[发明专利]一种轨道交通系统运行安全评估方法

说明书

技术领域

本发明属于交通技术和安全技术领域，尤其涉及一种轨道交通系统运行安全评估方法。

背景技术

轨道交通系统运行安全评估是保障其安全运营的前提和必要科学手段。随着轨道交通事业的快速发展，与之相适应的系统运行安全评估问题已成为亟需解决的关键问题。但现有的定性的、静态的、单个设备的安全评估方法无法满足精确安全状态信息分析、动态安全评价和大系统安全分析的需求，保障轨道交通系统的安全高效运营迫切需要定量化、动态系统化、可解析的运行安全评估理论与方法。因此，定量化体系化的轨道交通系统运行安全评估方法对实现其安全高效的运营管理具有重要的理论和现实意义。

在轨道交通系统安全评估方面，Beom-Gyu Eom等提出了一个多体系统的分析模型分析了Saemaeul列车通过弯道时的运行安全性；Yuji Niwa定性分析了JR铁路事故，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；Yamazaki H等将司机控制的制动系统看做一个闭环系统，分析了各个参数变化的情况下模型的变化情况；Tom Zahler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；B Evers给出了一个可以用于提供需求信息和按照CENELEC标准在一个安全案例中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；Tienfuan Kerh等基于神经网络进行了台湾高速铁路系统沿线车站的地面峰值加速度估计；张兵等建立了列车关键部件安全监测系统的检测模型，提取了走行部故障的特征参数，建立了走行部的故障识别模型；戢晓峰等基于Vague集理论建立了安全评价信息提取模型，用粗糙集方法提取安全隐患的特征规则，并对安全隐患信息数据库进行高效约简；此外还有若干研究机构和学者对高速铁路系统安全评估的体系框架、评估流程和评估方法进行了分析研究。但上述技术方法集中于事故定性分析或系统局部安全评价，未能提供十分有效的适应于我国轨道交通系统整体及各局部的定量化、系统化运行安全评估方法和技术。

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。在信息安全领域中，安全域是随全球网络化通信发展而提出的，其相关研究及应用已扩展到网络控制、公路交通、电子政务等方面。在电力系统安全相关领域中，美国的Kaye等就电力系统的稳定性和安全性等问题提出安全域方法；余贻鑫等给出电力大系统实用动态安全域边界的超平面表达式，并最小二乘、数值仿真等方法拟合得到安全域边界，评估不同运行状态下的安全水平，提出了基于动态安全域的电力系统安全性保障技术。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。

发明内容

针对上述背景技术中提到的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不足，本发明提出了一种轨道交通系统运行安全评估方法。

本发明的技术方案是，一种轨道交通系统运行安全评估方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：确定评估对象的安全相关变量；

步骤2：获取安全相关变量的数据；

步骤3：对安全相关变量的数据预处理；

步骤4：确定评估对象的安全域的边界；

步骤5：系统运行安全评估。

所述评估对象的安全域的边界的求解方法为基于多元统计分析的方法或基于数据智能分类的方法。

所述基于多元统计分析的方法为：

步骤4.1.1：将预处理后的数据集进行中心化和标准化；

步骤4.1.2：采用累计方差贡献率法或交叉检验法确定主元个数，并经数据验证，确定主元模型；

步骤4.1.3：计算设定检验水平下的统计变量平方预估误差和得分向量的标准平方和的阈值，将该阈值作为统计变量空间的安全域边界。

所述统计变量平方预估误差的计算公式为：