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基于集对分析的铁路移动通信系统风险评估研究
| 论文题名： | 基于集对分析的铁路移动通信系统风险评估研究 |
| 关键词： | 铁路通信;长期演进系统;风险评估;集对分析;马尔可夫链 |
| 摘要： | LTE(LongTermEvolution,长期演进)技术已经在公共移动通信网络上进行了较长时间的应用，具备了作为铁路移动通信常规技术的成熟度和稳定性。考虑LTE-R(LongTermEvolutionforRailway,铁路的长期演进技术)通信系统的安全苛求性，研究一套科学与实用的LTE-R通信系统风险评估方案，为LTE-R系统的开发、改进和评估提供参考，从而保证LTE-R系统安全服务以及运营具有重要意义。 本文在现有铁路无线通信系统安全研究基础上，针对目前铁路LTE-R通信系统网络结构和运维管理方面的安全分析研究不多的问题，提出了基于SPA(SetPairAnalysis,集对分析)算法的LTE-R通信系统风险评估方案，对系统风险进行评估和分析。 论文首先介绍了LTE-R通信系统的系统架构、承载业务和关键技术优势，然后对风险、风险矩阵和风险评估等理论进行说明。基于系统安全工程理论，综合参考大量相关文献资料从影响系统安全的业务、设备、网络、管理与维修五大方面对LTE-R系统风险识别，结合评估体系的构建原则，建立LTE-R系统风险评价体系，并对评价指标进行量化。 其次，结合SPA理论中五元联系数结构，将LTE-R通信系统风险划分为五级风险等级，构建基于区间不明确判断信息的后验权重计算方法，利用IAHP(IntervalAnalyticHierarchyProcess,区间层次分析法)计算权重区间，再利用SPA中三元联系数将权重计算为精确值。将风险发生的概率和权重结合起来，提出一种基于SPA的LTE-R通信系统风险评估方法，用其分析LTE-R系统的风险态势和风险变化趋势。结果表明：该系统风险等级为较低风险，符合现场实际要求。 最后，根据LTE-R通信系统风险不仅具有不确定性还有动态性特点，通过引入马尔科夫链(MarkovChain)来优化集对分析方法，构建基于SPA-MarkovChain耦合LTE-R通信系统风险评估模型。其中，使用联系度数学表达式将不同时刻风险等级表达，利用LTE-R系统风险等级状态概率矩阵，对整个LTE-R系统风险发展趋势进行分析，并对LTE-R系统未来风险状态预测。最后，通过实例分析了LTE-R系统风险变化趋势，并对下一月和LTE-R系统稳态风险预测，证明该模型是切实可行的，为LTE-R系统的安全管理提供了理论依据。 |
| 作者： | 熊文祥 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陈永刚;旷文珍 |
| 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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