高速鐵路行車調度系統(tǒng)可靠性評估方法研究
發(fā)布時間:2020-12-02 22:03
調度系統(tǒng)是鐵路運輸組織的核心之一,是保證列車安全、準時、高效運行的重要屏障。近幾年,我國高速鐵路迅猛發(fā)展,截止到2019年底,我國高速鐵路通車里程達3.5萬公里,高居世界首位。高速鐵路高速度、高密度、大運量的特點對調度系統(tǒng)帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)和更高的要求。強化高速鐵路行車調度系統(tǒng)的可靠性和安全性,對高速鐵路的安全運營十分關鍵。高速鐵路行車調度系統(tǒng)作為一個“人-機”交互的高耦合性系統(tǒng)。其結構龐大,元素眾多、功能復雜。系統(tǒng)內的各種設備不僅具有各自的獨立性,同時又具有一定的關聯(lián)性,再加上系統(tǒng)內“人”的隨機性,導致高速鐵路行車調度系統(tǒng)的可靠性研究變的十分困難。因此目前對于高速鐵路行車調度系統(tǒng)可靠性研究大部分都停留在定性層面的分析上,而未進行深入的研究。針對目前存在系統(tǒng)可靠性研究不夠深入的問題,本文從系統(tǒng)的關鍵設備和節(jié)點入手,圍繞硬件、軟件、人因以及系統(tǒng)層級四個維度對可靠性進行深入的解構和分析。本文的主要研究內容如下:(1)詳細梳理了高速鐵路行車調度系統(tǒng)的組織架構、崗位設置、業(yè)務功能以及信息交互,并根據(jù)系統(tǒng)信息傳遞機制和信息屬性,基于復雜網(wǎng)絡理論構建了高速鐵路行車調度系統(tǒng)的拓撲網(wǎng)絡結構圖。通過對系統(tǒng)...
【文章來源】:中國鐵道科學研究院北京市
【文章頁數(shù)】:171 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
中國高速鐵路及動車組運行線示意圖(截止到2020年2月)
高速鐵路行車調度系統(tǒng)結構與作用22中國鐵道科學研究院(1)系統(tǒng)中心設備中心主要設備包括數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、通信前置服務器、接口服務器、對外信息提供服務器、對外時鐘服務器等服務器、列調工作站、助調工作站、計劃員工作站、值班主任工作站、綜合維修工作站、站場顯示工作站、綜合查詢工作站、FAS終端等用戶終端,另外還包括網(wǎng)絡通信設備、信息安全設備、電源、防雷、時鐘校核等配套設備,以及根據(jù)需要設置的大屏幕投影系統(tǒng)和繪圖、打印機等設備。(2)車站主要設備車站系統(tǒng)主要設備包括車站自律機、值班員終端、信號員終端、電務維護終端、車務管理終端、網(wǎng)絡設備、信息安全設備、通信質量監(jiān)督設備、UPS電源、FAS設備、防雷、電源屏等設備,具體如圖2-5所示。圖2-5車站子系統(tǒng)主要設備示意圖Figure2-5SchematicDiagramofMainEquipmentofStationSubsystem(3)網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡設備是聯(lián)接中心和車站的重要橋梁,它分為中心局域網(wǎng)、車站局域網(wǎng)和站間廣域網(wǎng)三部分,車站和中心均采用相同的網(wǎng)絡結構。局域網(wǎng)采用雙交換機構成的100M雙網(wǎng),廣域網(wǎng)采用G.703協(xié)議構成2M的雙環(huán)網(wǎng)絡并通過兩套路由器實現(xiàn)與局域網(wǎng)雙網(wǎng)的交叉互聯(lián)。調度系統(tǒng)常用的設備主要有交換機、路由器、協(xié)議轉換器、DDF(DigitalDistributionframe)板、同軸纜、網(wǎng)線等網(wǎng)絡設備。調度網(wǎng)絡設備結構示意圖見圖2-6。
