[发明专利]一种考虑天气状态的接触网可靠性评估方法

摘要

本发明公开了一种考虑天气状态的接触网可靠性评估方法，该方法考虑了天气状态对可靠性评估带来的影响，同时能够克服因统计误差或者统计资料不足带来的不确定性问题，可用于接触网系统不同天气状态下的可靠性评估。其步骤为：1)将天气状态分为正常天气、恶劣天气、灾难天气，计算不同天气状态下各类元件的故障率与修复率。2)将不同天气状态下各类元件的故障率、修复率看作随机模糊变量，用三角形模糊数来表示随机模糊变量的模糊分布，对步骤1)中所求故障率与修复率进行随机模糊化处理。3)考虑天气状态的系统可靠性指标计算，根据GO法推导计算公式，运用可信性理论求解随机模糊变量的数学期望值，即为接触网系统的可靠性指标。

主权项

一种考虑天气状态的接触网可靠性评估方法，考虑了天气状态对可靠性评估的影响指标且克服因统计误差或统计资料不足带来的不确定性，对接触网系统在不同天气状态下的可靠性进行评估，包括如下主要步骤：A、计算不同天气状态下各类元件的故障率、修复率根据IEEE标准导则将天气分为正常天气、恶劣天气、灾难天气三个状态，计算不同天气状态下各类元件的故障率、修复率；A1、计算不同天气状态下某类元件的故障率λ^j：${\mathrm{\λ}}^j={\mathrm{\λ}}^{\mathrm{avg}}\frac{F^j}{P^j}$式中，上标j＝s、d、n，分别表示灾难、恶劣、正常三种天气状态；λ^avg为1个统计周期内不考虑天气状态时统计得到的某类元件的平均故障率；F^j表示某类元件在不同天气下发生故障次数占统计周期内该元件总故障次数的百分比，取灾难天气下F^s为5％、恶劣天气下F^d为45％、正常天气下Fⁿ为50％；P^j表示不同天气状态的持续时间占统计周期的百分比，取灾难天气P^s为0.1％、恶劣天气P^d为9.9％、正常天气Pⁿ为90％；A2、计算不同天气状态下某类元件的修复率μ^j：T^avg为某类元件一个统计周期内平均修复时间；μ^avg＝1/T^avg为1个统计周期内不考虑天气状态时统计得到的某类元件的平均修复率；Ψ^s、Ψ^d、Ψⁿ分别为灾难天气、恶劣天气、正常天气状态下的平均修复时间，取Ψ^s：Ψ^d：Ψⁿ＝1.5：1.2：1；F^j表示某类元件在不同天气下发生故障次数占统计周期内该元件总故障次数的百分比，取灾难天气下F^s为5％、恶劣天气下F^d为45％、正常天气下Fw为50％；根据T^avg＝Ψ^sF^s+Ψ^dF^d+ΨⁿFⁿ获得不同天气状态下的平均修复时间Ψ^s、Ψ^d、Ψⁿ；定义μ^j为不同天气状态下某类元件的修复率，则不同天气状态下某元件的修复率可由μ^j＝1/Ψ^j计算得到；B、不同天气状态下各类元件的故障率、修复率的模糊化处理定义分别为不同天气状态下某类元件的故障率和修复率，i＝1，2，3，…，m，表示第i种类型元件，m为系统中元件类型；将A所得不同天气状态下各类元件的故障率修复率处理为三角形分布的模糊变量其中，表示j天气状态下i类元件的修复率或故障率的模糊变量集合，a和c表示模糊变量的下限和上限，b表示出现可能性最大的模糊变量的值，取a值和c值分别为几个统计年的或的最小值和最大值，取b值为几个统年的或的均值；C、考虑天气状态的接触网系统可靠性评估定义为系统在j种天气状态下的故障率，为系统在j种天气状态下的修复率，A^j为系统在j种天气状态下的可用率；由GO法建立接触网系统失效的GO图模型，运用可信性理论求解接触网系统可靠性指标：系统故障率为：${\mathrm{\λ}}_s^j=E_{pro-fuz}\[\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i^j\]$系统修复率为：${\mathrm{\μ}}_s^j=E_{pro-fuz}\[\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_i^j/\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}({\mathrm{\λ}}_i^j/{\mathrm{\μ}}_i^j)\]$系统可用率为：$A^j=E_{pro-fuz}\[1/\[1+\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}({\mathrm{\λ}}_i^j/{\mathrm{\μ}}_i^j)\]\]$上述三式中，上标j＝s、d、n，分别表示灾难、恶劣、正常三种天气状态；分别表示不同天气状态下某类元件的故障率和修复率；m表示系统中元件类型；等式右边，E_pro‑fuz[·]表示随机模糊变量·的数学期望值。