王 玘,何正友,程宏波,譚壹方
西南交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院,四川 成都 610031)
地鐵作為一種高效的出行方式,已經(jīng)成為解決大中城市交通擁擠問題的最佳方案之一[1]。地鐵的牽引供電系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著地鐵車輛及車站設(shè)備動力能源的供應(yīng)與傳輸,其服役過程中的健康狀態(tài)對整個地鐵系統(tǒng)的可靠運行影響至關(guān)重要。通過全面采集多信源多屬性分布式數(shù)據(jù)與信息,對設(shè)備和系統(tǒng)健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與評估,以對其故障實現(xiàn)提前感知、提前預(yù)測,從而避免故障發(fā)生帶來的危害,減小故障引起的風(fēng)險,并指導(dǎo)系統(tǒng)經(jīng)濟、高效的運營與維護(hù),為地鐵安全可靠運行提供了保障。
目前對于牽引供電系統(tǒng)健康狀態(tài)的評估研究比較缺乏,相關(guān)研究主要集中在可靠性評估[2]和風(fēng)險評估[3]方面,且大部分研究主要針對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)[4]。在可靠性評估方面,文獻(xiàn)[5]采用故障模式與后果分析法(FMEA)對電子式電流互感器系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性分析。文獻(xiàn)[6]提出一種灰門故障樹的方法來分析牽引供電SCADA系統(tǒng)的可靠性。文獻(xiàn)[7]將GO法引入高速鐵路牽引供電系統(tǒng)中對牽引變電所進(jìn)行了可靠性評估。城市軌道交通領(lǐng)域?qū)τ诘罔F的牽引變電所、繼電器保護(hù)系統(tǒng)、接觸網(wǎng)系統(tǒng)以及牽引供電系統(tǒng)的可靠性均有所研究[8-12]。在風(fēng)險評估方面,文獻(xiàn)[13]提出一種快速生成風(fēng)險評估指標(biāo)的方法。文獻(xiàn)[14]用有限元法對接觸網(wǎng)在風(fēng)災(zāi)、冰災(zāi)等氣候下的風(fēng)險進(jìn)行了評估。文獻(xiàn)[15,16]分別介紹了采用模糊集和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合蒙特卡洛仿真的風(fēng)險評估方法。文獻(xiàn)[17]將專家系統(tǒng)應(yīng)用于牽引供電系統(tǒng)的健康監(jiān)測中以控制風(fēng)險。
生物免疫系統(tǒng)作為一種具有層次性、分布性、并行性、應(yīng)答性和記憶性防衛(wèi)機制,其原理對復(fù)雜系統(tǒng)健康監(jiān)測與評估技術(shù)的研究有著重要的啟發(fā)[18]。文獻(xiàn)[19]在分析生物免疫機制的基礎(chǔ)上,對于高速鐵路牽引供電系統(tǒng)建立了基于多層免疫原理的健康監(jiān)測與評估模型,但其在確定權(quán)重時主觀性成分較大,評估結(jié)果較易受到矩陣階數(shù)和主觀思維差異性的干擾,從而影響健康評估的準(zhǔn)確性。本文將多層免疫原理應(yīng)用于地鐵牽引供電系統(tǒng),建立了地鐵牽引供電系統(tǒng)的分層分析模型,構(gòu)建了免疫監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),提出了采用模糊統(tǒng)計的方法,通過引入模糊隸屬度來修正權(quán)重,消除了主觀差異性與矩陣階數(shù)的影響,給出了更精確的定量評估方法,在系統(tǒng)級對地鐵牽引供電系統(tǒng)的健康狀態(tài)進(jìn)行了綜合評估,用以研究不同故障元件、不同故障模式對系統(tǒng)的影響,以便于對系統(tǒng)運行趨勢的預(yù)測、故障的預(yù)警和維修維護(hù)策略的制定進(jìn)行更深入地研究。