高速鐵路行車調度系統(tǒng)結構與作用24中國鐵道科學研究院(MMI,俗稱操表機)、聯(lián)鎖機、電務維修機等,室外設備主要由信號機、軌道電路和轉轍機構成[104]。系統(tǒng)設備如圖2-8所示。操表機電務維修機聯(lián)鎖機輸入輸出接口信號機轉轍機軌道電路人機交互層聯(lián)鎖運算層執(zhí)行表示層室外設備圖2-8聯(lián)鎖設備Figure2-8interlockingequipment(2)列控設備列控設備(以CTCS-3為例)由列控地面設備和列控車載設備兩部分構成,結構示意圖見圖2-9。其中列控地面設備由列控中心(TrainControlCenter,TCC)、臨時限速服務器(TemporarySpeedRestrictionServer,TSRS)、無線閉塞中心(RadioBlockCenter,RBC)、地面電子單元(LinesideElectronicUnit,LEU)、應答器、ZPW-2000軌道電路、信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)、GSM-R通信接口設備等組成[105]。其主要功能為提供監(jiān)控列車所需要的線路允許速度、行車許可等基礎數(shù)據(jù)。圖2-9列控車載設備Figure2-9OnBoardEquipmentOfTrainControl列控車載設備主要包括安全計算機主機(VitalComputer,VC)、人機界面單元
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高速鐵路智能CTC自律機系統(tǒng)的可靠性與安全性評估[J]. 陳峰,袁志明,閆璐,許偉,苗義烽,高博文. 自動化學報. 2020(03)
[2]地鐵盾構施工人因可靠性分析的加權模糊CREAM模型[J]. 王寧,杜修力,張明聚,許成順,盧鑫月. 天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2019(02)
[3]基于貝葉斯網(wǎng)絡的高速鐵路行車調度指揮人因可靠性研究[J]. 劉珊珊,薛鋒. 交通運輸工程與信息學報. 2017(03)
[4]基于貝葉斯網(wǎng)絡的列控車載設備故障診斷方法[J]. 梁瀟,王海峰,郭進,徐田華. 鐵道學報. 2017(08)
[5]基于大數(shù)據(jù)技術的配電網(wǎng)運行可靠性分析[J]. 胡麗娟,刁贏龍,劉科研,欒文鵬,盛萬興. 電網(wǎng)技術. 2017(01)
[6]基于云模型和組合賦權法的CTCS-3級列控系統(tǒng)可靠性評價[J]. 張友鵬,楊金鳳. 鐵道學報. 2016(06)
[7]基于貝葉斯網(wǎng)絡的非正常情況下高鐵行車調度人因可靠性分析[J]. 張開冉,王若成,邱謙謙. 安全與環(huán)境學報. 2015(05)
[8]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的小樣本失效數(shù)據(jù)下繼電保護可靠性評估[J]. 戴志輝,李芷筠,焦彥軍,王增平. 電力自動化設備. 2014(11)
[9]信號集中監(jiān)測智能分析技術的應用[J]. 張鳳啟. 鐵路計算機應用. 2014(03)
[10]基于蒙特卡洛法和最小二乘支持向量機的復雜電力系統(tǒng)可靠性評估[J]. 王景辰,李孝全,楊洋,林茂. 華東電力. 2013(05)
博士論文
[1]基于拓撲的高速列車系統(tǒng)可靠性與安全性評估方法[D]. 林帥.北京交通大學 2018
[2]高速鐵路行車調度系統(tǒng)運行風險分析及調整優(yōu)化方法[D]. 徐培娟.西南交通大學 2017
[3]高速鐵路CTC系統(tǒng)的可靠性建模與評估方法研究[D]. 高博文.中國鐵道科學研究院 2017
[4]動車組可靠性評估及維修策略優(yōu)化方法研究[D]. 張可新.中國鐵道科學研究院 2015
[5]非正常條件下高鐵列車調度指揮人因可靠性研究[D]. 吳海濤.西南交通大學 2014
[6]復雜系統(tǒng)可靠性建模、分析和綜合評價方法研究[D]. 覃慶努.北京交通大學 2013
[7]高速鐵路行車安全機理及相關應用問題研究[D]. 張光遠.西南交通大學 2010
[8]復雜網(wǎng)絡的拓撲、動力學行為及其實證研究[D]. 韓定定.華東師范大學 2008
碩士論文
[1]萊蕪配電網(wǎng)故障停電指標優(yōu)化及可靠性提升措施研究[D]. 李程.山東大學 2019
