摘要：
列车运行控制系统(列控系统)是保障列车安全运行的关键设备,其主要职能是对列车运行情况进行监督、控制和调整,在保证安全的前提下提高列车运行的效率。因此,列控系统可靠性对于列车的安全运行具有重要意义。而故障诊断和故障容错是两种保证系统可靠性的有力工具。故障诊断的主要职能是确定系统故障的发生及故障发生的原因,故障容错则能够保证系统在故障条件下依然正常完成工作。这两种技术对于系统可靠性具有重要意义,因而它们在列控系统中的应用一直是研究的热点问题。因此,对列控系统的故障诊断与故障容错问题进行深入的研究就具有重要的理论与应用价值。 本文在对列控系统的结构和特点进行调研的基础上,对以下问题进行了研究:1.针对列控系统中的雷达测速传感器的性能退化问题进行研究,并提出相应的监测方法和补偿方法;2.对于保障列控系统正常运行的重要组成部分——列控系统计算机网络的故障检测问题进行了研究,提出了基于分次探测思想的故障检测方法,有效地减小故障检测过程对网络传输性能的影响;3.研究了列控系统计算机网络的容错问题,以及相应的容错网络设计问题,并提出了合理的解决方案。 在雷达测速传感器的性能退化研究中,本文主要根据雷达测速的原理和性能退化的机理建立其性能退化的模型。同时,根据模型和轨旁应答器中给出的准确列车运行距离信息进行性能退化量的监测,并将监测得到的性能退化量与性能退化模型相结合,实现对测速结果的补偿,从而保证了列车在雷达测速传感器性能退化情况下的安全运行。 对于列控系统计算机网络故障检测的问题,本文提出了一种基于分次探测思想的主动探测故障检测方案。针对不确定环境下的计算机网络,该方法将检测过程分为多个子过程,从而减少了故障检测对网络正常运行的影响。同时,本文还设计了相应的探针选择算法,以选择各次探测中使用的探针,保证对整体网络检测的顺利进行。 在列控系统计算机网络的故障容错方法设计及容错网络设计方面,本文主要对多源点单目标节点的多路径传输网络进行研究。该网络结构类似于列控系统中多传感器向车载主机发送数据的网络结构。本文通过利用正常工作路径中的空闲带宽传输故障路径的数据流的方法实现故障容错的目标。而对于容错网络设计问题,本文则利用备用路径策略实现网络容错,并设计了算法以构建最优容错网络。 针对各个研究的成果,本文都设计了相应的仿真算例,对提出的方法进行了的验证。各个仿真均利用文中提出的数学模型建立仿真对象,并以此为基础生成仿真数据。仿真结果表明,本文提出的各个解决方案能够有效实现既定目标,从而能够在一定程度上提高列控系统的可靠性。
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