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基于物元理论和证据理论的无线闭塞中心安全风险评估研究
| 论文题名： | 基于物元理论和证据理论的无线闭塞中心安全风险评估研究 |
| 关键词： | 高速铁路;无线闭塞中心;安全风险评估;物元理论;证据理论;博弈论 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路技术的快速发展，对铁路信号设备安全性和可靠性的要求越来越严格。无线闭塞中心(RadioBlockCenter,RBC)作为中国列车运行控制系统应用等级3(ChineseTrainControlSystematlevel3,CTCS-3)级列控系统的地面核心子系统，是确保列车安全、高效运行的关键。RBC是基于故障安全计算机平台的信号控制子系统，一旦发生故障，将会影响行车效率，甚至威胁行车安全。因此，对RBC开展安全风险评估研究，以期提高设备的安全性和可靠性，进而更好地确保列车在其管辖范围内安全可靠运行。 首先，在分析RBC基本结构和工作原理的前提下，对其从功能、信息接口单元和运营安全层面展开风险辨识。采用故障模式及影响分析(FaultModeandEffectAnalysis,FMEA)方法识别了RBC的行车许可功能及临时限速处理功能的故障模式，分析了故障原因及故障可能会造成的影响；采用危害与可操作性分析(HazardandOperabilityAnalysis,HAZOP)方法识别了RBC信息接口单元存在的安全风险，归纳了风险发生原因及可能后果；依据系统工程理念，从人员、设备、环境和管理层面构建了RBC运营安全风险评估指标体系。 其次，以RBC行车许可功能为安全风险分析的对象，将其故障模式作为风险因子，建立了基于物元理论和证据理论的评估模型。在划分安全风险等级的基础上，邀请专家结合实际情况确定风险因子的评估值。引入博弈论赋权法将由直觉模糊层次分析法和熵权法分别计算的风险因子权重进行最优组合，进而确定综合权重。采用物元理论确定风险因子关于风险等级的关联度矩阵，通过构造归一化函数将其转化为证据理论的基本信度分配函数评价矩阵，运用基于权重因子的证据融合方法确定RBC行车许可功能的风险等级，实现安全风险分析。通过将基于云模型的评估方法以及基于可拓学的方法与本文模型进行对比分析，验证了本文模型的适用性。 最后，根据风险分析确定的RBC行车许可功能的风险等级，从系统硬件、软件等设备设计层面以及人员、环境和管理等运营维修层面提出了风险控制措施，为改进系统安全性设计、制定运营维修方案提供参考。 |
| 作者： | 董凯凯 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 米根锁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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