地鐵牽引供電系統(tǒng)是一個龐大且復(fù)雜的系統(tǒng),適合對其進(jìn)行分層處理以解決多屬性決策問題。本文采用層次分析法(AHP)[20]對地鐵牽引供電系統(tǒng)建立分層分析模型,如圖1所示。AHP是一種將復(fù)雜系統(tǒng)的決策思維拆解并分層處理的方法,可以把決策過程中的定性和定量因素統(tǒng)一結(jié)合起來,并采用一定的模式使決策過程規(guī)范化[21]。通過AHP對地鐵牽引供電系統(tǒng)建立的分層分析模型,對于健康評估這樣的決策過程是較為準(zhǔn)確和全面的。
圖1 高速鐵路牽引供電系統(tǒng)分層分析模型
圖1中第一層為系統(tǒng)層(S),用于評估地鐵牽引供電系統(tǒng)健康狀態(tài);第二層為子系統(tǒng)層(U),將系統(tǒng)劃分為主變電所、中壓環(huán)網(wǎng)、牽引變電所、降壓所(若為牽引降壓混合變電所可按功能拆分為兩部分)、接觸網(wǎng)等幾大關(guān)鍵子系統(tǒng),分別對其進(jìn)行健康評估;第三層為元件層(E),對于組成各個子系統(tǒng)的元件,如牽引變電所內(nèi)的斷路器、母線、整流機組等設(shè)備或接觸網(wǎng)上的每一個跨距進(jìn)行評估;第四層為指標(biāo)層(I),根據(jù)每個元件的物理特性、運行狀態(tài)、在線監(jiān)測或離線實驗手段等建立健康評估指標(biāo)。由指標(biāo)層依次向上遞進(jìn)以評估元件層、子系統(tǒng)層、系統(tǒng)層的健康狀態(tài),最終實現(xiàn)地鐵牽引供電系統(tǒng)的健康評估。
為了便于進(jìn)行健康狀態(tài)的監(jiān)測與評估,對地鐵牽引供電系統(tǒng)建立如圖2所示的免疫監(jiān)控系統(tǒng)。該免疫監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)主要包括傳感器agent、元件免疫agent、管理agent和執(zhí)行器agent。傳感器agent安裝在指標(biāo)層,用于采集評估某個元件(如牽引變壓器或接觸網(wǎng)某個跨距等)健康狀態(tài)所需的信息,它可以是與綜合自動化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制(SCADA)系統(tǒng)、故障錄波裝置、接觸網(wǎng)檢測車等對接以獲取其數(shù)據(jù)的軟、硬件系統(tǒng),也可以是為獲取某些指標(biāo)值而增設(shè)的在線監(jiān)測或離線試驗手段,若傳感器agent采集到狀態(tài)異常信息,則相當(dāng)于有抗原注入系統(tǒng);元件免疫agent位于元件層,負(fù)責(zé)收集匯總該元件下各個傳感器agent上傳的信息,并將其按一定規(guī)則加工成免疫狀態(tài)輸出序列,不同元件免疫agent輸出的狀態(tài)序列通過通信接口上傳給管理agent;管理agent是整個免疫監(jiān)控系統(tǒng)的核心,它在子系統(tǒng)層上對各個元件的輸出狀態(tài)序列進(jìn)行處理,針對不同的故障元件和故障狀態(tài),由健康管理控制器協(xié)調(diào)抗體庫產(chǎn)生不同的抗體,即制定各種控制措施,送至執(zhí)行器agent,此外,子系統(tǒng)管理agent配合更高層(系統(tǒng)層)管理agent的控制策略,與其他子系統(tǒng)管理agent進(jìn)行信息交互與協(xié)作,調(diào)用系統(tǒng)資源激發(fā)各免疫agent的響應(yīng)行為,縮小和抑制故障影響;執(zhí)行器agent位于系統(tǒng)末端的指標(biāo)層,與傳感器agent并列存在,其實質(zhì)是各種維修維護(hù)策略、手段、裝置或人員,負(fù)責(zé)執(zhí)行管理agent分泌的抗體,通過相應(yīng)的抑制和控制措施,消滅抗原威脅,改善牽引供電系統(tǒng)健康狀態(tài)。
圖2 地鐵牽引供電系統(tǒng)免疫監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
根據(jù)牽引供電系統(tǒng)AHP模型的層次劃分,確定各層次內(nèi)元素間的隸屬關(guān)系,對同一層次的元素進(jìn)行兩兩比較,得到一個對于同一層次的n個不同元素相對于上一層次相應(yīng)元素重要程度的n階判斷矩陣,即構(gòu)造成對比較矩陣。
A=(aij)n×n
( 1 )
式中:aij>0;aij=1/aji;aii=1。采用T. L. Sataty1-9標(biāo)度法表示不同元素兩兩比較的結(jié)果,即aij的取值,見表1。
