列控系統(tǒng)及其計算機網(wǎng)絡的故障診斷與故障容錯研究.pdf

1、列車運行控制系統(tǒng)(列控系統(tǒng))是保障列車安全運行的關鍵設備，其主要職能是對列車運行情況進行監(jiān)督、控制和調整，在保證安全的前提下提高列車運行的效率。因此，列控系統(tǒng)可靠性對于列車的安全運行具有重要意義。而故障診斷和故障容錯是兩種保證系統(tǒng)可靠性的有力工具。故障診斷的主要職能是確定系統(tǒng)故障的發(fā)生及故障發(fā)生的原因，故障容錯則能夠保證系統(tǒng)在故障條件下依然正常完成工作。這兩種技術對于系統(tǒng)可靠性具有重要意義，因而它們在列控系統(tǒng)中的應用一直是研究的熱點問題

2、。因此，對列控系統(tǒng)的故障診斷與故障容錯問題進行深入的研究就具有重要的理論與應用價值。
　　 本文在對列控系統(tǒng)的結構和特點進行調研的基礎上，對以下問題進行了研究：1.針對列控系統(tǒng)中的雷達測速傳感器的性能退化問題進行研究，并提出相應的監(jiān)測方法和補償方法；2.對于保障列控系統(tǒng)正常運行的重要組成部分--列控系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡的故障檢測問題進行了研究。提出了基于分次探測思想的故障檢測方法，有效地減小故障檢測過程對網(wǎng)絡傳輸性能的影響；3.研究了

3、列控系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡的容錯問題，以及相應的容錯網(wǎng)絡設計問題，并提出了合理的解決方案。
　　 在雷達測速傳感器的性能退化研究中，本文主要根據(jù)雷達測速的原理和性能退化的機理建立其性能退化的模型。同時，根據(jù)模型和軌旁應答器中給出的準確列車運行距離信息進行性能退化量的監(jiān)測，并將監(jiān)測得到的性能退化量與性能退化模型相結合，實現(xiàn)對測速結果的補償，從而保證了列車在雷達測速傳感器性能退化情況下的安全運行。
　　 對于列控系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡故障檢

4、測的問題，本文提出了一種基于分次探測思想的主動探測故障檢測方案。針對不確定環(huán)境下的計算機網(wǎng)絡，該方法將檢測過程分為多個子過程，從而減少了故障檢測對網(wǎng)絡正常運行的影響。同時，本文還設計了相應的探針選擇算法，以選擇各次探測中使用的探針，保證對整體網(wǎng)絡檢測的順利進行。
　　 在列控系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡的故障容錯方法設計及容錯網(wǎng)絡設計方面，本文主要對多源點單目標節(jié)點的多路徑傳輸網(wǎng)絡進行研究。該網(wǎng)絡結構類似于列控系統(tǒng)中多傳感器向車載主機發(fā)送數(shù)據(jù)

5、的網(wǎng)絡結構。本文通過利用正常工作路徑中的空閑帶寬傳輸故障路徑的數(shù)據(jù)流的方法實現(xiàn)故障容錯的目標。而對于容錯網(wǎng)絡設計問題，本文則利用備用路徑策略實現(xiàn)網(wǎng)絡容錯，并設計了算法以構建最優(yōu)容錯網(wǎng)絡。
　　 針對各個研究的成果，本文都設計了相應的仿真算例，對提出的方法進行了的驗證。各個仿真均利用文中提出的數(shù)學模型建立仿真對象，并以此為基礎生成仿真數(shù)據(jù)。仿真結果表明，本文提出的各個解決方案能夠有效實現(xiàn)既定目標，從而能夠在一定程度上提高列控系統(tǒng)的