高级检索 加入收藏
  • 查询稿件
  • 获取最新论文
  • 知晓行业信息
官方微信 欢迎关注

基于FTA的城际铁路站台门控制系统风险分析及故障诊断研究

周超, 杜呈欣, 李樊, 李帅, 郭长青

周超, 杜呈欣, 李樊, 李帅, 郭长青. 基于FTA的城际铁路站台门控制系统风险分析及故障诊断研究[J]. 铁路计算机应用, 2020, 29(10): 69-73.
引用本文: 周超, 杜呈欣, 李樊, 李帅, 郭长青. 基于FTA的城际铁路站台门控制系统风险分析及故障诊断研究[J]. 铁路计算机应用, 2020, 29(10): 69-73.
shu
ZHOU Chao, DU Chengxin, LI Fan, LI Shuai, GUO Changqing. Risk analysis and fault diagnosis of platform door control system for intercity railway based on FTA[J]. Railway Computer Application, 2020, 29(10): 69-73.
Citation: ZHOU Chao, DU Chengxin, LI Fan, LI Shuai, GUO Changqing. Risk analysis and fault diagnosis of platform door control system for intercity railway based on FTA[J]. Railway Computer Application, 2020, 29(10): 69-73.
shu

基于FTA的城际铁路站台门控制系统风险分析及故障诊断研究

  • 中国铁道科学研究院集团有限公司　电子计算技术研究所，北京　100081

基金项目: 中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目（1951DZ2503）；中国铁路网络有限公司科研项目（DZYF19-13）
详细信息
    作者简介:

    周　超，助理研究员

    杜呈欣，副研究员

  • 中图分类号: U231.6 : TP39

Risk analysis and fault diagnosis of platform door control system for intercity railway based on FTA

  • Institute of Computing Technologies, China Academy of Railway Sciences Corporation Limited, Beijing　100081, China

摘要

    摘要
  • 摘要: 随着城际铁路“公交化”运营，铁路站台门控制系统已成为旅客上下车过程中保障安全的重要防护设备，为降低站台门控制系统风险隐患和提升日常运维水平，采用故障树分析（FTA）方法对站台门控制系统风险分析及故障诊断研究。在分析站台门控制原理的基础上，通过HAZOP方法分析站台门安全功能，选取站台门无法关闭功能作为典型顶事件，采用下行法得出故障树的最小割集，构建出该事件故障树并进行了定性与定量分析。结果表明站台门控制系统故障包括光耦故障、反相器故障、电机采样电路故障和继电器故障等，故障树可为站台门控制系统的故障诊断提供辅助参考决策，同时对站台门控制系统的优化设计具有一定的参考意义。
    Abstract: With the "public transportation" operation of intercity railway, the railway platform door control system has become an important protection equipment to ensure the safety of passengers during boarding and alighting. In order to reduce the potential risk of platform door control system and improve the level of daily operation and maintenance, this articleused the Fault Tree Analysis (FTA) method to study the risk analysis and fault diagnosis of platform door control system. Based on the analysis of platform door control principle, the article used the HAZOP method to obtain the safety function of platform door, selected the function that platform door cannot be closed as the typical top event, used the down-line method to obtain the minimum cut set of fault tree, used the down-line method to get theminimum cut set of fault tree, constructed thefault tree of the event, and analyzed qualitatively and quantitatively it. The results show that the faults of platform door control system include optocoupler fault, inverter fault, motor sampling circuit fault and relay fault. The fault tree can provide auxiliary reference decision for the fault diagnosis of platform door control system, and has certain reference value for the optimal design of platform door control system.
    • HTML全文

  • 图  1   故障树典型分析结构

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  2   顶事件站台门无法关闭故障树

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  3   中间事件PEDC失效故障树

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  4   中间事件DCU失效故障树

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    表  1   风险分析

    编号风险描述原因后果
    SHA-1系统级和站台级控制
    模式下：

    （1）整侧门无法开启；

    （2）整侧门比规定时间
    提前开启；

    （3）整侧门比规定时间
    延迟开启；

    （4）整侧门部分开启；

    （5）整侧门在列车未到
    达前开启；

    （6）整侧门在列车驶离
    后开启。    		PEDC开门控制
    信号电路故障    		影响乘客上下车，车站服务中断。
    PEDC开门控制
    信号继电器故障
    PEDC控制软件
    产生错误
    控制信号线缆断裂
    接口器材故障
    系统配置错误
    DCU电路板故障
    DCU控制软件程序
    运行错误
    DCU电磁干扰
    SHA-2系统级和站台级控制
    模式下：

    （1）整侧门无法关闭；

    （2）整侧门比规定时间
    提前关闭；

    （3）整侧门比规定时间
    延迟关闭；

    （4）整侧门部分关闭。    		PEDC开门控制
    信号电路故障    		影响乘客上下车，车站服务中断，乘客伤亡。
    PEDC开门控制
    信号继电器故障
    PEDC控制软件
    产生错误
    控制信号线缆断裂
    接口器材故障
    系统配置错误
    PEDC受到电磁干扰
    DCU电路板故障
    DCU控制软件
    程序运行错误
    DCU电磁干扰
    SHA-3手动模式下：