計算成對比較矩陣A的最大特征值及其對應(yīng)的特征向量,將其歸一化后得到向量W
W=[w1w2…wn]
( 2 )
即為初始相對權(quán)重向量。
表1 T. L. Sataty1-9標(biāo)度法取值及其含義
在建立成對比較矩陣的過程中,矩陣的階數(shù)和主觀思維的差異性會對所建立的矩陣產(chǎn)生一定的影響,因此需要對初始相對權(quán)重值進(jìn)行一致化校驗。一致化校驗公式為
CR=CI/RI
( 3 )
式中:CI為成對比較矩陣A的一般一致性偏離程度指標(biāo),由CI=(λmax-n)/(n-1)計算得出,λmax為A的最大特征值;RI為成對比較矩陣A的平均隨機一致性指標(biāo),用以消除矩陣階數(shù)的影響;CR為成對比較矩陣A的隨機一致性比率。RI取值見表2,對CI值進(jìn)行修正。
表2 1~11階成對比較矩陣的RI值
一般情況,n≥3的情況下,當(dāng)0 對于傳感器agent在指標(biāo)層采集到的指標(biāo)I1,I2,…,In,采用模糊統(tǒng)計的方法確定其隸屬度關(guān)系。將牽引供電系統(tǒng)健康狀態(tài)劃分為5個等級,定義這5個等級對應(yīng)的評語由高到低組成的評估集為 R={R1,R2,R3,R4,R5}= { 健康,亞健康,輕微病態(tài),中度病態(tài),嚴(yán)重病態(tài)} ( 4 ) 這里采用的模糊統(tǒng)計方法是讓參與評估的m位專家按照先前確定的評估集合R給出各健康指標(biāo)的所屬等級,再依次統(tǒng)計各健康指標(biāo)Ii隸屬于每個評估等級Rs(s=1,2,…,5)的頻數(shù)δis,則健康評估指標(biāo)Ii隸屬于健康等級Rs的隸屬度為 ( 5 ) 由于模糊集合可表征為在不同程度上具有某種特定性質(zhì)的所有元素的總和,隸屬度函數(shù)可以反映這些元素隸屬于該模糊集合的程度,其值介于0~1之間,隸屬度函數(shù)的值越大,表示該指標(biāo)隸屬于這個模糊集合的程度越高。本文在模糊分布的取值區(qū)間內(nèi)采用等分法來確定隸屬度值[22],這樣便于計算機編程的自動處理,且該算法對評估精度影響不大。 根據(jù)健康指標(biāo)自身的物理含義,結(jié)合對評估體系的分析,考慮采用效益型(越大越好型)和成本型(越小越好型)兩種模糊分布形式。根據(jù)牽引供電系統(tǒng)各個元件的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、檢測規(guī)范與運行特點,設(shè)定指標(biāo)的取值范圍為(a,b),在該區(qū)間內(nèi)插入c2,c3,c4三個等分點將其4等分,假設(shè)任意指標(biāo)I的實際取值為z,給出三種隸屬度函數(shù)的表達(dá)式。 (1)效益型模糊分布隸屬度函數(shù) ( 6 ) 式中:a為最差臨界值;b為最優(yōu)臨界值;d=(b-a)/4;s=2,3,4。令a=c1,b=c5。 (2)成本型模糊分布隸屬度函數(shù) ( 7 ) 式中:a為最優(yōu)臨界值;b為最差臨界值;d=(b-a)/4;s=2,3,4。令a=c1,b=c5。 根據(jù)指標(biāo)層各個健康指標(biāo)隸屬于5個健康等級的隸屬度,構(gòu)建指標(biāo)評估矩陣 ( 8 ) 各個傳感器agent可根據(jù)隸屬度值來輸出狀態(tài)監(jiān)測信息。令 ( 9 ) 得到各個指標(biāo)的客觀修正系數(shù)為 農(nóng)民急于出售,采摘過早,影響干果品質(zhì)和產(chǎn)量,收不到應(yīng)有的效益。雖然擁有豐富的核桃資源,但是沒有脫皮、制干設(shè)備和深精加工企業(yè),生產(chǎn)的核桃大多是現(xiàn)收現(xiàn)賣,附加值低。 (10) 式中:∑1/ei為一個元件的所有健康指標(biāo)對應(yīng)的ei值倒數(shù)的累加和。 最終求得指標(biāo)層各個指標(biāo)的綜合權(quán)重為 (11) 式中:∑αiwi為一個元件的所有健康指標(biāo)對應(yīng)的αiwi值的累加和。 由于引入了客觀修正系數(shù)對初始相對權(quán)重進(jìn)行修正,有效地消除了主觀因素在確定初始相對權(quán)重時的影響,得到的綜合權(quán)重在健康評估中既吸取了主觀性的方便、高效等優(yōu)點,又注重客觀性而不失準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn),將兩者的優(yōu)點有機地結(jié)合了起來。 