阐述了已投入使用的分析软件(操作评分自动管理系统WEB版)的主要功能和实现方案.     

地铁列车车门系统故障分析及诊断方法

车门系统作为地铁列车的重要组成部分,其工作状态对于列车的安全运行有重要意义。文章介绍了列车车门的结构和常见的车门故障,对故障产生的原因做了简要分析。针对列车车门故障,文章分别介绍了基于决策树、人工神经网络和贝叶斯网络的故障诊断方法。     

基于智能化应用的列车运行调整模型

基于列车运行调整理论研究现状,在分析现有研究局限的基础上,提出建立列车运行自动调整模型应考虑的4个关键问题:部分非运行图相关信息、动车组接续、交叉进路抵触及股道-线别连通性.基于这些关键问题构造10个约束条件,结合智能CTC系统技术标准,以提升旅客满意度为导向,依据旅客行程信息和多目标优化的思想,建立将列车运行调整对旅...     

重载列车智能化操控系统车地实时通信方案研究与实现

为提高重载列车调度和运行的自动化水平,提高线路运输能力,基于朔黄线神华机车进行重载列车智能化操控系统和地面调度优化系统的车地实时通信方案研究,包括车地通信的接口安全性、车地通信机制和内容以及重载列车智能化操控系统对地面调度信息的处理,通过LTE-R 4G网络实现车地数据的实时安全交互,实现朔黄线车地设备报文实时自动交互功能,进一步提高朔黄线重载列车运行的准时性和节能性。