车地通信子系统可靠性分析

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1、MicrocomputerApplicationsVoL25，No．7，2009技术交流微型电脑应用2009年第25卷第7期文章编号：1007·757X(2009)7-0040-03车地通信子系统可靠性分析鲍筱晔夏民摘要：探索可靠性技术在轨道交通车地通信领域的应用，就车地通信子系统提出可行的分析方案，采用故障树法来分析计算系统的可靠性参数，通过MA]AB仿真软件进一步验证了计算结果。‘关键词：可靠度；故障率；故障密度函数；故障树分析中图分类号：TB114_3文献标志码：A0引言故障状态作层层深入分析，在清晰的故障树图形下，表达出系统内在的联系，并指出

2、元部件故障与系统故障之间的逻辑在系统可靠性的分析中，当目标系统的结构相对简单，关系，找出系统的薄弱环节。除了定性分析，还可以定量地条理清晰，可以采用操作简便的网络分析法，它是借助系统计算复杂系统的故障概率及其他可靠性参数，为改善和评估可靠性框图来分析计算系统可靠度的方法，适用于相对简单系统可靠性提供数据。的且元件之间相互独立的系统。然而工程上我们往往会遇到很多更为复杂的系统结构，无法绘制出可靠性框图，这时我们需要使用其他的解决方案，故障树分析法往往能解决这样的难题，它是通过绘制故障树，来反映系统组成单元之间的逻辑关系。本文分析的目标系统是轨道交通中重

3、要的车地通信子系统，实现车地实时安全通信。车地通信子系统是一个相当复杂的系统，逻辑结构错综复杂，适合采用故障树法分析其可靠度。1车地通信子系统介绍车地通信子系统主要完成三大模块间的通信：车载无线图1车地通信子系统总体功能样机结构图电控制单元(MRCU)、分区无线电控制单元(DRCU)、中央2_2用故障树法分析车地通信子系统无线电控制单元(cRCU)。通过构建车载各系统与分区子根据图l所示的车地通信子系统总体功能样机结构图，系统、中央控制中心的通信控制和链路，保证车地通信的顺进行故障树分析。利畅通，实现车地实时安全通信及车地的链路通道的高可靠下面是针对

4、车地通信子系统给出的故障树的项事件、中性和保密性。无线电通信系统中的数据传输主要是列车控制间事件和底事件。系统(VCS)与分布控制系统(DCS)之间的牵引控制信息顶事件T：分区牵引控制失败；中间事件M1．M9：分(PCS)以及运行控制信息(OCS)，其中PCS主要是定位区运行控制失败M1；运行控制定位信号接收错误M2；分信息(PRw)，这些数据是通过MRCU和DRCU之间的通区牵引供电失败M3；分区控制系统故障M4；车辆定位失信完成的。因为列车在运行过程中根据定位信息给出的位置败M5；无线信道网络故障M6：无线信道故障M7；车载无信息，按照预先给定的

5、速度曲线进行调节，并通过OCS发线电控制失败M8；分区无线电控制失败M9；底事件出运行控制、切换等指令，所以通信系统必须保证这两类数X1．X14：牵引控制系统故障X1；分区牵引供电系统1故障据实时、可靠传输。X2、分区牵引供电系统2故障X3、分区控制系统1故障X4、分区控制系统2故障X5、车辆定位系统l故障X6、2故障树分析法车辆定位系统2故障X7、无线信道系统1故障X8、无线信道系统2故障X9、无线信道系统3故障X10、车载无线电2．1故障树分析法的介绍控制单元1故障XI1；车载无线电控制单元2故障X12；分故障树分析法，简称FTA(FaultTr

6、eeAnalysis)，是一区无线电控制单元l故障X13；分区无线电控制单元2故障种评价复杂系统可靠性与安全性的方法，它使用演绎法找出X14。系统顶事件(最不希望发生的事件)发生的原因事件组合(最由车地通信子系统总体功能样机结构图，绘制出系统故小割集)，并求其概率。采用故障树方法，可以围绕特定的障树，如图2所示。作者简介：鲍筱晔，卢湾区业余大学，讲师，上海200020夏民，卢湾区业余大学，副教授，上海200020·40·MicrocomputerApplicationsVoL25，No．7，2009技术交流微型电脑应月I2009年第25卷第7期，々扭

7、所以求得最小割集为：)，，)，，>，，}，％，，。)，。，：)，，，)囊引控翱运于亍控嗣定位信号因为每个最小割集的重要性反比于其所含的基本事件系统故肆接收错误M2的个数，所以分析最小割集对于顶事件的影响很有意义。可无线信道网见本系统中最小割集{。)对顶事件的影响最大。一般尽量络故障M6避免单事件割集的出现，在系统设计阶段使用建立故障树法来优化系统的设计，碰到单事件割级，通常可以利用在其上级增加与门的方法加以消除。若是无法避免，则要降低相应④底事件发生的概率，保证较高的可靠度。故障树定量分析：无线信道故II车袭无线电控制I1分隧无线电控制障M7lI失啦

8、M8II失败M9逻辑与门联结的故障树，其结构函数为：()=兀(4)车载无线电车载无线电，=l控制单元l故控制