指標(biāo)層的傳感器agent輸出的狀態(tài)監(jiān)測信息匯總到元件免疫agent,輸出一個狀態(tài)序列向量 KI=[K1K2…Kn] (12) 式中:n為一個元件免疫agent下的傳感器agent總數(shù);Ki(i=1,2,…,n)為每個傳感器agent輸出的狀態(tài)監(jiān)測信息,取值為0或1。 一個元件下的所有指標(biāo)構(gòu)成了指標(biāo)層的綜合權(quán)重向量βI=(βi)1×n(i=1,2,…,n),則指標(biāo)層對元件層的影響因子為 (13) 逐層向上遞推,可得元件層對子系統(tǒng)層和子系統(tǒng)層對系統(tǒng)層的影響因子分別為 γU=γEwE (14) γS=γUwU (15) 可以得到元件、子系統(tǒng)以及系統(tǒng)的健康值為 HE=1-γE (16) HU=1-γU (17) HS=1-γS (18) 式中的健康值H∈[0,1],H越大表明系統(tǒng)的健康狀態(tài)越好。通過求取健康值,實現(xiàn)了牽引供電系統(tǒng)各個元件、各個子系統(tǒng)以及整個系統(tǒng)的定量健康評估。表3給出了健康值與各個健康狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系并對判據(jù)進(jìn)行了界定,使得健康評估的結(jié)果更加直觀。 表3 健康值與健康狀態(tài)的劃分 該方法對于地鐵牽引供電系統(tǒng)健康評估的整體流程如圖3所示。由圖3可以看出,該方法通過從元件級到子系統(tǒng)級再到系統(tǒng)級逐級向上求取健康值,實現(xiàn)了系統(tǒng)性的分析評估。 圖3 基于多層免疫原理與模糊統(tǒng)計的地鐵牽引供電系統(tǒng)健康評估方法流程圖 以如圖4所示的某雙邊供電型地鐵牽引供電系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。圖4中兩座主變電所BS1和BS2將三相交流110kV高壓電源降壓為35 kV,經(jīng)過35 kV中壓環(huán)網(wǎng)CN連接至10座牽引變電所TS1~TS10和14座降壓變電所S1~S14,牽引變電所將35 kV交流電降壓并整流為直流1 500 V送至上、下行接觸網(wǎng)OC為地鐵列車供電;降壓變電所將35kV交流電降壓為220/380V電壓,為車站動力照明及運營需要的各種機電設(shè)備提供電源。 圖4 某地鐵牽引供電系統(tǒng)示意圖 牽引變電所TS1內(nèi)裝設(shè)兩組整流機組,分別由兩臺牽引整流變壓器RT1、RT2和兩臺整流器RC1、RC2組成。此外,從兩路進(jìn)線側(cè)依次經(jīng)過若干斷路器DL、中壓母線MX、電壓互感器PT、電流互感器CT、隔離開關(guān)GL和饋線電纜CA。 對于牽引整流變壓器RT1,其安裝的傳感器agent分別監(jiān)測其局部放電I1、吸收比I2、繞組直流電阻I3、繞組溫度I4、過負(fù)載(1.5pu)允許時間I5與噪聲I6,根據(jù)GB 1094.11、JB/T 10693、JB/T 10088、DL/T 596可確定以上6個指標(biāo)的規(guī)定臨界值,將它們按模糊分布形式分類,見表4。 表4 牽引整流變壓器RT1指標(biāo)層參數(shù) 在某一時刻牽引整流變壓器RT1上各傳感器agent采集到的指標(biāo)值為zi={5.6,1.5,0.8,36,0.9,45},其中zi為指標(biāo)Ii的取值,i=1,2,…,6。 對指標(biāo)集{I1,I2,I3,I4,I5,I6}構(gòu)造成對比較矩陣 求得其最大特征值λmax=6.1099,故CI=(6.1099-6)/(6-1)=0.02198,根據(jù)式( 3 )進(jìn)行一致化校驗CR=0.02198/1.24=0.01772<0.1,滿足要求。求出λmax對應(yīng)的特征向量并將其歸一化得到初始相對權(quán)重向量WI=(0.2510,0.1638,0.0809,0.3422,0.1074, 0.0547)。 