1、高速鐵路行車調(diào)度系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)是保證列車安全、準時、高效運行的重要保障之一，是整個高鐵調(diào)度指揮系統(tǒng)中不可或缺的子系統(tǒng)。因此，加強對行車調(diào)度指揮系統(tǒng)的風險研究，掌握影響該系統(tǒng)運作的“機+環(huán)境”兩方面危險因素的風險特性及行車調(diào)度人員的行為的可靠性，能夠進一步提高對維持系統(tǒng)穩(wěn)定性的認識。其次，運行圖的調(diào)整、運行沖突的疏解是行車調(diào)度系統(tǒng)的主要核心任務之一，由于設備故障、惡劣自然環(huán)境等造成線路通過能力的下降或列車的初始晚點時有發(fā)生，及時高效地調(diào)整

2、列車運行圖，減少列車晚點或晚點的二次延誤對系統(tǒng)造成的負面影響，可以高效智能地制定可靠的運行圖調(diào)整方案，也是保證行車調(diào)度人員操作的可靠性，應對不可避免的危險因素的有效手段。因此，加強對行車調(diào)度系統(tǒng)的風險分析及對受干擾情況下行車調(diào)整優(yōu)化方法的研究，對保證高鐵調(diào)度系統(tǒng)安全，對提高系統(tǒng)抗風險能力具有深遠的意義。
　　本論文綜合分析了國內(nèi)外在安全系統(tǒng)工程理論及行車優(yōu)化數(shù)學模型等方面的研究現(xiàn)狀，結合我國高速鐵路行車調(diào)度系統(tǒng)的特點，論證了行車調(diào)

3、度系統(tǒng)的地位及其在高速鐵路系統(tǒng)中信息傳遞的機制，明確了行車調(diào)度系統(tǒng)在不穩(wěn)定狀態(tài)的演化機理，辨識出系統(tǒng)中“人—機—環(huán)”三方面的危險因素，并對其進行風險分析，最后建立了在危險因素干擾下的運行圖優(yōu)化調(diào)整模型，以降低風險干擾，保證行調(diào)人員決策的可靠性，快速恢復系統(tǒng)穩(wěn)定性。具體完成以下研究工作:
　　(1)一方面通過大量閱讀文獻分析了鐵路行車調(diào)度指揮系統(tǒng)安全管理、應急處理及行車調(diào)度優(yōu)化等方面理論與方法及不足，明確了論文的研究方法和技術路線。

4、另一方面通過現(xiàn)場調(diào)研熟悉我國高速鐵路行車調(diào)度指揮的任務及作業(yè)流程，收集影響行車調(diào)度的設備故障、惡劣環(huán)境、人為失誤、事故等方面的歷史數(shù)據(jù)，為論文的研究工作提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。
　　(2)根據(jù)我國高鐵調(diào)度指揮系統(tǒng)內(nèi)信息傳遞流程、傳遞途徑、傳遞作用對象等相關方面特點，論證了行車調(diào)度系統(tǒng)的核心地位。將系統(tǒng)中各子部件視為節(jié)點，將各子部件相互之間直接聯(lián)系的信息通道（或媒介）視為邊，利用信息熵理論，依據(jù)節(jié)點間信息傳遞屬性，建立邊長的計算理論，

5、并根據(jù)熵擴散原理描述了不確定信息在系統(tǒng)中傳遞的規(guī)律，利用復雜網(wǎng)絡理論，建立對系統(tǒng)中要素、要素之間傳遞通道及要素之間關聯(lián)程度判定的理論方法，對調(diào)度指揮系統(tǒng)進行拓撲結構分析。證明了高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)以行車調(diào)度為主核心，向CTC主機、供電調(diào)度、維修調(diào)度、計劃調(diào)度、客服調(diào)度以及動車調(diào)度等其他工種調(diào)度輻射的次核心圈，經(jīng)次核心圈向邊緣設備輻射的三級輻射圈的混合網(wǎng)絡結構。系統(tǒng)中最重要的信息通道為:列車—CTC/RBC—行車調(diào)度崗位。
　　(3)根

