全自动运行系统突发事件下的应急处置与恢复弹性评估研究

作     者：郭子薇 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：燕飞

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：全自动运行系统 时间Petri网 应急处置 弹性评估 

摘      要：多功能自动化升级为全自动运行系统带来了更高效、更便捷的运行体验,然而伴随着全自动运行系统线路的开通运营,越来越多的日常故障案例反映出全自动运行系统应对故障的应急处置过程中并未实现真正的效率提升,而高自动化带来的少人化运营方式有时反而使得故障应急处置效率更加低下,基于这样的现实背景,本文从弹性理论出发,将弹性理论与列车故障恢复过程的运营性能相结合,提出适合于评估全自动运行系统故障恢复过程弹性能力的量化方法,且从应急处置过程和列车运行调度调整两个角度探究优化弹性的方式,以期通过对全自动运行系统故障恢复过程形成弹性量化方法,进而帮助全自动运行系统提升应对日常故障扰动下的弹性能力。本文的主要工作如下:(1)选取了能正确反映全自动运行列车运行性能的性能指标,结合基于性能曲线的弹性量化方法,提出了适合于评估全自动运行系统故障恢复过程的弹性量化方法并给出了相应的度量公式。(2)对列车故障应急处置过程提出了采用时间Petri网的形式化建模方法,并给出了时间Petri网动态仿真算法,可结合matlab对已建时间Petri网模型进行动态仿真,通过仿真可寻路出更多的应急处置路径,帮助拓展应对故障可能出现的应急处置流程,并可实现对每条应急处置流程完成时间的最小和最大值的预估。并以单列车门故障、整列车门故障以及计轴故障引起棕光带,三个真实的全自动运行列车的事故案例,进行了案例分析。(3)以单列车门故障为例,对其实际的应急处置流程进行了弹性量化计算,分别计算了列车单程运行时长、列车到站时间间隔以及站台候车乘客拥挤程度三个指标下的系统弹性,演示了本文中所提弹性量化方法的具体计算过程。(4)从应急处置时间和列车运行调度调整策略两个方面进行了弹性优化,对比分析了“故障应急处置时间最短+常规自动调整、“应急处置时间最长+常规自动调整以及“应急处置时间最长+跳站停车调整三种故障恢复过程的弹性量化结果,帮助说明优化应急处置时间以及采用合理的调度调整策略可以有效的提升列车故障恢复过程的弹性能力。本文提出的弹性量化方法以及优化思路可帮助提升全自动运行系统应对日常故障干扰恢复过程的弹性能力,对提升全自动运行系统日常运营韧性能力具有一定的理论参考意义。本文图43幅,表16个,参考文献66篇。