区域计算机联锁系统安全性与可靠性研究

摘要

计算机联锁系统是用于保证列车安全可靠运行的关键信号设备。随着铁路信息化、智能化、网络化、集成化的发展，区域计算机联锁发展迅速。区域联锁具有设备集中放置、便于维护、降低运营成本、减员增效、提高运输效率等传统车站联锁无法比拟的优点。研究区域计算机联锁系统的安全性与可靠性，有助于对铁路改建线及新建线提供理论指导。此外，研究对于指导区域计算机联锁系统的设计和维护，促进区域联锁在我国的发展具有积极的意义。
　　在充分了解区域计算机联锁系统结构和功能的前提下，考虑共因失效、诊断覆盖率、在线维修率等因素的影响，建立两区域及三区域计算机联锁系统失效的马尔科夫模型，采用马尔科夫矩阵迭代法求解模型，得出系统的安全性与可靠性指标，包括PFS(安全失效概率)、PFD(危险失效概率)及MTTF(平均故障前时间)。针对传统的马尔科夫模型分析方法分析计算机联锁系统动态失效问题的不足，以及马尔科夫过程求解复杂性的问题，本文提出采用DFT(动态故障树)分析其安全性与可靠性，建立相对完整的DFT模型，并采用概率近似法计算有关安全性指标，并与马尔科夫方法所求结果进行对比。
　　将马尔科夫过程得到的结果与动态故障树方法计算所得安全性指标进行对比表明：区域计算机联锁系统具有很高的安全性与可靠性，两种方法所求指标十分接近。且采用动态故障树方法建模，不仅降低了建模及运算复杂度，同时减少了运算量，满足了实时性的要求，这为复杂动态冗余系统的安全性与可靠性分析提供了一种新思路。

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1 绪论

1.1 论文研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题及研究意义

1.4 论文主要研究内容

2 区域计算机联锁系统简介

2.1 区域计算机联锁系统概述

2.2 区域计算机联锁系统的结构和在我国的应用情况

3 两区域计算机联锁系统安全性与可靠性分析

3.1 两区域计算机联锁系统马尔科夫模型分析

3.2 两区域计算机联锁系统动态故障树模型分析

4 三区域计算机联锁系统安全性与可靠性分析

4.1 三区域计算机联锁系统马尔科夫模型分析

4.2 三区域计算机联锁系统动态故障树模型分析

5 区域计算机联锁系统实例分析

5.1 两区域计算机联锁系统实例分析

5.2 三区域计算机联锁系统实例分析

5.3 马尔科夫方法与动态故障树方法对比研究

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果