[發明專利]一種基于頻繁項關系矩陣的列車控制系統故障定位方法

在審

• 申請號: 202110496756.X
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113110396A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張雁鵬;趙一莉;黨建武;岳麗麗;張振海;林俊亭;閔永智;王海涌;張鑫;左靜
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G06F30/20
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 王巧麗

本發明公開了一種基于頻繁項關系矩陣的列車控制系統故障定位方法，首先，利用故障注入組合測試用例集、組合測試結果以及附加測試用例集，計算各故障誘因元素的頻繁度，得出有序故障誘因元素表；其次，構建組合故障頻繁項關系矩陣，利用誘因元素跟隨關系計算故障誘因組合的可疑度；最后，通過誘因組合迭代定位方法，得出故障誘因組合的可疑度排名表，故障誘因組合中可疑度排名越靠前就表示誘因組合越容易產生耦合故障，根據可疑度排名及時對CTCS進行調試和修正。當待測的高速鐵路CTCS存在屏蔽效應時，本發明能夠高效準確地定位出最小故障誘因組合，最大限度地檢測CTCS的冗余機制，高效準確地定位MFS，提高了測試效率，降低了測試成本。

技術領域

本發明屬于列車控制技術領域，尤其涉及一種基于頻繁項關系矩陣的列車控制系統故障定位方法。

背景技術

隨著我國高速鐵路的快速發展，列車運行速度不斷提高，CTCS(Chinese TrainControl System，中國列車運行控制系統)作為監督、控制和調整列車速度的技術裝備，其安全性至關重要。CTCS仿真平臺是對列車運行控制全過程的真實模擬，可以實現對CTCS安全性的相關測試。仿真平臺的故障注入技術用于收集系統可靠性相關的信息，評價系統的安全防護設計水平，可以模擬現場設備故障，將故障注入到待測系統中，分析系統響應，從而評價系統冗余機制的有效性。傳統的CTCS故障注入技術通常采用單個故障注入，容易被過濾，從而難以驗證其冗余機制的有效性。組合故障注入以及其后的故障定位過程的本質就是發現和定位MFS(Minimal Failure-causing Schema，最小故障誘因模式)的過程。基于組合測試的CTCS故障注入方法利用多個故障組合注入到CTCS中，可以有效地驗證系統的冗余機制，因而如何實現故障注入后的MFS定位至關重要。

由于在實際系統中進行組合測試時，會存在屏蔽效應，在基于組合測試的列車運行控制系統故障注入研究中，CTCS中的冗余技術可能會過濾掉部分故障類型，導致CTCS的組合測試存在屏蔽效應，即帶有MFS的測試用例可能無法觸發系統故障。如何在含有屏蔽效應的測試結果中診斷導致系統故障的原因顯得至關重要，而目前針對此類故障定位的相關研究還比較少，不能高效準確地定位出最小故障誘因組合，組合測試效率低，測試成本高。

發明內容

針對上述背景技術中指出的不足，本發明提供了一種基于頻繁項關系矩陣的列車控制系統故障定位方法，旨在解決上述背景技術中現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于頻繁項關系矩陣的列車控制系統故障定位方法，包括以下步驟：

首先，利用故障注入組合測試用例集、組合測試結果以及附加測試用例集，計算各故障誘因元素的頻繁度λ_x，并將頻繁度降序排列，得出有序故障誘因元素表；

其次，根據關系矩陣的定義和有序故障誘因元素表中誘因元素的排列順序，構建組合故障頻繁項關系矩陣，利用誘因元素跟隨關系計算故障誘因組合的可疑度；

最后，通過誘因組合迭代定位方法，得出故障誘因組合的可疑度排名表，故障誘因組合中可疑度排名越靠前就表示誘因組合越容易產生耦合故障，根據可疑度排名及時對CTCS進行調試和修正。

優選地，所述組合測試用例集是利用IRM-COM算法計算得出的故障注入組合測試用表中的所有測試用例集合。

優選地，所述附加測試用例集指組合測試用例集中的誘因組合不滿足可疑度排名需求時，按一定方法生成新的測試用例集；生成方法如下：