[发明专利]基于列车运行速度的应答器传输系统可靠性评估方法

权利要求书

1.一种基于列车运行速度的应答器传输系统可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S110：分析应答器传输系统功能结构，确定应答器传输系统可靠性评估指标；

步骤S120：利用鱼骨图法分析列车运行条件下应答器传输系统可靠性影响因素，得出影响应答器传输系统可靠性评估指标的动态因素；

步骤S130：构建列车运行速度对所述动态因素进行影响的Matlab仿真结果；

步骤S140：根据所述Matlab仿真结果，构建应答器传输模块BTM报文层译码过程，利用马尔可夫过程评估所述BTM报文层译码过程，并得出BTM报文层译码成功率；

步骤S150：根据所述BTM报文层译码成功率计算应答器传输系统可靠性评估指标结果，实现对应答器传输系统的可靠性评估。

2.根据权利要求1所述的基于列车运行速度的应答器传输系统可靠性评估方法，其特征在于，所述应答器传输系统可靠性评估指标包括由于应答器传输系统发生功能性故障而不能向车载安全计算机正确传输应答器报文信息的概率，即应答器传输系统功能不可用度P_p。

3.根据权利要求1所述的基于列车运行速度的应答器传输系统可靠性评估方法，其特征在于，所述动态因素包括BTM接收报文比特数和BTM接收报文误比特率。

4.根据权利要求3所述的基于列车运行速度的应答器传输系统可靠性评估方法，其特征在于，所述构建列车运行速度对所述动态因素进行影响的Matlab仿真结果包括，基于电磁场基础理论，对列车运行条件下应答器传输系统天线磁场分布模型进行分析；利用三维直角坐标系建立应答器上行链路信号传输过程简化模型，以地面应答器中心为坐标原点O，建立三维直角坐标系O-xyz，分别取地面应答器发送天线的AB边和BC边相平行的方向作为OX轴、OY轴，取与应答发送天线垂直向上的方向为OZ轴，其中OX轴正方向为列车运行方向；以ABCD为应答器发送天线简化模型，EFGH为与所述应答器发送天线简化模型相对应的车载天线简化模型，车载天线水平安装，安装高度Z₀保持不变；

设μ₀为真空磁导率，I为通过应答器发送天线的电流，P(x,y,z)为应答器车载天线运行轨迹区域内的任一点，l₁＝AB/2，l₂＝BC/2；则由毕奥·萨伐尔定律分别计算AB、BC、CD、DA四个边在P点的磁感应强度的竖直分量B_Z的数学模型为：

设时刻t＝0时，车载天线中心点位于O₁处，O₁处的横坐标为-X₀，则在t时间后车载天线中心点的横坐标为

X′＝vt-X₀ (4)

式中：v为列车运行速度，t为列车运行时间；

令BTM天线在Z＝Z₀平面内沿着X轴从O₁平移到O₂，O₂处的横坐标为X₀，l₃＝EF/2,l₄＝FG/2，则BTM接收到的上行链路信号辐射磁通量为

根据法拉第电磁感应定律可知车载天线接收线圈内的总感应电动势U_感应(x)近似等于应答器发送天线时变电流产生的感生电动势U_感生(x)，即：

其中，f_C＝4.234MHz，q为车载天线谐振电路的品质因数，负号表示感应电动势的方向总是阻碍磁通量的变化；

将公式(4)代入公式(3)中，得到基于列车速度v的车载天线接收线圈感应电动势幅值包络