試議地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性分析方法

南京地鐵運營有限責任公司 江蘇南京 210012

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)和火災自動報警系統(tǒng)等等，幾乎涵蓋了所有地鐵運行中的所有運行系統(tǒng)。如此眾多的子系統(tǒng)集中于綜合系統(tǒng)之中，各種復雜的軟硬件設備和骨干網(wǎng)絡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)所具有的復雜性，對于其可能出現(xiàn)的故障也是非常復雜。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成，它們之間通常相互關聯(lián)，一旦一方出現(xiàn)問題，通常會影響到其它部分的運行，如果軟件出現(xiàn)較大故障，硬件設備可能根本無法進行運作，而一旦硬件出現(xiàn)問題，軟件也是無法運行，兩者相互影響，出現(xiàn)的問題是多種多樣的。對系統(tǒng)運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)的建設一方面是為了做到監(jiān)控中心能夠對一些地鐵運行設施進行控制，另一方面便是對地鐵運行的各種情況進行詳細的監(jiān)控，如果是地鐵運行中軟硬件出現(xiàn)了各種問題，一般負責監(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)域對故障的地方進行維修，某些發(fā)生故障的區(qū)域可以得到及時有效的修復，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)的構成非常復雜，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，還有人為進行干預的情況，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)的應用也是近些年才從國外引進，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)可靠性進行分析，軟件的運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。但軟件的設計者并沒有考慮到人工可以對地鐵系統(tǒng)故障進行修復對可靠性的影響。結果顯然是不準確的。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做準確值來進行計算，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，所以其結果還是不夠權威的。而針對以上分析方法的不足，筆者在結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)進行可靠性分析的方法。

3 對策分析

針對目前國內外地鐵綜合監(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行了新的改動與調整，努力使可靠性研究做到更加準確。

（1）強化系統(tǒng)結構完整性。確定一個大型復雜的地鐵監(jiān)控系統(tǒng)，首先要對其整體結構的可靠性進行分析，從它的各個關鍵構造設備進行分析，首先對這些構造主系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)之間的關聯(lián)，它們之間如果發(fā)生故障會導致的情況，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，然后再進一步結合整個子系統(tǒng)并網(wǎng)的可靠性模型。這樣就構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于整個地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性指標，這個指標比較的穩(wěn)定。

（2）強化子系統(tǒng)可靠性。在構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)，然后再對構成整個地鐵監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)進行分析，這個時候要充分考慮到軟硬件之間的關聯(lián)性，可以把相互之間有關聯(lián)的軟硬件進行分組，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，就認定為整個組件都發(fā)生了故障，而其它與之沒有關聯(lián)的組件則認作繼續(xù)工作。這種分析方法可以有效解決軟硬件之間存在的關系對可靠性計算產生的影響。而且在對子系統(tǒng)可靠性進行評估的時候，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）建立模型強化可靠性。關于地鐵綜合監(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)的相關理論對模糊狀態(tài)下分析對象所存在的各種情況進行可靠性分析。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互相結合的方法建模，然后便可以對其可靠性進性分析。

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)的可靠性進行更為準確的分析，而對于地鐵可靠性更加準確的分析有利于對地鐵運行系統(tǒng)的設計與維護，保護地鐵運行的安全與穩(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對地鐵綜合監(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一步。

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