    （1）门无法关闭；

    （2）门比规定时间
    提前关闭；

    （3）门比规定时间
    延迟关闭。    		DCU电路板故障影响乘客上下车，车站服务中断，乘客伤亡。
    DCU控制软件
    程序运行错误
    DCU电磁干扰
    SHA-4 手动模式下：

    （1）门无法开启；

    （2）门比规定时间提前开启；

    （3）门比规定时间延迟开启。    		DCU电路板故障影响乘客上下车，车站服务中断。
    DCU控制软件程序
    运行错误
    DCU电磁干扰
    SHA-5防夹功能失效。DCU软件防夹
    功能失效    		乘客被夹伤。
    DCU电路板故障
    下载: 导出CSV

    表  2   最小割集底事件

    底事件发生概率（10-6）
    光耦故障0.0657
    反相器故障0.0655
    STM32故障0.1323
    电机驱动模块故障0.0534
    电磁锁电源模块故障0.0826
    SIG接口继电器故障0.1
    PSL接口继电器故障0.1
    PEC接口继电器故障0.1
    PLC输入模块故障2.77
    PLC的CPU模块故障2.77
    PLC输出模块故障2.77
    逻辑处理继电器组故障0.3
    DCU接口继电器故障0.1
    下载: 导出CSV
    • 参考文献(10)
  • [1] 李顺荣. BAS系统新增对屏蔽门电源监控的设计及应用 [J]. 建筑工程技术与设计,2017(12):5627-5627.
    [2] 胡芳铁. 地铁站台屏蔽门控制器的故障分析与处理方法 [J]. 城市轨道交通研究,2019,22(5):195-197.
    [3] 张元潭. 船舶电气事故的故障树分析研究 [J]. 山东工业技术,2017(7):30-30.
    [4] 黄晓明,凌万水,吴栋萁,等. 基于故障树分析法的配电自动化实用化运维指标研究 [J]. 电力系统保护与控制,2017,45(24):98-104.
    [5] 李文锋,游庆和,廖 强,等. 基于T-S模糊FTA的远程故障诊断方法研究 [J]. 控制工程,2018(9):1703-1708.
    [6] 于 鑫,夏德春,王志飞,等. 城市轨道交通屏蔽门控制系统关键技术 [J]. 中国铁道科学,2015,36(3):137-143.
    [7] 信号传输和处理系统技术委员会.铁路应用—通信、信号和处理系统—铁路控制和监控系统的软件: EN50128:2011[S]. 英国: 信号传输和处理系统技术委员会, 2011.
    [8] 李国友,闫春玮,宋成全,等. AHP-TFN在反应-再生系统FTA模型定量分析中的应用 [J]. 计算机与应用化学,2019,36(3):201-211.
    [9] 罗炜麟,魏 欧,黄鸣宇. 基于SAT求解器的故障树最小割集求解算法 [J]. 计算机工程与科学,2017,39(4):725-733. DOI: 10.3969/j.issn.1007-130X.2017.04.016
    [10] 国防科学技术委员会.电子设备可靠性预计手册: GJB/Z 299A-199l[S]. 北京: 国防科学技术委员会, 1992.
    • 相关文章
    • 施引文献(10)

  • 期刊类型引用(6)

    1. 张吉卫. 地铁实训教学沙盘联锁系统软件设计. 山东交通学院学报. 2023(01): 38-44 . 百度学术
    2. 杨城，杨进. 基于A~*算法的进路搜索应用研究. 铁道通信信号. 2023(05): 20-25 . 百度学术
    3. 海玲，刘文，刘智勇，刘岩，王晓辉. 轨道交通自动联锁模拟系统设计. 信息技术. 2023(09): 38-46 . 百度学术
    4. 马小娟，王终军，闫福刚，高峰，郭磊，李腾飞. 城轨交通FAO虚拟仿真实训室的设计与实现. 工业控制计算机. 2023(11): 3-5+8 . 百度学术
    5. 罗耀云. 铁路车站联锁软件进路搜索算法优化. 电子设计工程. 2021(10): 51-55 . 百度学术
    6. 高僮，张亚东，郭进，王建. 列控临时限速场景风险耦合路径自动搜索方法研究. 铁道标准设计. 2021(12): 146-151+167 . 百度学术

    其他类型引用(4)

    • 资源附件(0)
图(4)  /  表(2)
计量
  • 文章访问数:  80
  • HTML全文浏览量:  128
  • PDF下载量:  14
  • 被引次数: 10
出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-06
  • 刊出日期:  2020-10-25

目录

摘要
HTML全文
    参考文献(10)
    相关文章
    施引文献(10)
    资源附件(0)

    /

    返回文章
    返回

    京ICP备12043220号-2

    本系统版权所有：北京仁和汇智信息技术有限公司   百度统计