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4.4.1 串联系统可靠性模型..16
4.4.2 并联系统可靠性模型..17
4.4.3 混联系统可靠性模型..18
4.2 故障树分析法 19
4.3 马尔可夫模型法.. 21
4.3.1 马尔可夫模型基本理论.21
4.3.2 马尔可夫模型的分析步骤23
5 CTCS-3 级列控系统通信故障分析. 24
5.1 基于GSM-R 的 CTCS-3 级列控系统的通信接口. 25
5.2 CTCS-3级列控系统的主要场景. 26
5.3 通信故障的原因分析 28
5.3.1 无线闭塞中心设备故障.28
5.3.2 GSM-R 系统设备故障28
5.3.3 OBC 侧故障.28
6 CTCS-3 级列控系统通信可靠性分析 29
6.1 基于故障树分析法的CTCS-3 级列控系统通信可靠性分析. 29
6.2 基于系统可靠性框图的CTCS-3级列控系统通信可靠性分析. 30
6.2.1 单网交织覆盖的可靠性.30
6.2.2 双网交织覆盖的可靠性.31
6.2.3 系统通信性能比较32
6.3 基于层次分析法的CTCS-3 级列控系统通信可靠性分析.. 33
6.3.1 影响因素的层次结构模型33
6.3.2 影响因素的重要性排序.34
6.4 基于马尔可夫模型的CTCS-3 级列控系统通信可靠性分析. 37
6.4.1 马尔可夫可靠性模型37
6.4.2 系统通信可靠性分析38
6.5 提高通信可靠性的措施.. 38
7 结论和展望.. 42
7.1 结论. 42
7.2 未来展望.. 42
致 谢..44
参考文献. 45
1.1 研究背景
2002 年， 中国铁道部在现有国内技术水平的基础上借鉴学习欧洲列车控制系统ETCS
的技术体系和国外列控系统的经验，结合我国铁路列控系统的基本平台，综合考虑设备兼
容问题，提出了适用于我国铁路发展的中国列车运行控制系统。
CTCS技术体系的确立，解决了不同信号制式兼容问题，为我国高速铁路列控系统确
立了技术标准。2007 年，我国既有干线第优尔次提速，铁道部学习外国列车控制系统，并
将学习经验与我国铁路的实际情况相结合，形成了我国自主的 CTCS-2 级列控系统。 “十
一五”期间，我国在 CTCS-2 级列控系统的基础上进一步开发研究，形成了兼容 CTCS-2
级列控系统功能的统一的、互联互通的 CTCS-3 级列控系统[1]
。CTCS-3 级列控系统具有
安全性高、效率高的优点，能够满足列车高速运行的需求，在高速铁路的建设和运营中发
挥了重要的作用。
随着高速铁路渐渐成为现代社会的新型运输方式，人们对高速铁路的依赖性越来越
强， 对高速铁路运行的可靠性要求也越来越高。 CTCS-3 级列控系统是高速铁路核心部分，
保证了列车的行车安全。随着铁路运输业的快速发展，铁路运输过程中涉及的调度系统愈
来愈复杂，此时要求列车运行控制系统具备较高的可靠性。2011年7 月 23 日发生甬温线
特别重大铁路交通事故后，列车运行控制系统的安全性和可靠性引起人们的高度关注。
CTCS-3 级列控系统作为高速列车运行的重要安全技术，系统本身的安全性和可靠性是非
常重要的。
1.2 国内外研究现状与水平
1.2.1 国外列车运行控制系统研究现状
随着通信、计算机等技术的飞速发展，为了提高铁路运输的效率和铁路运营的安全，
世界各个国家开始研发新的铁路运输技术。在高速铁路的应用中， 国外更加注重高速铁路
的列车控制系统。在高速铁路中，能够代表世界先进水平的列车控制系统主要日本数字型
列车自动控制系统（D-ATC） 、德国连续列车控制系统（LZB） 、法国地-车传输列车运行
控制系统（UM2000/TVM430） 、欧洲列车运行控制系统（ETCS）等[2]
。
D-ATC 系统采用数字轨道电路传输列车控制信息，信息量大，可靠性高。车载设备
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