贝叶斯网络在cbtc系统概率安全评估中的应用研究

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1、中图分类号：Ｕ２８３．２密级；公开‘本校编号？菊州《适乂肇硕±学位论文论文题目：贝叶斯网络在ＣＢＴＣ系统概率安全评估中的廢用研究研０２１２４６１究生姓名：张舟洋学号：学校指导教师姓名：季华职称；教授工学硕壬学位专交通信息工程及控制申请学位等级：化：２０１５，６２０．８｜１２１５．６论文提交日期：论文答辩日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进巧的研究工作和取得的硏巧成，果，除了文中特别加示

2、注和致谢之处外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使巧过的材料究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。Ｊ＾＂；学位论文作者签名：沸刊幸签字日期：训年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可从将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影Ｌ印、缩印或扫描等复制乎段保存、汇编Ｊ供奄阅和

3、借阅。同意学校向國家巧关部口哉机构送交论文的复印件和磕益。（保密的学位论文在解密后适用本授极说明）—：蘇导签名：学位论文作者签名巧师砰３口Ｗ《。ｆ：６／．Ｕ年巧字期；Ｍ签字期签口年月Ｉ硕士学位论文贝叶斯网络在CBTC系统概率安全评估中的应用研究ApplicationResearchofBayesianNetworkinProbabilisticSafetyAssessmentofCBTCSystem作者姓名：张舟洋学科、专业：交通信息工程及控制学号：0212461指导教师：李

4、华教授完成日期：2015年4月18日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要CBTC(CommunicationBasedTrainControl,基于通信的列车运行控制)系统作为控制列车的神经中枢，担当着保证行车安全、提高运行效率、缩短行车间隔的重任。CBTC系统是一个复杂的列车运行控制系统，其通过软件与硬件的有机结合完成列车运行中的控制功能，经常发生难以避免的故障。虽然系统软、硬件具有故障导向安全功能，且其危险侧故障被认为是小概率事件，但它一旦

5、发生，后果非常严重，其安全事故往往会造成设备破坏、财产损失以及人员伤亡等严重后果，所以对CBTC系统进行概率安全评估至关重要。通过剖析CBTC系统的结构和功能，将FTA/ETA(FaultTreeAnalysis/EventTreeAna-lysis,故障树分析/事件树分析)方法与BN(BayesianNetwork,贝叶斯网络)技术相结合应用于城市轨道交通CBTC系统的概率安全评估中。从系统失效的角度出发，考虑维修性、多态性等多因素故障模式特征，系统地对CBTC系统的概率安全进行分析和评估。通过

6、确定系统的潜在风险、导致风险发生的原因及风险可能造成的后果，利用BN建立风险评估模型，对CBTC系统的安全风险进行评估。本文的主要研究内容如下：(1)深入分析CBTC系统的结构，对其功能进行不同层次的划分，从系统失效的角度出发，归纳和总结系统故障模式，建立CBTC系统失效故障树模型，在此基础上，将系统失效故障树模型转化为BN模型，计算系统的可用度。(2)考虑到系统故障模式呈现出的维修性、多态性等现象，利用BN的强大数学功能在系统失效BN模型中输入节点证据，计算得到各节点的故障数据，并进行正反推理，

7、识别系统的薄弱环节。此外，在系统失效BN模型的基础上，运用ETA方法的思维逻辑，构建基于后备模式的CBTC系统BN模型，分析后备模式对系统安全运行的影响。(3)通过识别CBTC系统中的潜在危险、危险导致事故的可能性和后果，构建基于BN的CBTC系统风险评估模型。利用基于BN的风险评估模型，计算系统中危险导致事故发生的THR(TolerableHazardRate,可容忍危险率)，评判系统能否满足安全要求并达到设定的安全目标，为科学地评估CBTC系统的概率安全提供帮助。关键词：CBTC系统；故障树/

8、事件树分析；贝叶斯网络；概率安全论文类型：应用基础研究-I-贝叶斯网络在CBTC系统概率安全评估中的应用研究AbstractAsthenervecenterofthetraincontrolsystem,thecommunicationbasedtraincontrol(CBTC)systemassumingheavyresponsibilitiesofensuringdrivingsafety,improvingoperatingefficiencyandshortingthei