對指標(biāo)I1、I3~I(xiàn)6采用成本型模糊分布隸屬度函數(shù)(式( 7 )),對指標(biāo)I2采用效益型模糊分布隸屬度函數(shù)(式( 6 )),計算其隸屬于5個健康等級的隸屬度并按式( 8 )構(gòu)建指標(biāo)評估矩陣,再根據(jù)式( 9 )~式(11)可以求得指標(biāo)層綜合權(quán)重向量βIRT1=(0.2445, 0.2291,0.0998,0.2687,0.0994,0.0585),根據(jù)式(12)可以確定牽引整流變壓器免疫agent輸出的狀態(tài)序列向量為KIRT1=(0,1,0,0,0,0),由式(13)得γERT1=1×0.2291=0.2291,再由式(16)得到牽引整流變壓器RT1的健康值為HERT1=1-0.2291=0.7709。 在子系統(tǒng)層對牽引變電所TS1以元件集{DL,RT1,RC1,RT2,RC2,MX,PT,CT,GL,CA}構(gòu)造成對比較矩陣。 經(jīng)驗證,其一致化校驗滿足要求。得到WE=(0.1046, 0.2126,0.1532,0.2126,0.1532,0.0577,0.0289,0.0162,0.0406,0.0205),由式(14)得γUTS1=γERT1×wERT1=0.2291×0.2126=0.0487,故由式(17)求得牽引變電所TS1的健康值為HUTS1=1-0.0487=0.9513。 可以看出,在該狀況下牽引整流變壓器RT1的健康值較低,處于中度病態(tài)狀態(tài),需要盡快組織人員對其進(jìn)行檢修。牽引變電所TS1健康狀態(tài)為亞健康,應(yīng)當(dāng)引起注意。 表5 接觸網(wǎng)OC指標(biāo)層參數(shù) 該段接觸網(wǎng)共有1000個跨距,存在指標(biāo)越限的跨距傳感器agent采集到的指標(biāo)值為 L068-092段: zi={5,133,180,12,12,1,1/33} L331-351段: zi={4,46,120,118,2,1,1/34} L642-659段: zi={5,80,160,34,30,2,1/30} L887-901段: zi={4,52,128,16,10,6,1/32 } 根據(jù)式( 2 )~式(17)可分別求得這4段接觸網(wǎng)的健康值為HEOC1=0.8664,HEOC2=0.9124,HEOC3=0.7841,HEOC4=0.7935,則該段接觸網(wǎng)子系統(tǒng)的健康值為HUOC=0.9878。 可以看出,接觸網(wǎng)的L068-092、L331-351、L642-659與L887-901等4段部分的健康狀態(tài)分別處于輕微病態(tài)、亞健康、中度病態(tài)和中度病態(tài),需要進(jìn)行維修維護(hù)。但由于接觸網(wǎng)跨距數(shù)目多,使得每一段對整體的影響不大,因此接觸網(wǎng)OC處于健康狀態(tài)。 在系統(tǒng)層對該地鐵牽引供電系統(tǒng)S考慮主變電所、牽引變電所和降壓變電所可以通過越區(qū)供電實現(xiàn)互為備用,而接觸網(wǎng)與中壓環(huán)網(wǎng)均無備用。限于篇幅,各種類變電所僅各取其一,以子系統(tǒng)集{BS1,CN,TS1,S1,OC}構(gòu)造成對比較矩陣 經(jīng)驗證,其一致化校驗滿足要求。 若只考慮前述牽引變電所TS1的健康狀態(tài),求得WU=(0.1597,0.2626,0.0971,0.0617,0.4188),由式(15)得γS=γUTS1×wUTS1=0.0487×0.0971=0.0047,最終由式(18)可得該地鐵牽引供電系統(tǒng)S的健康值為HS=1-0.0047=0.9953,處于健康狀態(tài),是因為接在中壓環(huán)網(wǎng)上的其他相鄰牽引變電所與TS1互為備用,可通過越區(qū)供電的方式代替其供電,故對系統(tǒng)健康值影響并不大。 若只考慮前述接觸網(wǎng)OC的健康狀態(tài),同理可得該地鐵牽引供電系統(tǒng)S的健康值為HS=0.9948,處于健康狀態(tài),但健康值比只考慮牽引變電所的健康狀態(tài)時略小,是因為接觸網(wǎng)子系統(tǒng)對于系統(tǒng)健康值的影響權(quán)重比牽引變電所子系統(tǒng)大,這與接觸網(wǎng)無備用的特點是一致的。 若同時計及牽引變電所TS1與接觸網(wǎng)OC的健康狀況,則該地鐵牽引供電系統(tǒng)S的健康值為HS=0.9902,仍處于健康狀態(tài),但其健康值卻進(jìn)一步降低。 