一种列车网络控制系统可靠性分配方法技术方案

本发明专利技术涉及一种列车网络控制系统可靠性分配方法，包括以下步骤：进行TCMS系统定义；进行TCMS系统故障定义；确定TCMS系统可靠性指标要求；进行可靠性分配约束条件和寿命分布条件假设；明确可靠性分配准则；确定TCMS可靠性分配层次结构；确定需分配的基本/任务可靠性指标；建立TCMS基本/任务可靠性模型；选择可靠性指标分配方法；计算分配结果，并对计算结果进行工程化处理；验算分配结果。本发明专利技术针对不同特点列车网络控制系统根据系统的故障模式、故障机理、故障率以及相应的薄弱环节综合权衡选择适用性强的系统工程的可靠性分配原则进行分配，保证列车网络控制系统整体系统集成后达到预期的可靠性水平。到预期的可靠性水平。到预期的可靠性水平。

【技术实现步骤摘要】
一种列车网络控制系统可靠性分配方法


[0001]本专利技术涉及列车网络控制系统
，特别涉及一种列车网络控制系统可靠性分配方法。

技术介绍

[0002]随着轨道车辆智能化水平的不断提升，越来越多的电子设备应用于轨道车辆上，车辆系统集成度随之增高，带来潜在的故障率的增加。
[0003]列车网络控制系统作为监测列车其他各子系统(牵引、制动、辅助供电等)故障及运行状态的关键核心设备，其自身运行的可靠性对于整车的运营安全起着至关重要的作用。
[0004]因此，轨道车辆运营采购方在进行车辆采购过程中针对列车网络控制系统可靠性提出了硬性指标要求。这就要求轨道车辆系统集成制造商根据采购方提出硬性要求按照一定的方法和程序逐级分配给列车网络控制系统的设备，并将分配结果落实给相应的设备供应商。同时，在系统集成设计过程中使列车网络控制系统各级设计人员尽早地明确他们所要设计的产品可靠性指标要求，根据要求估计所需的人力、时间和资源，并研究实现这些可靠性要求的方案的可行性；除此之外，可靠性分配结果也为约束列车网络控制系统供应商设备产品提供定量依据，为系统集成后的设备运行维修性、安全性、测试性、综合保障等的分析工作提供依据。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决现有技术中的技术问题，提供一种列车网络控制系统可靠性分配方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
[0007]一种列车网络控制系统可靠性分配方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、进行TCMS系统定义，分析TCMS构成及工作原理；
[0009]步骤2、进行TCMS系统故障定义，明确TCMS故障判据；
[0010]步骤3、确定TCMS系统可靠性指标要求；
[0011]步骤4、进行可靠性分配约束条件和寿命分布条件假设；
[0012]步骤5、明确可靠性分配准则，根据可靠性准则要求实施可靠性指标分配；
[0013]步骤6、确定TCMS可靠性分配层次结构；
[0014]步骤7、确定需分配的基本/任务可靠性指标；
[0015]步骤8、建立TCMS基本/任务可靠性模型；
[0016]步骤9、选择可靠性指标分配方法；
[0017]步骤10、计算分配结果，并对计算结果进行工程化处理；
[0018]步骤11、验算分配结果。
[0019]在上述技术方案中，步骤4中的约束条件为：费用，重量，体积或者功耗方面的限
制。
[0020]在上述技术方案中，步骤4中的寿命分布条件假设为：
[0021]在进行可靠性指标分配过程中，假设列车网络控制系统组成硬件寿命均服从指数分布时，可靠度和故障率之间有如下换算关系：
[0022]R(t)＝e
‑
λt
[0023]式中：R(t)为产品的可靠度；λ为产品的故障率；t为产品的任务时间；e为自然常数；
[0024]故障率和平均故障间隔时间之间有如下换算关系：
[0025]λ＝1/T
BF
[0026]式中：T
BF
为产品或单元的平均故障间隔时间。
[0027]在上述技术方案中，步骤5中，根据故障率，平均寿命或者可靠度进行可靠性指标分配。
[0028]在上述技术方案中，步骤7具体为：根据分配层次结构，把系统组成结构中包含的货架产品可靠性指标从规定的系统可靠性指标中去掉，确定系统中其他组成部分的剩余分配指标。
[0029]在上述技术方案中，步骤8具体为：
[0030]首先，建立当前层次的基本可靠性模型，建立系统全串联模型；
[0031]然后，根据组成设备功能和任务剖面的分析，分别建立相对应的任务可靠性模型。
[0032]在上述技术方案中，步骤9中的可靠性指标分配方法包括：比例组合分配法，评分分配法。
