[發明專利]地鐵牽引供電系統可靠性評估方法、裝置、設備和介質

在審

• 申請號: 202011427164.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112464488A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 金輝;何治新;王平;靳守杰;李鯤鵬;劉蘭;林珊;馮劍冰;趙云云;林曉鴻;陳霞;卜立峰
• 申請（專利權）人: 廣州地鐵設計研究院股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/30;G06F111/08;G06F119/02
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍;盧頌昇

本發明公開了一種地鐵牽引供電系統可靠性評估方法、裝置、設備和介質，該方法包括步驟：建立地鐵牽引供電系統的故障樹模型；計算地鐵牽引供電設備故障的分布參數；基于所述故障樹模型和所述分布參數，采用序貫蒙特卡洛方法模擬牽引供電設備及系統狀態轉移過程，計算得到故障間隔時間、修復時間、修復次數和故障次數；根據所述故障間隔時間、所述修復時間、所述修復次數和所述故障次數計算地鐵牽引供電系統的可靠性指標。本發明通過建立故障樹模型，采用序貫蒙特卡洛方法模擬服從不同故障分布類型的設備運行狀態，適用性強，還可以計算系統故障平均修復時間及系統故障平均間隔時間可靠性評估時間指標，獲取的可靠性信息更加豐富適用。

技術領域

本發明屬于地鐵牽引供電系統評估技術領域，具體涉及一種地鐵牽引供電系統可靠性評估方法、裝置、設備和介質。

背景技術

地鐵牽引供電系統作為地鐵的“心臟”與“血管”，主要負責向列車提供源源不斷的動力，牽引供電系統安全可靠運營是地鐵安全穩定運行的保障。若地鐵牽引供電系統不能可靠運行，則會造成不可估量的經濟損失及惡劣的社會影響，嚴重時甚至還會危及到乘務人員及乘客的生命安全。

現有技術中存在通過分析牽引供電系統設備可靠性和系統拓撲結構，運用概率論和數理統計等數學方法，對牽引供電系統的可靠性規律進行定性和定量分析評估，如申請號分別為CN201810693308.7、CN201910438407.5、CN201610329344.6的三項中國專利分別提出了城市軌道交通牽引供電系統、電氣化鐵路牽引供電系統、高速鐵路牽引供電系統的可靠性評估方法。但是由于系統內各牽引供電設備的故障率對于可靠性評估結果有直接影響，目前可靠性評估方法沒有考慮設備故障率在其全壽命運行周期中不斷變化的影響，導致建模不精確。

傳統可靠性評估方法多采用解析法(如故障枚舉法、最小割集法等)求解系統可靠性指標，物理概念清晰，計算精度高，但隨著系統規模的增大和系統內設備數目的增多，系統狀態數目呈指數規律增長，計算量急劇增大，且計算的可靠性指標較為單一，難以適用大規模復雜系統可靠性的評估。地鐵建設投運周期較短，牽引供電設備故障或停運的統計樣本較少，對牽引供電系統進行量化評估需大量統計數據，設備故障數據獲取較難。如何充分挖掘牽引供電設備的歷史故障數據信息，在小樣本條件下對地鐵牽引供電系統可靠性精確建模，一直是牽引供電系統可靠性評估過程中的熱點問題與瓶頸所在。

發明內容

為了克服上述技術缺陷，本發明提供了一種地鐵牽引供電系統可靠性評估方法、裝置、設備和介質，其能實現通過獲取豐富的可靠性指標對地鐵牽引供電系統進行可靠性量化評估。

為了解決上述問題，本發明按以下技術方案予以實現的：

一種地鐵牽引供電系統可靠性評估方法，包括步驟：

建立地鐵牽引供電系統的故障樹模型；

計算地鐵牽引供電設備故障的分布參數；

基于所述故障樹模型和所述分布參數，采用序貫蒙特卡洛方法模擬牽引供電設備及系統狀態轉移過程，計算得到故障間隔時間、修復時間、修復次數和故障次數；

根據所述故障間隔時間、所述修復時間、所述修復次數和所述故障次數計算地鐵牽引供電系統的可靠性指標。

作為本發明的進一步改進，所述建立地鐵牽引供電系統的故障樹模型的步驟，包括步驟：

確定地鐵牽引供電系統的故障樹的頂事件，基于地鐵牽引供電系統架構，根據地鐵牽引供電系統拓撲結構與運行方式，獲取所有導致所述障樹的頂事件發生的直接原因作為故障樹的中間事件，自上而下逐級尋找導致所述故障樹的中間事件發生故障的直接原因，直至推導到所述故障樹的底事件為止；

根據所述故障樹的底事件與所述故障樹的中間事件的邏輯關系，確定所述故障樹模型的邏輯門，按照所述故障樹的頂事件、所述邏輯門、所述故障樹的中間事件、所述邏輯門、所述故障樹的底事件的順序建立所述故障樹模型。