有关dfta的地铁车站级综合监控系统可靠性分析

《有关dfta的地铁车站级综合监控系统可靠性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、有关DFTA的地铁车站级综合监控系统可靠性分析地铁综合监控系统用于对城市地铁的通信设备、电力设备、环境、站段设备、车辆状态、线路状态等进行综合监控，通过数据共享平台对上述监控信息进行统一管理，实现数据共享基础上的各类紧急救援决策，以便充分保障城市地铁交通运营的安全。研究地铁综合监控系统的可靠性，将有助于指导地铁综合监控系统的设计和维护，并为系统的进一步完善奠定基础。由于车站级综合监控系统SMCS(StationMainControlSystem)是地铁综合监控系统中重要的子系统，地铁综合监控系统的可靠性分析重点在SMCS的可靠性分析，因此本文

2、以SMCS为研究对象。　　在可靠性分析方法方面，常用的是故障树分析法，其中，传统的静态故障树方法对SMCS这类具有容错性、冗余(冷、热备份)及顺序相关性的系统可靠性分析不能完全适用;动态故障树分析法在这一方面显示出独特的优势。文献在动态故障树建模、计算方面做出较好的探索。如文献提出划分故障子树，并转化为Markov模型的分析方法;文献给出处理动态故障树的三种模块化方法;文献给出动态故障树更为精确的建模方法和分析过程;文献利用动态故障树分析了地铁部分系统可靠性，能表现系统容错性、顺序相关性以及余性等特性。　　在SMCS可靠性研究方面，部分研究工

3、运用故障树分析法做了初步尝试。文献建立了SMCS静态故障模型，并研究其静态求解分析方法;文献在理论上提出采用动态故障树分析法对SMCS进行可靠性分析的初步建议，将所建故障树划分为动态子树和静态子树两部分分别求解，但是前期的研究工作均未完成各子系统动态可靠性的建模，尚未考虑子系统间互联对其可靠性的影响，且其定量分析方法较为繁琐。　　本文基于动态故障树分析方法，引入可修可靠性指标分析SMCS可靠性，以期改变静态可靠性评估带来的评估信息不准确、不全面等现实问题，使之更好地为SMCS可靠度分配的设计、设备的维护、决策系统等服务。　　1SMCS系统故障

4、分析　　SMCS主要具有监视功能，PID调节控制、逻辑控制和模式控制功能，其集成的子系统有：电力自动化系统SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisi-tion)，火灾报警系统FAS(FireAlarmSystem)，机电设备监控系统EMCS(ElectricalandMechanicalCon-trolSystem)，屏蔽门系统PSD(PlatformScreenDoorSystem)以及防淹门FG(FloodGate)，同时，SMCS与PA(PublicAddressSystem)、闭路电视CCTV(Clo

5、sedCircuitTelevision)实现互联。考虑各子监控系统之间的集成与互联关系，建立SMCS以及SCADA、FAS、EMCS3个子监控系统的模型。　　2基于DFTA的SMCS可靠性建模　　根据以上系统分析建立SMCS及其3个子系统的动态故障树模型，其中各子系统之间的交互部分故障使用功能相关门进行描述，图中：○表示底事件;表示顶/中间时间;△表示转移事件。由所建模型可见，SMCS结构复杂，所涉及设备较多，在整个地铁综合监控系统中处于较为重要的核心地位。　　3动态逻辑门及指标介绍　　3.1动态逻辑门分析　　为使故障树模型更好地反映SM

6、CS的复杂特性，需引入几种常用的典型动态逻辑门并分析其马尔可夫状态转移图。部件正常;l表示部件故障;Fa表示顶事件发生;转移箭头上的符号表示该部件故障，其转移率为该部件的故障率;反方向上转移箭头上的符号表示该部件维修成功状态返回，转移概率为其修复率。　　各动态门的功能分别为：功能相关门：触发事件发生时，所有底事件停止工作或故障;冷备件门：基本输入一开始就进入工作状态，可选输入为基本输入的替代备件;热备件门：在备用状态的故障率与工作状态下的故障率相同;动态与门：仅当输入事件都发生时，门的输出事件才发生;动态或门：当输入事件至少有一个事件发生时，

7、门的输出事件发生。　　3.2动态指标引进　　由于引入了新的动态门，传统的静态故障树可靠性指标已经不能满足动态故障树的分析需求，文献介绍了Markov算法的可靠性指标。　　(1)瞬时可用度、平均可用度、稳态可用度　　可用度是指设备或系统在任一随机时刻开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的概率，是装备或者系统可用性的概率度量。　　瞬时可用度A(t)表示设备或系统在t时刻的可用度;平均可用度A-表示在给定时间，t内的可用度平均值;稳态可用度A表示设备或系统在达到稳定运行状态时可用的概率。　　对于长期连续工作的设备，瞬时可用度不便于反映其可使用的特

8、性，通常采用稳态可用度或平均可用度来加以衡量。　　(2)首次故障前平均工作时间　　首次故障前平均工作时间MTTFF(MeanTimetoFirstFailure)，