6、據(jù)高鐵行調(diào)系統(tǒng)的開放性、遠離平衡性和非線性，引入耗散結構理論，綜合考慮系統(tǒng)中的“人”、“機”、“環(huán)境”三要素，研究了系統(tǒng)內(nèi)外要素的異常狀態(tài)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。以實績列車運行圖與計劃運行圖的匹配情況為基礎，定義了系統(tǒng)熵值的概念，建立了衡量系統(tǒng)熵值大小的計算方法。通過系統(tǒng)與外界的物質(zhì)、能量及信息交換的偏差描述系統(tǒng)熵流的大小;另一方面，分析并建立了計算限速類熵源、中途停車類熵源及撞異物類熵源的方法。最后利用硬漲落致因事件、軟漲落致因事件及環(huán)境

7、漲落致因事件解釋了行車調(diào)度系統(tǒng)中熵的波動，描述了行車調(diào)度系統(tǒng)穩(wěn)定性及各種不穩(wěn)定狀態(tài)的演化規(guī)律。
　　(4)從統(tǒng)計學角度，宏觀分析了影響行車調(diào)度系統(tǒng)的硬件設備故障及外界惡劣環(huán)境類危險因素的特點，將其劃分為八類，分別為:惡劣環(huán)境或天氣類、車載設備類故障、牽引供電類故障、線路故障類、車體故障類、通訊信號類故障、調(diào)度指揮人機界面類故障和其他類?；诟哞F行車調(diào)度系統(tǒng)實際歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，繪制統(tǒng)計直方圖，利用參數(shù)估計方法，擬合估計并比選出八類危險

8、因素所對應的最優(yōu)的概率密度分布函數(shù)的參數(shù)。然后采用多參數(shù)的零點截尾負二項分布，綜合考慮列車晚點數(shù)和八類危險因素發(fā)生頻率，得到各類危險因素對列車晚點數(shù)的影響嚴重程度，將危險因素劃分為四大類。最后，結合各類危險因素的概率密度函數(shù)和擬合出的多參數(shù)負二項分布函數(shù)，仿真模擬計算出各類危險因素在各種情景下造成列車晚點數(shù)分布，確定八大類危險因素的風險等級。
　　(5)在高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)中，行調(diào)人員通過調(diào)度終端來集中監(jiān)控、指揮鐵路現(xiàn)場的生產(chǎn)活

9、動，調(diào)度員的操作行為的可靠性直接影響現(xiàn)場列車運行的安全。引入核電工業(yè)中的THERP理論，結合行調(diào)操作特征，將調(diào)度員的任務劃分為不同等級的動作單元，建立靜態(tài)人因失誤率計算模型，得到靜態(tài)條件下行調(diào)操作失誤率及其置信區(qū)間;并結合馬爾科夫鏈原理，針對隨時間變化的影響因子，建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移率方程，通過拉普拉斯變換得出單影響因子作用下行調(diào)可靠性的狀態(tài)概率變化規(guī)律。最后，通過對列控限速任務的實例分析得出在壓力適中的情況下列控限速執(zhí)行失敗的概率為0.010

10、4，90％置信區(qū)間為(0.0045，0.0237)以及不同壓力情況下人因可靠性變化規(guī)律。
　　(6)針對我國高鐵準移動閉塞的行車方式（列車運行控制系統(tǒng)CTCS—3），分析在導致列車限速的危險因素的干擾下，在工作車間調(diào)度模型的基礎上，利用替代圖理論，建立一個列車實時優(yōu)化模型。該模型既能最大可能的減少列車的二次晚點時間，又能同步實現(xiàn)列車速度和列車的安全制動距離的實時動態(tài)調(diào)整，從而達到對運行計劃實時調(diào)整及列車控制同時優(yōu)化和監(jiān)控，大大提高