[發明專利]基于列車運行速度的應答器傳輸系統可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201710948866.9
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107911143B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 李正交;蔡伯根;戴勝華;陸德彪;劉江;朱丹
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04B1/59
• 分類號: H04B1/59;H04B17/309;H04B17/391
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種基于列車運行速度的應答器傳輸系統可靠性評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S110：分析應答器傳輸系統功能結構，確定應答器傳輸系統可靠性評估指標；

步驟S120：利用魚骨圖法分析列車運行條件下應答器傳輸系統可靠性影響因素，得出影響應答器傳輸系統可靠性評估指標的動態因素；

步驟S130：構建列車運行速度對所述動態因素進行影響的Matlab仿真結果；

步驟S140：根據所述Matlab仿真結果，構建應答器傳輸模塊BTM報文層譯碼過程，利用馬爾可夫過程評估所述BTM報文層譯碼過程，并得出BTM報文層譯碼成功率；

步驟S150：根據所述BTM報文層譯碼成功率計算應答器傳輸系統可靠性評估指標結果，實現對應答器傳輸系統的可靠性評估。

2.根據權利要求1所述的基于列車運行速度的應答器傳輸系統可靠性評估方法，其特征在于，所述應答器傳輸系統可靠性評估指標包括由于應答器傳輸系統發生功能性故障而不能向車載安全計算機正確傳輸應答器報文信息的概率，即應答器傳輸系統功能不可用度P_p。

3.根據權利要求1所述的基于列車運行速度的應答器傳輸系統可靠性評估方法，其特征在于，所述動態因素包括BTM接收報文比特數和BTM接收報文誤比特率。

4.根據權利要求3所述的基于列車運行速度的應答器傳輸系統可靠性評估方法，其特征在于，所述構建列車運行速度對所述動態因素進行影響的Matlab仿真結果包括，基于電磁場基礎理論，對列車運行條件下應答器傳輸系統天線磁場分布模型進行分析；利用三維直角坐標系建立應答器上行鏈路信號傳輸過程簡化模型，以地面應答器中心為坐標原點O，建立三維直角坐標系O-xyz，分別取地面應答器發送天線的AB邊和BC邊相平行的方向作為OX軸、OY軸，取與應答發送天線垂直向上的方向為OZ軸，其中OX軸正方向為列車運行方向；以ABCD為應答器發送天線簡化模型，EFGH為與所述應答器發送天線簡化模型相對應的車載天線簡化模型，車載天線水平安裝，安裝高度Z₀保持不變；

設μ₀為真空磁導率，I為通過應答器發送天線的電流，P(x,y,z)為應答器車載天線運行軌跡區域內的任一點，l₁＝AB/2，l₂＝BC/2；則由畢奧·薩伐爾定律分別計算AB、BC、CD、DA四個邊在P點的磁感應強度的豎直分量B_Z的數學模型為：

設時刻t＝0時，車載天線中心點位于O₁處，O₁處的橫坐標為-X₀，則在t時間后車載天線中心點的橫坐標為

X′＝vt-X₀ (4)

式中：v為列車運行速度，t為列車運行時間；

令BTM天線在Z＝Z₀平面內沿著X軸從O₁平移到O₂，O₂處的橫坐標為X₀，l₃＝EF/2,l₄＝FG/2，則BTM接收到的上行鏈路信號輻射磁通量為

根據法拉第電磁感應定律可知車載天線接收線圈內的總感應電動勢U_感應(x)近似等于應答器發送天線時變電流產生的感生電動勢U_感生(x)，即：

其中，f_C＝4.234MHz，q為車載天線諧振電路的品質因數，負號表示感應電動勢的方向總是阻礙磁通量的變化；

將公式(4)代入公式(3)中，得到基于列車速度v的車載天線接收線圈感應電動勢幅值包絡