[發明專利]基于特征量的地鐵列車牽引系統動態風險分析評估方法

在審

• 申請號: 201910164981.6
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN110276509A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 董煒;趙振寧;孫新亞;吉吟東
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/30;G06F17/18;G06F17/16
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松;劉青

本發明涉及一種基于特征量的地鐵列車牽引系統動態風險分析評估方法，至少包括：S1、地鐵列車牽引系統監控實時采集各個車輛和設備的數據；S2、基于采集的數據建立地鐵牽引系統典型風險鏈條，建立電容故障率隨電容等效串聯電阻變化圖和牽引電機故障率隨電機振動變化曲線圖；S3、依據檢測的數據，動態統計t時刻牽引逆變器的等效串聯電阻R_ESR、電機振動烈度L，并按照電容故障率隨電容等效串聯電阻變化圖像，計算電容實時故障概率P_t1；按照牽引電機故障率隨電機振動變化曲線圖，計算出電機故障概率P_t2；S4、求得t時刻因逆變器支撐電容故障條件下典型風險鏈條發生概率P_t。該方法能夠對牽引系統健康狀態做出實時定量的分析評估，及時發現系統運行中的安全薄弱環節。

技術領域

本發明涉及地鐵供電系統的風險分析技術，具體涉及一種基于特征量的地鐵列車牽引系統動態風險分析評估方法。

背景技術

隨著區域軌道交通的迅速發展，大量的地鐵車輛線路不斷的投入運營，地鐵運行的潛在風險危害水平也在不斷升高。地鐵供電系統中的牽引逆變系統是列車安全、穩定運行的關鍵，牽引逆變系統一旦出現故障，有可能造成車毀人亡，導致巨大的生命、財產損失。因此，牽引逆變系統的風險評估盡早發現運行系統的薄弱環節，進而對指導列車的維護維修具有重要意義。同時地鐵車輛的技術含量及復雜度越來越高，使牽引系統的故障風險特性呈現出了明顯層次性、傳播性、非線性、模糊性等多種風險特點，傳統風險分析已經難以滿足現實對地鐵車輛牽引系統安全評估的需要。

風險評估的前提是對風險內涵的準確理解，一般認為風險評估是建立在風險辨識基礎上，通過分析不確定損傷事態發生的概率及相應后果嚴重程度二者綜合完成相關風險評估。國內外眾多學者關于系統風險分析已做了相當程度的研究，但大多是基于相關設備的歷史數據進行的傳統風險分析評估。在系統動態風險評價方面成熟的方法較少，目前基于特征量的風險評估相關研究還不夠深入。

地鐵列車牽引系統故障類型繁多且相互關聯，不同故障將沿著風險傳播鏈條導致不一樣的故障后果，危害程度也可能大不相同，風險分析及評估越來越困難。另外，故障影響從直接影響開始到后續的間接影響，是一個逐漸變化的過程。若缺乏故障影響評估的詳細場景，忽略分析造成故障的傳播變化過程，則對故障造成影響的嚴重度評價結果就缺乏系統性，難以做到客觀、準確。與上述傳統靜態風險分析相對應，申請人著力于風險分析的動態研究，由于基于風險鏈的動態風險分析強調的是風險概率狀態隨時間和空間變化而變化的特征，因此能夠對牽引系統健康狀態做出實時定量的分析評估，及時發現系統運行中的安全薄弱環節，從而為優化控制風險源，阻斷風險，及后續采用工程措施合理阻斷風險傳播鏈條打下理論基礎，對減少因地鐵車輛而引發的故障事故保證軌道交通安全高效運營有著重要意義。

發明內容

本發明的目的針對地鐵牽引系統風險評估存在的問題，提出一種基于特征量的地鐵列車牽引系統動態風險分析評估方法，該方法選擇典型故障建立風險傳播鏈條，通過故障機理的分析動態的確定風險傳播鏈條的失效概率計算，并結合地鐵事故運維的具體情況，設定合理的維修及損失指標通過聚類分析完成故障后果嚴重度分析，最后將兩者結合完成基于風險鏈條的動態風險分析評估。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是一種基于特征量的地鐵列車牽引系統動態風險分析評估方法，至少包括：

S1、地鐵列車牽引系統監控實時采集各個車輛和設備的采集的數據，包括牽引逆變器前端的電容器電壓、逆變器輸出電流、直流回路電流、制動電阻斬波電流以及電機振動烈度，并將采集的數據上傳至評估系統；

S2、系統基于采集的數據建立地鐵牽引系統典型風險鏈條，同時建立電容故障率隨電容等效串聯電阻變化圖以及牽引電機故障率隨電機振動變化曲線圖；