[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

本發明提供了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，涉及鐵路列車運行控制技術領域，該方法包括如下步驟：確定應答器傳輸系統可靠性評估指標；得出影響應答器傳輸系統可靠性評估指標的動態因素；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；根據Matlab仿真結果，構建應答器傳輸模塊BTM報文層譯碼過程并評估，得出BTM報文層譯碼成功率；根據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。本發明構建了BTM報文層譯碼過程的可靠性評估方法，給出了BTM報文層譯碼成功概率的通用表達式，通過對系統可靠性評估指標BTM報文層不能正確譯碼的概率的計算，實現了對系統可靠性的準確評估。

技術領域

本發明涉及鐵路列車運行控制技術領域，具體涉及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。

背景技術

應答器傳輸系統作為列車運行控制系統中的關鍵設備，用于向運行列車傳輸線路基本參數、線路速度信息、臨時限速信息、特殊定位信息等列控安全信息。一旦不能保證應答器傳輸系統信息傳輸的可靠性，將直接影響列控系統的正常工作，甚至導致安全事故，因此應答器傳輸系統的可靠性對列車安全、高效運營至關重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠定性分析列車運行條件對應答器傳輸系統可靠性評估的影響因素，運用電磁場基礎理論模型給出影響因素的定量分析結果，基于馬爾可夫過程給出應答器傳輸系統可靠性評估的通用數學表達式，準確評估應答器傳輸系統可靠性的方法，以解決上述背景技術中存在的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

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，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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四個邊在點的磁感應強度的豎直分量B_Z的數學模型為：