CN106845776A - 一种轨道交通系统运行安全评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轨道交通系统运行安全评估方法，首先确定轨道交通系统中与列车安全性关联性大的待评估的六个相关参数，将该六个相关参数作为样本模拟多个在不同状态下的列车运行情况，然后再采用反向传播算法的统计出一个列车安全评估算法，在实际应用中，再将该六个参数带入该反向传播算法总结出的列车安全评估算法中进行评估，若得出的均方差大于或等于阈值，则说明按照采用当前参数作为运行条件的列车存在安全隐患，反之则说明当前参数作为运行条件的列车是安全的。本发明可靠性好、响应速度快，模拟结果可靠，根据反向传播算法将列车运行的各个安全系数采用统计学公式满足了轨道交通系统安全保障技术的需求。

Description

一种轨道交通系统运行安全评估方法
技术领域
本发明涉及一种安全评估方法，具体涉及一种轨道交通系统运行安全评估方法。
背景技术
在轨道交通系统安全评估方面，通过多体系统的分析模型分析了列车通过弯道时的运行安全性，找出了导致该事故的典型原因并给出了有效的事故分析方法；将司机控制的制动系统看成一个闭环系统，分析各个参数变化的情况下模型的变化情况；通过分析观察记录，解释信号员、应急人员以及其他铁路控制中心用户的行为模式研究人为因素对行车安全的影响；给出了一个可以用于提供需求信息和提供自变量结构问题的风险模型，并对所提出的模型进行了评估。
在复杂系统安全域分析及估计方面，目前已有技术集中于通信信息安全及复杂电力系统安全分析领域。但轨道交通系统安全与其他领域中的研究对象有很大差异，现有的安全域相关技术和方法不可能直接应用于轨道交通系统运行安全评估。
鉴于此，提出一种轨道交通系统运行安全评估方法本发明所要研究的课题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种轨道交通系统运行安全评估方法，旨在解决现有的安全域相关技术和方法不能直接应用于轨道交通系统运行安全评估等问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种轨道交通系统运行安全评估方法，采用以下步骤进行操作：
第一步，确定轨道交通系统中待评估的相关参数，该相关参数包括列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F，设定六个权值单元用于存储这六个参数的权值；用所述六个参数的参数值作为一组样本，样本数量为1、2、3、4….，设定样本数量的上线为n，n为正整数；
第二步，模拟第一状态下的列车安全状态，并在该安全状态获取以上六个参数的参数值作为第一样本:
列车速度S1、轨道光洁度M1、列车轮缘值C1、弓网电压V1、弓网电流I1以及风阻F1；
第三步，将第一个样本中的参数值S1乘以1，数值M1乘以1，数值C1乘以1，数值V1乘以1，数值I1乘以1，数值F1乘以1，得到六个输入值，再将该六个值带入一反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值A1以及第一个样本对应的权值，即Ws1、Wm1、Wc1、Wv1、Wl1以及Wf1；
第四步，将Ws1存入第一权值单元，Wm1存入第二权值单元，Wc1存入第三权值单元，Wv1存入第四权值单元，Wi1存入第五权值单元以及Wf1存入第六权值单元；
第五步，模拟第二状态下的列车安全状态，并在该安全状态获取以上六个参数的参数值作为第二样本；
列车速度S2、轨道光洁度M2、列车轮缘值C2、弓网电压V2、弓网电流I2以及风阻F2；
第六步，将第二个样本中的参数值S2乘以Ws1，数值M1乘以Wm1，数值C1乘以Wc1，数值V1乘以Wv1，数值I1乘以Wl1，数值F1乘以Wf1，得到六个输入值，再将该六个值带入所述反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值A2以及第二个样本对应的权值，即Ws2、Wm2、Wc2、Wv2、Wl2以及Wf2；
第七步，将Ws2替换第一权值单元的值，Wm2替换第二权值单元的值，Wc2替换第三权值单元的值，Wv2替换第四权值单元的值，Wl2替换第五权值单元的值，Wf2替换第六权值单元的值；
第八步，依次往复循环，进行第三个样本、第四个样本….的模拟，并判定每个模拟样本中，安全系数As与实际安全系数Am之间的均方差是否小于阈值T1；