地鐵牽引供電系統(tǒng)的健康評估有助于對牽引供電系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行及時、準(zhǔn)確地把握,及時給出牽引供電系統(tǒng)的健康狀態(tài)信息,動態(tài)識別出影響供電安全的設(shè)備的功能退化,確定出需要維護(hù)的子系統(tǒng)及元件并制定相應(yīng)的維護(hù)策略。 本文利用層次分析法建立地鐵牽引供電系統(tǒng)的分層分析模型,劃分了系統(tǒng)層、子系統(tǒng)層、元件層和指標(biāo)層,構(gòu)建地鐵牽引供電的免疫監(jiān)控系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,通過成對比較矩陣得到初始相對權(quán)重,并利用模糊統(tǒng)計的方法,引入模糊隸屬度的概念,用求得的客觀修正系數(shù)來修正初始相對權(quán)重,消除了主觀思維的差異性對權(quán)重計算結(jié)果的影響,同時將主觀性和客觀性的優(yōu)勢結(jié)合起來。以某雙邊供電型地鐵牽引供電系統(tǒng)為例,逐層對牽引整流變壓器、牽引變電所、接觸網(wǎng)以及整個牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行了實例分析,實現(xiàn)了地鐵牽引供電系統(tǒng)健康狀態(tài)的綜合、定量與系統(tǒng)性評估,為其可靠性分析、故障預(yù)警、風(fēng)險評估、安全預(yù)測與維護(hù)策略制定的研究奠定了基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn): [1]于敏. 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)可靠性分析方法研究[D]. 成都:西南交通大學(xué),2010:1-3. [2]楊媛. 高速鐵路供電系統(tǒng)RAMS評估的研究[D]. 北京:北京交通大學(xué),2011:14-21. [3]王勇喆. 考慮惡劣天氣影響的鐵路牽引供電系統(tǒng)風(fēng)險評估[D]. 北京:北京交通大學(xué),2010:2-4. [4]宋兵. 牽引供電系統(tǒng)安全性和可靠性管理分析[J]. 高速鐵路技術(shù),2013,4(2):89-96. SONG Bing. Management Analysis of Security and Reliability of Tractive Power Supply System [J]. High Speed Railway Technology, 2013, 4(2): 89-96. [5]王鵬,張貴新,朱小梅,等. 基于故障模式與后果分析及故障樹法的電子式電流互感器可靠性分析[J]. 電網(wǎng)技術(shù),2006,30(23):15-20. WANG Peng, ZHANG Gui-xin, ZHU Xiao-mei, et al. Analysis on Reliability of Electronic Current Transformer Based on Failure Modes, Effects Analysis and Fault Tree Analysis [J]. Power System Technology, 2006, 30(23): 15-20. [6]嚴(yán)冬松,黃元亮,錢清泉. 牽引供電SCADA系統(tǒng)故障樹分析研究[J]. 世界科技研究與發(fā)展,2011,33(1):93-96. YAN Dong-song, HUANG Yuan-liang, QIAN Qing-quan. Study on Fault Tree Analysis of Traction Power SCADA system [J]. World Science and Technology Research and Development World Sci-tech R&D, 2011, 33(1): 93-96. [7]陳民武. 基于GO法的高速鐵路牽引變電所可靠性評估[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2011,39(18):56-61. CHEN Min-wu. The Reliability Assessment of Traction Substation of High Speed Railway by the GO Methodology [J]. Power System Protection and Control, 2011, 39(18): 56-61. [8]曾德容,何正友,于敏. 