考虑共因失效的列控车载子系统可靠性分析

张振海，王悦榕，党建武

(1.兰州交通大学 自动化与电气工程学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省人工智能与图形图像处理工程研究中心，甘肃 兰州 730070)

CTCS-3级列控系统是中国列车运行控制系统的重要组成部分，它根据列车的实际运行情况，对列车运行速度、制动方式等进行监督和控制，以保证行车安全和提高行车效率，所以列控系统的可靠性是列车运行安全的重要保证[1]。车载子系统是列控系统的主要子系统，是实现列车速度控制的关键设备，对其进行可靠性评估，有助于改善系统设计和提高维修水平。

列控车载子系统是安全苛求系统，在其配置上多采用冗余方式提高可靠性，故而共同原因失效是不可避免的问题。一旦因同一种原因导致相关冗余元件发生关联失效，不仅会降低系统的可靠性，而且会增加系统失效的发生概率，给行车安全埋下隐患。同时，恢复机制和系统降级运行也同样影响着可靠性评估的结果[1]。

文献[2-3]利用动态故障树分析方法，在分析列控系统和列控中心结构及其功能的基础上，建立故障树模型并进行可靠性分析。文献[4-5]采用Markov模型分别对列控系统和列控中心进行可靠性分析。但故障树分析法和Markov模型存在计算复杂、状态空间爆炸以及对复杂系统计算精度低等问题。文献[6-7]采用β因子模型对系统共因失效进行量化计算。β因子模型简单易计算，但对β因子取值的区间大且分类简单，不利于获得精确的共因失效率。

贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)基于概率推理理论，能表达随机变量之间的关系，同时贝叶斯网络对复杂多态系统易表达和推理，且可以通过增加共因失效节点的方式表达共因失效。……