試議地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性分析方法

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摘要：地鐵的綜合監(jiān)控系統(tǒng)包含很多的子系統(tǒng)，其中主要包括售票系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、信號系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等等，幾乎涵蓋了所有地鐵運(yùn)行中的所有運(yùn)行系統(tǒng)。如此眾多的子系統(tǒng)集中于綜合系統(tǒng)之中，各種復(fù)雜的軟硬件設(shè)備和骨干網(wǎng)絡(luò)連接等諸多方面都深深影響著整個地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，欲要做到對它們可靠性的分析，必須具備一套系統(tǒng)的方法。

關(guān)鍵詞：城市地鐵；綜合系統(tǒng)；可靠性；分析方法

1 影響因素

因為地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)所具有的復(fù)雜性，對于其可能出現(xiàn)的故障也是非常復(fù)雜。這使得可靠性的分析也充分不確定因素。

（1）軟硬件隱患。地鐵綜合系統(tǒng)是由大量的軟件和各種硬件構(gòu)成，它們之間通常相互關(guān)聯(lián)，一旦一方出現(xiàn)問題，通常會影響到其它部分的運(yùn)行，如果軟件出現(xiàn)較大故障，硬件設(shè)備可能根本無法進(jìn)行運(yùn)作，而一旦硬件出現(xiàn)問題，軟件也是無法運(yùn)行，兩者相互影響，出現(xiàn)的問題是多種多樣的。對系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性帶來很大的不確定因素。

（2）維修隱患。地鐵綜合系統(tǒng)的建設(shè)一方面是為了做到監(jiān)控中心能夠?qū)σ恍┑罔F運(yùn)行設(shè)施進(jìn)行控制，另一方面便是對地鐵運(yùn)行的各種情況進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)控，如果是地鐵運(yùn)行中軟硬件出現(xiàn)了各種問題，一般負(fù)責(zé)監(jiān)控的人員會及時向維修人員派出指令，趕往發(fā)生故障的區(qū)域?qū)收系牡胤竭M(jìn)行維修，某些發(fā)生故障的區(qū)域可以得到及時有效的修復(fù)，這也給地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性分析也帶來了不確定因素。

（3）概率隱患。地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成非常復(fù)雜，發(fā)生的故障也是多種多樣的，故障對于整個系統(tǒng)的影響情況也是不同，還有人為進(jìn)行干預(yù)的情況，故障的發(fā)生具有多重不確定的因素。在對其可靠性的分析上，人們很難確切地統(tǒng)計出可能發(fā)生故障的概率，不能用具體的數(shù)字來對可靠性評估，這就要求建立一個模糊的參數(shù)來對整個系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析。

2 可靠性研究

我國地鐵行業(yè)發(fā)展較晚，對于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用也是近些年才從國外引進(jìn)，對于這些方面并無什么深入研究，對地鐵綜合系統(tǒng)的可靠性分析也主要是借助國外的成熟經(jīng)驗。但是目前國內(nèi)外所采用的分析方法從某方面來說并不是很合理，下面我們就來詳細(xì)了解一下。現(xiàn)在國外有些地方在使用一種基于BDD算法的故障樹分析軟件對地鐵綜合系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析，軟件的運(yùn)用可以大大提高可靠性分析的效率，節(jié)約了分析的時間，省去了大量的人工勞作，使得可靠性分析工作更加輕松。但軟件的設(shè)計者并沒有考慮到人工可以對地鐵系統(tǒng)故障進(jìn)行修復(fù)對可靠性的影響。結(jié)果顯然是不準(zhǔn)確的。國外的某些些地區(qū)采用了動態(tài)的故障樹分析軟件，并且把人工修復(fù)故障的因素考慮到了其中，但是這種計算方式把某些故障因素當(dāng)做準(zhǔn)確值來進(jìn)行計算，并沒有考慮到整個監(jiān)控系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種復(fù)雜情況和模糊因素，例如軟件與硬件之間的相互影響，所以其結(jié)果還是不夠權(quán)威的。而針對以上分析方法的不足，筆者在結(jié)合了上面的分析方法上，建立了一種新型的對地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析的方法。

3 對策分析

針對目前國內(nèi)外地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性研究方法所存在的問題，我們在原有的可靠性研究方法上進(jìn)行了新的改動與調(diào)整，努力使可靠性研究做到更加準(zhǔn)確。

（1）強(qiáng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性。確定一個大型復(fù)雜的地鐵監(jiān)控系統(tǒng)，首先要對其整體結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行分析，從它的各個關(guān)鍵構(gòu)造設(shè)備進(jìn)行分析，首先對這些構(gòu)造主系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，它們之間如果發(fā)生故障會導(dǎo)致的情況，及在故障發(fā)生時人工維修所造成的影響建立一個子系統(tǒng)之間的可靠性模型，然后再進(jìn)一步結(jié)合整個子系統(tǒng)并網(wǎng)的可靠性模型。這樣就構(gòu)造成了一個基本的地鐵監(jiān)控系統(tǒng)，利用這個模型可以求得一個關(guān)于整個地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，這個指標(biāo)比較的穩(wěn)定。

（2）強(qiáng)化子系統(tǒng)可靠性。在構(gòu)建了一個基本的地鐵監(jiān)控系統(tǒng)模型之后，可以得出整個系統(tǒng)一個比較穩(wěn)定的可靠性數(shù)據(jù)，然后再對構(gòu)成整個地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)進(jìn)行分析，這個時候要充分考慮到軟硬件之間的關(guān)聯(lián)性，可以把相互之間有關(guān)聯(lián)的軟硬件進(jìn)行分組，在計算子系統(tǒng)可靠性的時候，對這些組件看做一個整體，一旦其中組件中某一部分出現(xiàn)問題，就認(rèn)定為整個組件都發(fā)生了故障，而其它與之沒有關(guān)聯(lián)的組件則認(rèn)作繼續(xù)工作。這種分析方法可以有效解決軟硬件之間存在的關(guān)系對可靠性計算產(chǎn)生的影響。而且在對子系統(tǒng)可靠性進(jìn)行評估的時候，還要把人工對子系統(tǒng)故障的維修考慮到其中，這樣可以充分考慮到子系統(tǒng)中各種不確定因素對于子系統(tǒng)可靠性評估的影響。

（3）建立模型強(qiáng)化可靠性。關(guān)于地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性分析中存在的不確定因素導(dǎo)致的模糊性狀態(tài)，在對其可靠性的分析中做要充分考慮到分析對象的不同模糊狀態(tài)，根據(jù)模糊狀態(tài)的相關(guān)理論對模糊狀態(tài)下分析對象所存在的各種情況進(jìn)行可靠性分析。此外，某些參數(shù)同樣具有模糊性，在對這些模糊性參數(shù)的計算上，可以建立仿射算法與模糊Markov互相結(jié)合的方法建模，然后便可以對其可靠性進(jìn)性分析。

上述方法在理論上為我國地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的分析方面提供了一些幫助，能夠幫助工作人員對地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行更為準(zhǔn)確的分析，而對于地鐵可靠性更加準(zhǔn)確的分析有利于對地鐵運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)計與維護(hù)，保護(hù)地鐵運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。不過目前該分析方法還不夠完善，期望有更多的工作者能夠?qū)Φ罔F綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性分析提供新的建議與方法，努力使我國對地鐵鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的分析能力更進(jìn)一步。

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