地鐵牽引變電所可靠性分析[J]. 鐵道學(xué)報,2008,30(4):22-27. ZENG De-rong, HE Zheng-you, YU Min, Reliability Analysis of Metro’s Traction Substation [J]. Journal of the China Railway Society, 2008, 30(4): 22-27. [9]張勝寶,王鋼,丁茂生,等. 保護(hù)系統(tǒng)可靠性與保護(hù)動作可靠性[J]. 繼電器,2006,34(15):1-4,9. ZHANG Sheng-bao, WANG Gang, DING Mao-sheng, et al. Protection System Reliability and Protection Operation Reliability [J]. Relay, 2006, 34(15): 1-4,9. [10]丁堅勇,張華志,吳新民,等. 城軌供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)可靠性的故障樹分析[J]. 城市軌道交通研究,2009,12(9):38-42. DING Jian-yong, ZHANG Hua-zhi, WU Xin-min, et al. Reliability of Power Supply Catenary for Urban Mass Transit [J]. Urban Mass Transit, 2009, 12(9): 38-42. [11]胡海濤,高朝暉,何正友,等. 基于FTA和FMEA法的地鐵牽引供電系統(tǒng)可靠性評估[J]. 鐵道學(xué)報,2012,34(10):48-54. HU Hai-tao, GAO Zhao-hui, HE Zheng-you, et al. Reliability Evaluation of Metro Traction Power Supply System Based on FTA and FMEA Methods [J]. Journal of the China Railway Society, 2012, 34(10): 48-54. [12]張小瑜,吳俊勇. 高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的供電可靠性評估方法[J]. 電網(wǎng)技術(shù),2007,31(11):27-32. ZHANG Xiao-yu, WU Jun-yong. Reliability Estimation Method of Traction Power Supply System for High-speed Railway [J]. Power System Technology, 2007, 31(11): 27-32. [13]Ming Ni, James D M, Vijay Vittal, et al. Online Risk-Based Security Assessment [J] .IEEE Transactions on Power Systems, 2003, 18(l): 258-265. [14]魏喆,肖曉暉,童雪梅,等. 鐵路牽引供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)的防災(zāi)分析[J]. 鐵道學(xué)報,2011,33(6):31-34. WEI Zhe, XIAO Xiao-hui, TONG Xue-mei, et al. Analysis on Disaster Prevention of Structure of Catenary in Railway Traction Power Supply System [J]. Journal of the China Railway Society, 2011, 33(6): 31-34. [15]LI W Y, ZHOU J Q, XIE K G, et al. Power System Risk Assessment Using a Hybrid Method