[2]基于模糊Petri網(wǎng)的空箱堆高機可靠性分析及故障診斷研究[D]. 潘亞威.安徽工程大學 2016
[3]高速鐵路行車調度系統(tǒng)安全風險分析[D]. 秦偉杰.西南交通大學 2016
[4]非正常情況下既有鐵路列車調度系統(tǒng)可靠性研究[D]. 溫宏儒.西南交通大學 2016
[5]基于人員可靠性的高速鐵路行車安全研究[D]. 黃雷.石家莊鐵道大學 2015
[6]高速鐵路調度指揮系統(tǒng)可靠性評價指標體系研究[D]. 仲爽.西南交通大學 2014
[7]高速鐵路行車調度系統(tǒng)危險源辨識研究[D]. 陳,|.西南交通大學 2014
[8]支持向量機在電力系統(tǒng)可靠性分析中的應用研究[D]. 葉航超.浙江大學 2013
[9]高速鐵路調度指揮可靠性及應急處置相關問題研究[D]. 褚飛躍.西南交通大學 2012
[10]鐵路列車調度系統(tǒng)可靠性研究[D]. 魏新平.西南交通大學 2010
本文編號:2895649
【文章來源】:中國鐵道科學研究院北京市
【文章頁數(shù)】:171 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
中國高速鐵路及動車組運行線示意圖(截止到2020年2月)
高速鐵路行車調度系統(tǒng)結構與作用22中國鐵道科學研究院(1)系統(tǒng)中心設備中心主要設備包括數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、通信前置服務器、接口服務器、對外信息提供服務器、對外時鐘服務器等服務器、列調工作站、助調工作站、計劃員工作站、值班主任工作站、綜合維修工作站、站場顯示工作站、綜合查詢工作站、FAS終端等用戶終端,另外還包括網(wǎng)絡通信設備、信息安全設備、電源、防雷、時鐘校核等配套設備,以及根據(jù)需要設置的大屏幕投影系統(tǒng)和繪圖、打印機等設備。(2)車站主要設備車站系統(tǒng)主要設備包括車站自律機、值班員終端、信號員終端、電務維護終端、車務管理終端、網(wǎng)絡設備、信息安全設備、通信質量監(jiān)督設備、UPS電源、FAS設備、防雷、電源屏等設備,具體如圖2-5所示。圖2-5車站子系統(tǒng)主要設備示意圖Figure2-5SchematicDiagramofMainEquipmentofStationSubsystem(3)網(wǎng)絡設備網(wǎng)絡設備是聯(lián)接中心和車站的重要橋梁,它分為中心局域網(wǎng)、車站局域網(wǎng)和站間廣域網(wǎng)三部分,車站和中心均采用相同的網(wǎng)絡結構。局域網(wǎng)采用雙交換機構成的100M雙網(wǎng),廣域網(wǎng)采用G.703協(xié)議構成2M的雙環(huán)網(wǎng)絡并通過兩套路由器實現(xiàn)與局域網(wǎng)雙網(wǎng)的交叉互聯(lián)。調度系統(tǒng)常用的設備主要有交換機、路由器、協(xié)議轉換器、DDF(DigitalDistributionframe)板、同軸纜、網(wǎng)線等網(wǎng)絡設備。調度網(wǎng)絡設備結構示意圖見圖2-6。
高速鐵路行車調度系統(tǒng)結構與作用24中國鐵道科學研究院(MMI,俗稱操表機)、聯(lián)鎖機、電務維修機等,室外設備主要由信號機、軌道電路和轉轍機構成[104]。系統(tǒng)設備如圖2-8所示。操表機電務維修機聯(lián)鎖機輸入輸出接口信號機轉轍機軌道電路人機交互層聯(lián)鎖運算層執(zhí)行表示層室外設備圖2-8聯(lián)鎖設備Figure2-8interlockingequipment(2)列控設備列控設備(以CTCS-3為例)由列控地面設備和列控車載設備兩部分構成,結構示意圖見圖2-9。其中列控地面設備由列控中心(TrainControlCenter,TCC)、臨時限速服務器(TemporarySpeedRestrictionServer,TSRS)、無線閉塞中心(RadioBlockCenter,RBC)、地面電子單元(LinesideElectronicUnit,LEU)、應答器、ZPW-2000軌道電路、信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)、GSM-R通信接口設備等組成[105]。其主要功能為提供監(jiān)控列車所需要的線路允許速度、行車許可等基礎數(shù)據(jù)。圖2-9列控車載設備Figure2-9OnBoardEquipmentOfTrainControl列控車載設備主要包括安全計算機主機(VitalComputer,VC)、人機界面單元