[0033]在上述技术方案中，步骤11具体为：对分配结果根据相应的基本/任务可靠性模型进行验算，确定其是否满足分配指标要求；如不满足，则进行分配结果的局部调整，或重新进行分配。
[0034]本专利技术的列车网络控制系统可靠性分配方法，从轨道车辆系统集成过程中列车网络控制系统的可靠性设计开发角度出发，从工程设计决策问题应用角度考虑，在进行列车网络控制系统设备构成、工作原理分析的基础上，提出了一种可选择性的列车网络控制系统可靠性分配方法与流程，针对不同特点列车网络控制系统根据系统的故障模式、故障机理、故障率以及相应的薄弱环节综合权衡选择适用性强的系统工程的可靠性分配原则进行分配，保证列车网络控制系统整体系统集成后达到预期的可靠性水平。
附图说明
[0035]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0036]图1为本专利技术的列车网络控制系统可靠性分配方法的流程示意图。
[0037]图2为应用本专利技术的列车网络控制系统可靠性分配方法建立的运营服务故障可靠性框图。
[0038]图3为应用本专利技术的列车网络控制系统可靠性分配方法建立的维护故障可靠性框图。
具体实施方式
[0039]下面结合附图对本专利技术做以详细说明。
[0040]本专利技术以北京地铁6号线的列车网络控制系统为实例进行具体的说明。本专利技术的列车网络控制系统可靠性分配方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0041]步骤1、进行TCMS系统定义，分析TCMS构成及工作原理
[0042]进行系统可靠性指标分配首先要求明确系统的具体构成及工作原理，也即是系统定义。通过系统构成分析为明确指标分配层次奠定基础，通过工作原理分析为故障定义判据奠定基础。
[0043]北京地铁6号线的列车控制及监控系统符合IEC61375
‑
1标准的要求。它是地铁6号线的核心系统，对列车牵引系统、辅助系统、门控系统等其他8个系统的相关信号起到监视、控制的作用。列车控制及监控系统的列车总线和车辆总线均采用MVB(多功能车辆总线)总线，连接到多功能车辆总线(MVB)上各个子系统的控制单元包括：车载ATC装置、牵引控制单元、制动控制单元、辅助控制单元、空调控制单元、门控单元、列车广播系统、烟火控制单元。没有MVB接口的子系统通过协议转换模块连接到MVB网络中。整个列车控制及监控系统包括硬件、操作系统、控制软件、诊断软件、监视软件和维护工具等。列车控制及监控系统硬件满足EN50155标准。
[0044]1.1TCMS系统的构成分析
[0045]列车控制及监控系统网络拓扑如图1所示。TCMS系统主要包括中央控制单元(CCU)、列车数据记录仪(ERM)、人机接口单元(HMI)、远程输入/输出模块(RIOM)、中继器(RPT)、集线器(HUB)等。
[0046]其中硬件实现上，CCU和ERM共同构成了中央控制单元控制箱(CCR)，RIOM分为5种不同的类型，1型RIOM箱集成了HUB，4型RIOM箱集成了RPT。
[0047]1.2TCMS系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车网络控制系统可靠性分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、进行TCMS系统定义，分析TCMS构成及工作原理；步骤2、进行TCMS系统故障定义，明确TCMS故障判据；步骤3、确定TCMS系统可靠性指标要求；步骤4、进行可靠性分配约束条件和寿命分布条件假设；步骤5、明确可靠性分配准则，根据可靠性准则要求实施可靠性指标分配；步骤6、确定TCMS可靠性分配层次结构；步骤7、确定需分配的基本/任务可靠性指标；步骤8、建立TCMS基本/任务可靠性模型；步骤9、选择可靠性指标分配方法；步骤10、计算分配结果，并对计算结果进行工程化处理；步骤11、验算分配结果。2.根据权利要求1所述的列车网络控制系统可靠性分配方法，其特征在于，步骤4中的约束条件为：费用，重量，体积或者功耗方面的限制。3.根据权利要求1所述的列车网络控制系统可靠性分配方法，其特征在于，步骤4中的寿命分布条件假设为：在进行可靠性指标分配过程中，假设列车网络控制系统组成硬件寿命均服从指数分布时，可靠度和故障率之间有如下换算关系：R(t)＝e
‑
λt
式中：R(t)为产品的可靠度；λ为产品的故障率；t为产品的任务时间；e为自然常数；故障率和...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，李铁男，段金鑫，刘兆君，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：