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电气化铁道远动系统可靠性分析摘要 DWY型多微机远动系统在精伊霍电气化铁道上安置使用，对该装置进行分析和介绍，并运用系统可靠性数字仿真技术对该系统进行仿真试验，包括系统故障树模型建立，系统仿真程序的编制以及仿真运行，得到了系统的可靠性的一些重要参数，如系统的平均无故障工作时间，系统的可用度等。 关键词 远动系统 可靠性 仿真分析 一、引言 DWY型远动系统和其他远动系统一样可分为三个部分：调度端；远方数据终端RTU；数据通道。图1为远动系统用于精伊霍（精河一伊宁）的典型示意图。 调度端为双机冗余系统，由两台微型机组成，双机切换装置用于监视主机运行状态，控制主机与外部设备的连接关系，两台CRT为20”彩色大屏幕图形终端，互为备用打字机LP1、LP2为流水打印机，LP3、LP4为报表打印机，LP5为调机打印机。 通道为环形结构，动态备用。具有自动切换故障的能力。RTU为多个STD功能模块板构成。 二、DWY型远动系统可靠性分析 系统的可靠性问题可以用故障树分析法(FTA)加以求解，当其中包括寿命为非指数分布或任意分布时，或当系统的故障树很大时，用可靠性仿真求解将十分有效，尤其当形咸了系列化的故障树可靠软件后，一般性问题利用这些软件也是非常方便的。 故障树就是个系统中事件之间的逻辑关系。因此，我们可以用系统的故障树表示仿真逻辑关系。故障树顶事件即为系统S的失效事件，其底事件即基本部件Zi的失效事件，设系统中共有n个底事件。 在引入时间参数变量情况下，故障树的结构函数Y用表示。其中X(t)为Xi，(i=l，2，……n)构成的向量，即有：X(t)=式中Xi表示第i爪底事件的状态变量。即Xi(t)=1在t时刻第i个底事件发生；Xi(t)=0在t时刻第i个底事件未发生。 用Y(t)表示顶事件在t时刻的状态变量，则有：Y(t)=1在t时刻顶事件发生；Y(t)=0在t时刻顶事件未发生。且】Y(t)=Y 可用概率统计方法估计系统可靠度，失效分布和重要度等。 三、可靠性仿真运行步骤 1.用蒙特卡罗方法，对n个基本部件寿命进行随机抽样，以取得每一个基本部件故障时间的简单样本。 2．通扫故障树找出系统失效时间tkj。 3．用区间统计方法进行系统失效的分布统计。 四、故障树法可靠性仿真法框图 根据故障树表示的系统可靠性模型，利用结构函数，在已知各基本部件的失效分布函数情况下，运用蒙特卡罗方法进行系统仿真运行，最后对可靠性各种估计值进行统计。这是编制计算仿真的算法框图的主要依据及其完成的任务。故障树法可靠性仿真算法框图2。 五、DWY型远动系统可靠性分析 系统可靠性建摸实质上就是建立系统失效的故障树。在此之前，要明确系统的构成，全面查清引起故障的原因和事实真相，评价各种故障原因对系统故障的影响程度，然后运用理论符号和逻辑推理对复杂的故障逐个地、系统地进行分析，找出原因及其间的因果关系，选取顶事件，建立故障树。 DWY远动系统是比较复杂的系统，它除了具有一般系统的特征外，还有它的特殊性，即部件具有非指数失效分布以及非指数维修分布，相关失效和冗余旁联系统。因此在建立模型时必须兼顾这些因数。我们选取系统S失效为顶事件，那么引起系统失效有三个方面原因：1）硬件失效。由于硬件的损耗，设置不合理等引起故障。2）软件失效。由于支持软件的使用环境及软件自身的原因引起的失效。3）环境失效，指系统在严格的工作环境和工作条件下工作时，例如温度，电磁干扰，挤压碰撞引起的故障，我们定义其为环境失效。每一种情况产生，都会引起系统失效。 根据DWY型远动系统的硬件构成，其硬件故障可能发生在不同的区段，按照系统的构成，可分为三个部分：1）调度端失效；2)信道失效；3 )RTU失效。每一部分失效都会引起系统硬件失效，因此用或门连接。 根据以上原则可建立系统的可靠性（故障）逻辑关系图，如图3。 各个子系统（调度端、RTU、通道）的可靠性逻辑关系图也可仿上图建立。 六、结束语 通过对电铁远动系统的软件和硬件的分析以及系统可靠性仿真运行，我们得到的理论结果与实际情况基本相符。 影响系统可靠性主要取决于系统的硬件和软件。DWY型远动系统在硬件上采冗余旁备的方式，并且采用高度集成化的板块结构，使系统的可靠性大大增加，软件上采CRC编码，结构化模块等方式。这些都起到很好的作用。 要进一步提高系统的可靠性，在系统的构成(Compositeconfiguration)上，采用分布式控制优于集中式控制，对远动系统可以增加一些当地功能，软件上除了结构化设计外，可以从提高软件可测试性和软件测试自动化方面加以考虑。