第九步，若阈值小于T1则，停止模拟，若阈值大于等于T1，则继续模拟，直至阈值小于T1；
第十步，在使用过程中，实时获取以上的六个参数的参数值，并将该六个参数的参数值Sn乘以Wsn，数值Mn乘以Wmn，数值Cn乘以Wcn，数值Vn乘以Wvn，数值In乘以Wln，数值Fn乘以Wfn，得到六个输入值，再将该六个值带入所述反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值An以及使用时六个参数对应的权值，即Wsn、Wmn、Wcn、Wvn、Wln以及Wfn；
第十一步，判定第十步中获得安全系数Ans与实际安全系数Anm之间的均方差是否小于阈值T2；若小于阈值T2，则说明安全，若大于或等于阈值T2，则说明不安全。
作为本发明的进一步改进，当模拟样本大于等于5000个，此时阈值仍旧大于等于阈值T1，A说明该列车出现安全隐患，需要返厂重修。
作为本发明的进一步改进，当所述列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F中，至少有两个参数发生大于或等于50％变化时，按照上述第一步至第九步进行重新模拟。
作为本发明的进一步改进，当所述列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F中，有三个参数发生50％以上的变化时，按照上述第一步至第九步进行重新模拟。
作为本发明的进一步改进，所述安全评估方法中，还包括一初始化步骤，用于将所有模拟样本全部初始化。
作为本发明的进一步改进，每个模拟样本的六个参数的获取方式一致。
作为本发明的进一步改进，所述安全评估方法还包括一预评估步骤，在列车启动之前，预先对各自所对应的轨道段进行有无障碍物的检测。
作为本发明的进一步改进，所述安全评估方法还包括一预警步骤，当判定安全系数Ans与实际安全系数Anm之间的均方差大于或等于阈值T2，则对列车发出警报，提醒列车前方有障碍物。
作为本发明的进一步改进，所述安全评估方法中，所述阈值TI和阈值T2的值相等。
本发明工作原理以及效果如下：
本发明涉及一种轨道交通系统运行安全评估方法，首先确定轨道交通系统中与列车安全性关联性大的待评估的六个相关参数，将该六个相关参数作为样本模拟多个在不同状态下的列车运行情况，然后再采用反向传播算法的统计出一个列车安全评估算法，在实际应用中，再将该六个参数带入该反向传播算法总结出的列车安全评估算法中进行评估，若得出的均方差大于或等于阈值，则说明按照采用当前参数作为运行条件的列车存在安全隐患，反之则说明当前参数作为运行条件的列车是安全的。本发明可靠性好、响应速度快，模拟结果可靠，根据反向传播算法将列车运行的各个安全系数采用统计学公式满足了轨道交通系统安全保障技术的需求。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：
附图1为本发明实施例的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面实施例将进一步举例说明本发明。这些实施例仅用于说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例：一种轨道交通系统运行安全评估方法
参见附图1，采用以下步骤进行操作：
第一步，确定轨道交通系统中待评估的相关参数，该相关参数包括列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F，设定六个权值单元用于存储这六个参数的权值；用所述六个参数的参数值作为一组样本，样本数量为1、2、3、4….，设定样本数量的上线为n，n为正整数；
第二步，模拟第一状态下的列车安全状态，并在该安全状态获取以上六个参数的参数值作为第一样本:
列车速度S1、轨道光洁度M1、列车轮缘值C1、弓网电压V1、弓网电流I1以及风阻F1；
第三步，将第一个样本中的参数值S1乘以1，数值M1乘以1，数值C1乘以1，数值V1乘以1，数值I1乘以1，数值F1乘以1，得到六个输入值，再将该六个值带入一反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值A1以及第一个样本对应的权值，即Ws1、Wm1、Wc1、Wv1、Wl1以及Wf1；
第四步，将Ws1存入第一权值单元，Wm1存入第二权值单元，Wc1存入第三权值单元，Wv1存入第四权值单元，Wi1存入第五权值单元以及Wf1存入第六权值单元；
