[發明專利]基于內外協變量的高速列車系統可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201811417624.8
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109544011B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 林帥;王艷輝;賈利民;孫鵬飛;安超;程曉卿
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 鄒芳德

本發明提供了一種基于內外協變量的高速列車系統可靠性評估方法，屬于高速列車運行控制技術領域。該方法首先構建高速列車系統拓撲網絡模型；然后確定系統部件固有壽命分布類型及故障概率；再根據故障概率和所構建的拓撲網絡模型為基礎，計算部件的綜合重要度；結合固有壽命分布類型及綜合重要度，構建高速列車系統基于內部協變量的基準風險模型；結合外部運行環境數據，根據基準風險模型建立高速列車系統基于內外協變量的風險模型；最后根據基于內外協變量的風險模型計算高速列車系統可靠性。本發明建立基于內部性能參數和外部運行環境雙協變量可靠性計算方法，有助于對全局系統的可靠性、安全性的準確評估，為保障高速列車系統安全運營提供指導。

技術領域

本發明涉及高速列車運行控制技術領域，具體涉及一種基于內外協變量的高速列車系統可靠性評估方法。

背景技術

高速列車系統作為高速鐵路的重要載運工具，其可靠性與乘客的生命財產安全以及系統的運行安全密切相關。考慮內外影響因素研究面向全局系統的高速列車系統可靠性計算方法，實時監測系統性能變化，能夠為高速列車系統的維修保護工作提供一定的理論指導，同時提高和改善高速列車系統的可靠性，保障高速鐵路系統安全穩定運行。

確定高速列車系統的可靠性影響因素是實施可靠性評估和計算的基礎，其選取的合理性直接影響系統可靠性計算結果的準確性。通常可將高速列車系統的可靠性影響因素分為兩類：一類是內部因素，即部件自身的可靠性指標以及部件間的作用關系等，它通常是由部件及系統結構等固有屬性所決定；一類是外部因素，即高速列車系統在運行工況下，天氣、溫度等環境要素。

目前，現有的系統可靠性計算方法中，通常是僅考慮外部環境因素影響，如考慮運行工況下天氣對可靠性的影響；或僅考慮內部因素影響，如以部件的性能變化為基礎的系統可靠性建模。事實上，高速列車系統的可靠性不僅與外部環境因素相關，同時還與內部部件間的性能變化以及部件的故障失效關系相關。因此將內外環境因素視為協變量，構建基于協變量的高速列車系統可靠性模型，并計算實時條件下的系統可靠性，為保障高速列車安全運營提供理論指導。

發明內容

本發明的目的在于提供一種同時考慮了列車運行系統內部因素和外部運行環境的列車可靠性評估方法，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：

本發明提供的一種基于內外協變量的高速列車系統可靠性評估方法，包括如下流程步驟：

步驟S110：構建高速列車系統拓撲網絡模型；

步驟S120：確定高速列車系統部件固有壽命分布類型及系統故障概率；

步驟S130：根據系統故障概率和所構建的拓撲網絡模型為基礎，計算部件的綜合重要度；

步驟S140：結合部件的固有壽命分布類型及綜合重要度，構建高速列車系統基于內部協變量的基準風險模型；

步驟S150：結合高速列車系統運行環境數據，根據基準風險模型建立高速列車系統基于內外協變量的風險模型；

步驟S160：根據基于內外協變量的風險模型，基于系統可靠性理論，計算高速列車系統可靠性。

進一步的，，所述步驟S110具體包括：

所述的高速列車系統拓撲網絡模型G(V,E,A)是以部件v_i為節點，v_i∈V，部件間的機械、電氣、信息作用關系e_ij為邊，e_ij∈E構建表征高速列車系統固有結構特征的有向網絡，其中A(a_ij∈A)為鄰接矩陣，a_ij＝1表示部件v_i和v_j之間存在連接邊，a_ij＝0表示部件v_i和v_j之間不存在連接邊。