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ZPW-2000A型轨道电路可靠性与安全性研究
| 论文题名： | ZPW-2000A型轨道电路可靠性与安全性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;轨道电路;安全性;可靠性 |
| 摘要： | 高速铁路的运营，离不开铁路各系统的可靠安全工作。铁路信号系统作为铁路运营的核心，在高速铁路高效、平稳、安全运营上发挥着重要作用。ZPW-2000A型轨道电路作为重要的基础设备，广泛应用于CTCS-2/3级列控系统，设备稳定持续工作能力是铁路运输效率和乘客的生命财产安全的重要保障。在铁路现场应用中，轨道电路故障的案例在铁路事故原因中占据了较大比例。因此，对ZPW-2000A型轨道电路系统的可靠性、安全性研究具有十分重要的意义和实际应用价值。本文基于ZPW-2000A型轨道电路的结构及功能，从系统设备层出发，多角度分析了轨道电路可靠性，并将设备层结合铁路现场事故或故障，从系统隐患层进行了轨道电路安全性分析。具体研究工作及成果如下: 第一、详细分析了ZPW-2000A型轨道电路的组成单元及其功能。在此基础上，绘制了轨道电路可靠性框图，建立了单套和冗余系统故障树分析模型，定性、定量得到了系统可靠性指标，并对比分析了冗余结构对系统可靠性的影响。进一步地，重点介绍了系统共因失效环境，选取共因失效β因子模型详细分析了轨道电路冗余系统在共因失效下的可靠性指标变化，定量评估了共因失效对系统的影响。 第二、在轨道电路组成单元多、可靠性分析较为复杂的背景下，在Xamarin Studio平台编写了最小割集自动求解程序，并在MATLAB平台上基于最小割集与蒙特卡洛算法编写了系统可靠性仿真程序。在此基础上，增加了发送器“N+1”冗余以及区段补偿电容，对近30个基本单元组成的复杂轨道电路系统进行了可靠性仿真。仿真结果定量得到了系统平均无故障工作时间以及单元重要度指标，从而找出了系统薄弱环节。 第三、针对由轨道电路引起的铁路事故或故障情况，研究从系统设备层深入到隐患层。根据EN50129所述的风险评估过程，从系统功能失效的角度识别了部分顶层隐患，并利用风险矩阵方法为顶层隐患确定了风险类别。进一步地，对典型顶层隐患建立了贝叶斯网络安全性分析模型，至上而下找出了底层风险，定量得到了隐患发生概率，以及底层风险后验概率。接着，将所有风险分类，多层次定量分析了隐患发生的可能途径。最后，根据定量分析结果，对ZPW-2000A型轨道电路安全性提出改进措施。 |
| 作者： | 杨杰 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 杨世武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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