基于GNSS的列車定位單元設計及其可靠性和安全性指標分析.pdf

1、基于GNSS(Global Navigation Satellite System，全球導航衛(wèi)星系統(tǒng))的列車定位單元具有覆蓋范圍廣、定位精度高、維護成本低的特點，能夠滿足現(xiàn)代鐵路連續(xù)定位的性能要求，適合于低密度線路的列車定位，是未來鐵路定位技術發(fā)展的主流趨勢。國內外多個研究機構對基于GNSS的列車定位單元開展了廣泛的研究，但對于極為關鍵的可靠性和安全性問題尚未進行深入研究。針對這一現(xiàn)狀，本文設計了基于GNSS的列車定位單元硬件，并利用故

2、障樹和基于計算機安全系統(tǒng)可靠性(Reliability of computer based safety systems，PDS)方法對列車定位單元的可靠性和安全性問題進行研究。具體研究工作如下:
　　(1)梳理了國內外基于GNSS列車定位單元的研究現(xiàn)狀，并進行了需求分析，定義了定位單元所需要滿足的RAMS指標。以實現(xiàn)該需求指標為目的，以可靠性和安全性為研究重點，設計了一種基于二取二結構的定位單元方案，包括安全冗余結構的選取、設計

3、以及二取二邏輯設計。同時，為了對定位單元的可靠性和安全性進行定量分析，采用搜集和預測相結合的方法，對設計中擬采用的元器件失效率等基本參數(shù)進行了整理。
　　(2)采用故障樹理論對設計的基于GNSS的定位單元的可靠性進行研究。以定位單元無法完成定位功能為頂事件建立了故障樹，并在此基礎上進行定性和定量分析。通過對故障樹各底事件概率重要度和結構重要度的計算和分析，確定了對整個定位單元的可靠性影響較大即概率重要度和結構重要度較高的模塊/部件