列控系統(tǒng)及其計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷與故障容錯研究.pdf

1、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(列控系統(tǒng))是保障列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，其主要職能是對列車運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督、控制和調(diào)整，在保證安全的前提下提高列車運(yùn)行的效率。因此，列控系統(tǒng)可靠性對于列車的安全運(yùn)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(shù)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(yīng)用一直是研究的熱點(diǎn)問題

2、。因此，對列控系統(tǒng)的故障診斷與故障容錯問題進(jìn)行深入的研究就具有重要的理論與應(yīng)用價值。
　　 本文在對列控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，對以下問題進(jìn)行了研究：1.針對列控系統(tǒng)中的雷達(dá)測速傳感器的性能退化問題進(jìn)行研究，并提出相應(yīng)的監(jiān)測方法和補(bǔ)償方法；2.對于保障列控系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要組成部分--列控系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障檢測問題進(jìn)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(luò)傳輸性能的影響；3.研究了

3、列控系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容錯問題，以及相應(yīng)的容錯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題，并提出了合理的解決方案。
　　 在雷達(dá)測速傳感器的性能退化研究中，本文主要根據(jù)雷達(dá)測速的原理和性能退化的機(jī)理建立其性能退化的模型。同時，根據(jù)模型和軌旁應(yīng)答器中給出的準(zhǔn)確列車運(yùn)行距離信息進(jìn)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(jié)合，實(shí)現(xiàn)對測速結(jié)果的補(bǔ)償，從而保證了列車在雷達(dá)測速傳感器性能退化情況下的安全運(yùn)行。
　　 對于列控系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(jī)網(wǎng)絡(luò)，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(luò)正常運(yùn)行的影響。同時，本文還設(shè)計了相應(yīng)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(luò)檢測的順利進(jìn)行。
　　 在列控系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的故障容錯方法設(shè)計及容錯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方面，本文主要對多源點(diǎn)單目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的多路徑傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類似于列控系統(tǒng)中多傳感器向車載主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)

5、的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。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(shí)現(xiàn)故障容錯的目標(biāo)。而對于容錯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題，本文則利用備用路徑策略實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容錯，并設(shè)計了算法以構(gòu)建最優(yōu)容錯網(wǎng)絡(luò)。
　　 針對各個研究的成果，本文都設(shè)計了相應(yīng)的仿真算例，對提出的方法進(jìn)行了的驗證。各個仿真均利用文中提出的數(shù)學(xué)模型建立仿真對象，并以此為基礎(chǔ)生成仿真數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果表明，本文提出的各個解決方案能夠有效實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，從而能夠在一定程度上提高列控系統(tǒng)的