第五步，模拟第二状态下的列车安全状态，并在该安全状态获取以上六个参数的参数值作为第二样本；
列车速度S2、轨道光洁度M2、列车轮缘值C2、弓网电压V2、弓网电流I2以及风阻F2；
第六步，将第二个样本中的参数值S2乘以Ws1，数值M1乘以Wm1，数值C1乘以Wc1，数值V1乘以Wv1，数值I1乘以Wl1，数值F1乘以Wf1，得到六个输入值，再将该六个值带入所述反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值A2以及第二个样本对应的权值，即Ws2、Wm2、Wc2、Wv2、Wl2以及Wf2；
第七步，将Ws2替换第一权值单元的值，Wm2替换第二权值单元的值，Wc2替换第三权值单元的值，Wv2替换第四权值单元的值，Wl2替换第五权值单元的值，Wf2替换第六权值单元的值；
第八步，依次往复循环，进行第三个样本、第四个样本….的模拟，并判定每个模拟样本中，安全系数As与实际安全系数Am之间的均方差是否小于阈值T1；
第九步，若阈值小于T1则，停止模拟，若阈值大于等于T1，则继续模拟，直至阈值小于T1；
第十步，在使用过程中，实时获取以上的六个参数的参数值，并将该六个参数的参数值Sn乘以Wsn，数值Mn乘以Wmn，数值Cn乘以Wcn，数值Vn乘以Wvn，数值In乘以Wln，数值Fn乘以Wfn，得到六个输入值，再将该六个值带入所述反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值An以及使用时六个参数对应的权值，即Wsn、Wmn、Wcn、Wvn、Wln以及Wfn；
第十一步，判定第十步中获得安全系数Ans与实际安全系数Anm之间的均方差是否小于阈值T2；若小于阈值T2，则说明安全，若大于或等于阈值T2，则说明不安全。
进一步地，当模拟样本大于等于5000个，此时阈值仍旧大于等于阈值T1，A说明该列车出现安全隐患，需要返厂重修。
进一步地，当所述列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F中，至少有两个参数发生大于或等于50％变化时，按照上述第一步至第九步进行重新模拟。
进一步地，当所述列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F中，有三个参数发生50％以上的变化时，按照上述第一步至第九步进行重新模拟。
进一步地，所述安全评估方法中，还包括一初始化步骤，用于将所有模拟样本全部初始化。
进一步地，每个模拟样本的六个参数的获取方式一致。
进一步地，所述安全评估方法还包括一预评估步骤，在列车启动之前，预先对各自所对应的轨道段进行有无障碍物的检测。
进一步地，所述安全评估方法还包括一预警步骤，当判定安全系数Ans与实际安全系数Anm之间的均方差大于或等于阈值T2，则对列车发出警报，提醒列车前方有障碍物。
进一步地，所述安全评估方法中，所述阈值TI和阈值T2的值相等。
本发明涉及一种轨道交通系统运行安全评估方法，首先确定轨道交通系统中与列车安全性关联性大的待评估的六个相关参数，将该六个相关参数作为样本模拟多个在不同状态下的列车运行情况，然后再采用反向传播算法的统计出一个列车安全评估算法，在实际应用中，再将该六个参数带入该反向传播算法总结出的列车安全评估算法中进行评估，若得出的均方差大于或等于阈值，则说明按照采用当前参数作为运行条件的列车存在安全隐患，反之则说明当前参数作为运行条件的列车是安全的。本发明可靠性好、响应速度快，模拟结果可靠，根据反向传播算法将列车运行的各个安全系数采用统计学公式满足了轨道交通系统安全保障技术的需求。
需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：采用以下步骤进行操作：
第一步，确定轨道交通系统中待评估的相关参数，该相关参数包括列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F，设定六个权值单元用于存储这六个参数的权值；用所述六个参数的参数值作为一组样本，样本数量为1、2、3、4….，设定样本数量的上线为n，n为正整数；
第二步，模拟第一状态下的列车安全状态，并在该安全状态获取以上六个参数的参数值作为第一样本:
列车速度S1、轨道光洁度M1、列车轮缘值C1、弓网电压V1、弓网电流I1以及风阻F1；
