[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

说明书

本发明提供了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，涉及铁路列车运行控制技术领域，该方法包括如下步骤：确定应答器传输系统可靠性评估指标；得出影响应答器传输系统可靠性评估指标的动态因素；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；根据Matlab仿真结果，构建应答器传输模块BTM报文层译码过程并评估，得出BTM报文层译码成功率；根据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。本发明构建了BTM报文层译码过程的可靠性评估方法，给出了BTM报文层译码成功概率的通用表达式，通过对系统可靠性评估指标BTM报文层不能正确译码的概率的计算，实现了对系统可靠性的准确评估。

技术领域

本发明涉及铁路列车运行控制技术领域，具体涉及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。

背景技术

应答器传输系统作为列车运行控制系统中的关键设备，用于向运行列车传输线路基本参数、线路速度信息、临时限速信息、特殊定位信息等列控安全信息。一旦不能保证应答器传输系统信息传输的可靠性，将直接影响列控系统的正常工作，甚至导致安全事故，因此应答器传输系统的可靠性对列车安全、高效运营至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够定性分析列车运行条件对应答器传输系统可靠性评估的影响因素，运用电磁场基础理论模型给出影响因素的定量分析结果，基于马尔可夫过程给出应答器传输系统可靠性评估的通用数学表达式，准确评估应答器传输系统可靠性的方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

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，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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四个边在点的磁感应强度的竖直分量B_Z的数学模型为：