of Fuzzy Set Monte Carlo Simulation [J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2008, 2(23): 336-343. [16]Armando M, Leite da Silva. Composite Reliability Assessment based on Monte Carlo Simulation and Artifical Neural Networks [J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2007, 23(3): 1202-1209. [17]Andrew Mor-Yaroslavtsev, Anatoly Levchenkov. Modeling the Integration of Expert Systems into Railway Electric Transport Safety Control[C]//The 10th International Symposium Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering, P?rnu, Estonia, January 10-15, 2011. [18]張曉陽,孫宇. 基于生物免疫機制的復(fù)雜系統(tǒng)健康監(jiān)測與評估[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報,2005,17(5):1212-1215. ZHANG Xiao-yang, SUN Yu. Health Evaluation and Monitoring of Complex System Based on Biological Immune Mechanism [J]. Journal of System Simulation, 2005, 17(5): 1212-1215. [19]程宏波,何正友,母秀清. 基于多層免疫模型的高鐵牽引供電系統(tǒng)健康監(jiān)測與評估[J]. 電網(wǎng)技術(shù),2012,36(9):95-101. CHENG Hong-bo, HE Zheng-you, MU Xiu-qing. Health Monitoring and Evaluation of Traction Power Supply System for High-speed Railway Based on Multi-layer Immune Model [J]. Power System Technology, 2012, 36(9): 95-101. [20]SAATY T. The Analytic Hierarchy Process [M]. McGraw-HillInc, NewYork, 1980. [21]肖峻,王成山,周敏. 基于區(qū)間層次分析法的城市電網(wǎng)規(guī)劃綜合評判決策[J]. 中國電機工程學(xué)報,2004,24(4):50-57. XIAO Jun, WANG Cheng-shan, ZHOU Min. An Ahp-based Method in Urban System Planning [J]. Proceedings of the CSEE, 2004, 24(4): 50-57. [22]栗秋華,周林,張鳳,等. 基于模糊理論和層次分析法的電力系統(tǒng)電壓態(tài)勢預(yù)警等級綜合評估[J]. 電網(wǎng)技術(shù),2008,32(4):40-45. LI Qiu-hua, ZHOU Lin, ZHANG Feng, et al. Compre-hensive Evaluation of Forewarning Grade of Voltage State and Tendency in Power Systems Based on Fuzzy Theory and Analytic Hierarchy Process [J]. Power System Technology, 2008, 32(4): 40-45.2.2 模糊隸屬度的計算
2.3 綜合權(quán)重的確定
2.4 各層健康值的計算
3 實例分析
3.1 牽引變電所的健康評估
3.2 接觸網(wǎng)的健康評估
3.3 地鐵牽引供電系統(tǒng)的健康評估
4 結(jié)論