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原文传递 ATP车载设备掩盖故障诊断方法研究

论文题名：	ATP车载设备掩盖故障诊断方法研究
关键词：	列车运行;控制系统;ATP车载设备;掩盖故障;粒子群算法
摘要：	列车运行控制系统是控制列车高速有效运行的重要保证，其中ATP车载设备是列控系统的重要组成部分，是控制行车速度、保证行车安全的重要设备。因此十分有必要对列车的ATP车载设备进行合理有效的故障诊断，尤其是对其难以查找定位的掩盖故障诊断。　　掩盖故障是ATP车载设备十分常见但又不容易被诊断出的一类故障。它具有故障现象的虚警性、故障特征的重叠性、故障定位的不准确性、故障原因的可查找性等特点。这些特征给故障诊断带来了一定的难度，这也将导致设备维护成本的增加和设备维护时间的浪费。由于车载设备担负着列车安全运行的使命，因此十分有必要采用需要更加先进的方法，对ATP车载设备的掩盖故障进行诊断。　　本文旨在从研究方法的角度对ATP车载设备掩盖故障进行分析，以CTCS-3D型ATP车载设备DMI显示“主机与CVC通信故障”为例，提出ATP车载设备掩盖故障的概念及特点，并提出对其进行分析的原理及解决方法。然后建立ATP车载设备掩盖故障诊断模型的总体设计方案，通过对CTCS-200C型ATP设备进行深入分析，找出设备每个板卡的功能和结构参数，并利用流程图的形式建立车载设备每个模块之间的逻辑联系，从而解释掩盖故障诊断的全部过程。　　通过以上分析，得出求解掩盖故障的相关测试矩阵，并利用粒子群算法求解掩盖故障的冲突集合簇，得到车载设备的故障原因，最终实现对掩盖故障诊断的目的。此外，该方法还可以达到完善JRU的数据记录范围，为车载设备的维修提供参考依据，可优化前期设备等目的。　　求解ATP车载设备掩盖故障的过程就是求解根据CTCS-200C设备建立故障测试矩阵的最小碰集，求解最小碰集目前最成熟的一种方法为粒子群优化算法。粒子群算法是人工智能算法中，较为先进的一种，其优势是收敛速度快，适应性强，此算法适用于对数据进行分析来达到故障诊断的目的。本文将该方法运用于ATP车载设备的故障诊断中，通过构造合适的适应度函数，不断改变权值，可以拟合出已有的不同的故障类型，这样可大大提高其诊断效率和准确率，预防列车危险事故的发生。　　本论文主要完成的工作有: 　　(1)针对列控系统ATP车载设备的故障特征，描述了“掩盖故障”的概念，并深入分析了车载设备的掩盖故障特点，及需要进行掩盖故障诊断的必要性。　　(2)建立了掩盖故障诊断原理的模型。通过对CTCS-200C类型的ATP车载设备结构和功能的分析，理清了每个模块和板卡之间的逻辑联系，建立了掩盖故障诊断流程图，便于下一步对掩盖故障进行求解。　　(3)求解掩盖故障。根据车载设备各个模块之间的逻辑联系，建立掩盖故障诊断测试矩阵。利用粒子群优化算法对已经建立的掩盖故障模型的集合簇进行求解，即求提取到的测试矩阵的最小碰集。　　(4)建立掩盖故障维修决策。根据掩盖故障的诊断结果，在车载设备出现相应故障时，可以判断出应更换和维修板卡和设备的种类，从而完善的达到故障诊断目的，为未来的故障预测提供资源保障。
作者：	刘雅晴
专业：	控制工程
导师：	王俊峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文