[发明专利]基于SIR模型的TCMS网络故障传播分析方法

说明书

本发明涉及一种基于SIR模型的TCMS网络故障传播分析方法，包括步骤：对TCMS系统进行体系结构分析，基于体系结构的建立方法建立TCMS故障传播结构网；对TCMS故障传播结构网进行传播机制假设，确定适合于TCMS故障传播特性分析的SIR故障传播模型；通过SIR演化方程应用，对SIR故障传播模型进行求解与分析；应用Netlogo可编程仿真平台对TCMS软件系统进行仿真试验，得到不同仿真参数下的故障传播仿真数值分析图；根据各个故障传播仿真数值分析图进行故障传播预计分析，得到TCMS网络故障传播结论。通过实施本发明能够降低TCMS网络故障传播概率，降低故障传播的发生，提高TCMS系统可靠性。

技术领域

本发明涉及列车通信技术领域，特别是涉及一种基于SIR模型的TCMS网络故障传播分析方法。

背景技术

列车网络控制系统作为监视、控制列车牵引、制动、辅助供电等各关键安全相关系统的核心功能系统，其系统组成设备通过列车及车辆总线与各子系统紧密连接成交错的复杂信息传输网，网络节点之间相互高度关联，逻辑关系复杂，任何一个节点局部的故障都可能通过网络进行传播导致影响其他节点设备正常运行，甚至影响整列列车安全可靠运营。因此，从这个意义上讲，TCMS在执行故障诊断与定位故障管理功能的同时，必须确保系统自身网络故障传播特性导向安全，这不仅是整个列车网络的高可靠性设计过程需要解决的关键性问题，同时更是保证列车安全运营的根本前提条件。然而目前对于列车网络故障传播形式及其影响的研究仍存在空白。

发明内容

为弥补对于列车网络故障传播形式及其影响的研究空白，降低TCMS网络故障传播概率以及故障传播的发生，提高TCMS系统的可靠性，本发明提出一种基于SIR模型的TCMS网络故障传播分析方法。

为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种基于SIR模型的TCMS网络故障传播分析方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：对TCMS系统进行体系结构分析，基于体系结构的建立方法建立TCMS故障传播结构网；

步骤二：根据TCMS网络故障传播特性，对所述TCMS故障传播结构网进行传播机制假设，确定适合于TCMS故障传播特性分析的SIR故障传播模型；

步骤三：通过SIR演化方程应用，对所述SIR故障传播模型进行求解与分析；

步骤四：应用Netlogo可编程仿真平台对TCMS软件系统进行仿真试验，得到不同仿真参数下的故障传播仿真数值分析图；

步骤五：根据各个所述故障传播仿真数值分析图进行故障传播预计分析，得到TCMS网络故障传播结论。

本发明具有以下有益效果：本发明以TCMS系统为研究对象，在进行TCMS系统体系结构分析的基础上，建立TCMS故障传播结构网，应用SIR故障传播模型和Netlogo可编程仿真平台进行网络故障传播预计，得到TCMS网络故障传播结论，为降低TCMS网络故障传播概率、降低故障传播的发生、提高TCMS系统可靠性提供了有效的解决措施。本发明应用复杂网络故障动态特性仿真方法分析列车网络控制系统网络故障传播扩散过程，加强对扩散能力强的故障传播通路及相应的关键节点保护和防范，避免由于这些节点而造成故障的连锁反应，进而减少列车运营过程总连锁故障的发生概率，对提高整个列车的运营安全性和可靠性水平具有实际意义。

附图说明

图1为本发明的一种基于SIR模型的TCMS网络故障传播分析方法的流程图；

图2为本发明中TCMS故障传播结构网示意图；

图3为本发明中SIR故障传播模型的状态转移过程示意图；

图4为CCU存在故障的故障传播仿真数值分析图；

图5为非CCU存在故障的故障传播仿真数值分析图；