【參考文獻】:
期刊論文
[1]高速鐵路智能CTC自律機系統(tǒng)的可靠性與安全性評估[J]. 陳峰,袁志明,閆璐,許偉,苗義烽,高博文. 自動化學報. 2020(03)
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[4]基于貝葉斯網(wǎng)絡的列控車載設備故障診斷方法[J]. 梁瀟,王海峰,郭進,徐田華. 鐵道學報. 2017(08)
[5]基于大數(shù)據(jù)技術的配電網(wǎng)運行可靠性分析[J]. 胡麗娟,刁贏龍,劉科研,欒文鵬,盛萬興. 電網(wǎng)技術. 2017(01)
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[7]基于貝葉斯網(wǎng)絡的非正常情況下高鐵行車調度人因可靠性分析[J]. 張開冉,王若成,邱謙謙. 安全與環(huán)境學報. 2015(05)
[8]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的小樣本失效數(shù)據(jù)下繼電保護可靠性評估[J]. 戴志輝,李芷筠,焦彥軍,王增平. 電力自動化設備. 2014(11)
[9]信號集中監(jiān)測智能分析技術的應用[J]. 張鳳啟. 鐵路計算機應用. 2014(03)
[10]基于蒙特卡洛法和最小二乘支持向量機的復雜電力系統(tǒng)可靠性評估[J]. 王景辰,李孝全,楊洋,林茂. 華東電力. 2013(05)
博士論文
[1]基于拓撲的高速列車系統(tǒng)可靠性與安全性評估方法[D]. 林帥.北京交通大學 2018
[2]高速鐵路行車調度系統(tǒng)運行風險分析及調整優(yōu)化方法[D]. 徐培娟.西南交通大學 2017
[3]高速鐵路CTC系統(tǒng)的可靠性建模與評估方法研究[D]. 高博文.中國鐵道科學研究院 2017
[4]動車組可靠性評估及維修策略優(yōu)化方法研究[D]. 張可新.中國鐵道科學研究院 2015
[5]非正常條件下高鐵列車調度指揮人因可靠性研究[D]. 吳海濤.西南交通大學 2014
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[7]高速鐵路行車安全機理及相關應用問題研究[D]. 張光遠.西南交通大學 2010
[8]復雜網(wǎng)絡的拓撲、動力學行為及其實證研究[D]. 韓定定.華東師范大學 2008
碩士論文
[1]萊蕪配電網(wǎng)故障停電指標優(yōu)化及可靠性提升措施研究[D]. 李程.山東大學 2019
[2]基于模糊Petri網(wǎng)的空箱堆高機可靠性分析及故障診斷研究[D]. 潘亞威.安徽工程大學 2016
[3]高速鐵路行車調度系統(tǒng)安全風險分析[D]. 秦偉杰.西南交通大學 2016
[4]非正常情況下既有鐵路列車調度系統(tǒng)可靠性研究[D]. 溫宏儒.西南交通大學 2016
[5]基于人員可靠性的高速鐵路行車安全研究[D]. 黃雷.石家莊鐵道大學 2015
[6]高速鐵路調度指揮系統(tǒng)可靠性評價指標體系研究[D]. 仲爽.西南交通大學 2014
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[8]支持向量機在電力系統(tǒng)可靠性分析中的應用研究[D]. 葉航超.浙江大學 2013
[9]高速鐵路調度指揮可靠性及應急處置相關問題研究[D]. 褚飛躍.西南交通大學 2012
[10]鐵路列車調度系統(tǒng)可靠性研究[D]. 魏新平.西南交通大學 2010
本文編號:2895649
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