第三步，将第一个样本中的参数值S1乘以1，数值M1乘以1，数值C1乘以1，数值V1乘以1，数值I1乘以1，数值F1乘以1，得到六个输入值，再将该六个值带入一反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值A1以及第一个样本对应的权值，即Ws1、Wm1、Wc1、Wv1、Wl1以及Wf1；
第四步，将Ws1存入第一权值单元，Wm1存入第二权值单元，Wc1存入第三权值单元，Wv1存入第四权值单元，Wi1存入第五权值单元以及Wf1存入第六权值单元；
第五步，模拟第二状态下的列车安全状态，并在该安全状态获取以上六个参数的参数值作为第二样本；
列车速度S2、轨道光洁度M2、列车轮缘值C2、弓网电压V2、弓网电流I2以及风阻F2；
第六步，将第二个样本中的参数值S2乘以Ws1，数值M1乘以Wm1，数值C1乘以Wc1，数值V1乘以Wv1，数值I1乘以Wl1，数值F1乘以Wf1，得到六个输入值，再将该六个值带入所述反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值A2以及第二个样本对应的权值，即Ws2、Wm2、Wc2、Wv2、Wl2以及Wf2；
第七步，将Ws2替换第一权值单元的值，Wm2替换第二权值单元的值，Wc2替换第三权值单元的值，Wv2替换第四权值单元的值，Wl2替换第五权值单元的值，Wf2替换第六权值单元的值；
第八步，依次往复循环，进行第三个样本、第四个样本….的模拟，并判定每个模拟样本中，安全系数As与实际安全系数Am之间的均方差是否小于阈值T1；
第九步，若阈值小于T1则，停止模拟，若阈值大于等于T1，则继续模拟，直至阈值小于T1；
第十步，在使用过程中，实时获取以上的六个参数的参数值，并将该六个参数的参数值Sn乘以Wsn，数值Mn乘以Wmn，数值Cn乘以Wcn，数值Vn乘以Wvn，数值In乘以Wln，数值Fn乘以Wfn，得到六个输入值，再将该六个值带入所述反向传播算法的经验公式中得到列车的安全值An以及使用时六个参数对应的权值，即Wsn、Wmn、Wcn、Wvn、Wln以及Wfn；
第十一步，判定第十步中获得安全系数Ans与实际安全系数Anm之间的均方差是否小于阈值T2；若小于阈值T2，则说明安全，若大于或等于阈值T2，则说明不安全。
2.根据权利要求1所述的轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：当模拟样本大于等于5000个，此时阈值仍旧大于等于阈值T1，A说明该列车出现安全隐患，需要返厂重修。
3.根据权利要求1所述的轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：当所述列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F中，至少有两个参数发生大于或等于50％变化时，按照上述第一步至第九步进行重新模拟。
4.根据权利要求3所述的轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：当所述列车速度S、轨道光洁度M、列车轮缘值C、弓网电压V、弓网电流I以及风阻F中，有三个参数发生50％以上的变化时，按照上述第一步至第九步进行重新模拟。
5.根据权利要求1所述的轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：所述安全评估方法中，还包括一初始化步骤，用于将所有模拟样本全部初始化。
6.根据权利要求1所述的轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：每个模拟样本的六个参数的获取方式一致。
7.根据权利要求1所述的轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：所述安全评估方法还包括一预评估步骤，在列车启动之前，预先对各自所对应的轨道段进行有无障碍物的检测。
8.根据权利要求1所述的轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：所述安全评估方法还包括一预警步骤，当判定安全系数Ans与实际安全系数Anm之间的均方差大于或等于阈值T2，则对列车发出警报，提醒列车前方有障碍物。
9.根据权利要求1所述的轨道交通系统运行安全评估方法，其特征在于：所述安全评估方法中，所述阈值TI和阈值T2的值相等。
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