本發明涉及列車關鍵部件辨識，具體涉及一種基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法及系統。

背景技術：

1、氫能作為一種清潔能源，其燃燒產物僅為水不會產生任何污染物，因此被視為實現交通領域減排的重要途徑。將氫能應用于高速列車，可以顯著降低列車運行過程中的碳排放，為交通領域的環保事業做出貢獻。然而氫能驅動的高速列車相對于既有列車，由于動力來源于氫氣，其系統組成成分以及結構設計更加復雜，一旦某些關鍵部件出現故障，輕則影響列車的運行速度，重則會引起人民財產的嚴重損失，因而研究關鍵部件的辨識，對于保證氫能驅動高速列車的高效運營有著極為重要的意義。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法及系統，以解決上述背景技術中存在的至少一項技術問題。

2、為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

3、第一方面，本發明提供一種基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法，包括：

4、根據氫能驅動高速列車系統的組分構建機械-電氣-信息-氣液相依網絡模型；

5、根據網絡理論中的拓撲屬性，計算節點度、介數、調和緊密度和pagerank值，得出部件在網絡中的拓撲重要度；

6、根據在機械網絡、電氣網絡、信息網絡、氣液網絡中部件物理屬性，提出上述四種部件的功能重要度；

7、依據部件的拓撲重要度以及功能重要度，計算部件的綜合重要度；通過考慮不同網絡之間相依邊的影響，采用熵權的方法計算部件相依綜合重要度；依據部件的相依綜合重要度，對氫能驅動高速列車系統中的關鍵部件進行辨識。

8、作為本發明第一方面的進一步限定，從氫能驅動高速列車系統中提取組份及其作用關系；依據部件以及作用關系的種類，分別構建機械、電氣、信息、氣液四種網絡模型；針對在四種子網中的相同物理部件，為其添加網絡之間的相依邊，以此構建機械-電氣-信息-氣液相依網絡模型。

9、作為本發明第一方面的進一步限定，根據復雜網絡理論中的經典拓撲測度，選取節點度、介數、緊密度以及pagerank作為部件拓撲屬性的度量指標；計算在四個子網中，所有節點的節點度k、介數bc、緊密度hcc以及pagerankpr的值；根據部件的四種拓撲測度，計算其拓撲重要度。

10、作為本發明第一方面的進一步限定，針對機械網絡中的部件，以功能支持度為基礎，提出機械網絡中部件的功能重要度；針對電氣網絡中的部件，采用基爾霍夫定律計算部件的功率，提出電氣網絡中部件的功能重要度；針對信息網絡中的部件，采用數據交通模型并以介數進行近似，提出信息網絡中部件的功能重要度；針對氣液網絡中的部件，以流經部件的氫氣或者液體流量為基礎，提出氣液網絡中部件的功能重要度。

11、作為本發明第一方面的進一步限定，通過權重系數，并以四種網絡中部件的拓撲重要度以及功能重要度，可得部件的綜合重要度；通過考慮四種網絡中的綜合重要度以及相依關系，構建機械、電氣、信息、氣液網絡的測度矩陣；采用熵權的方法，計算得出四個子網中部件的相依測度。

12、第二方面，本發明提供一種基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識系統，包括：

13、構建模塊，用于根據氫能驅動高速列車系統的組分構建機械-電氣-信息-氣液相依網絡模型；

14、第一計算模塊，用于根據網絡理論中的拓撲屬性，計算節點度、介數、調和緊密度和pagerank值，得出部件在網絡中的拓撲重要度；

15、第二計算模塊，用于根據在機械網絡、電氣網絡、信息網絡、氣液網絡中部件物理屬性，計算機械網絡、電氣網絡、信息網絡、氣液網絡中的部件功能重要度；

16、第三計算模塊，用于依據部件的拓撲重要度以及功能重要度，計算部件的綜合重要度；通過考慮不同網絡之間相依邊的影響，采用熵權的方法計算部件相依綜合重要度；

17、辨識模塊，用于依據部件的相依綜合重要度，對氫能驅動高速列車系統中的關鍵部件進行辨識。

18、第三方面，本發明提供一種非暫態計算機可讀存儲介質，所述非暫態計算機可讀存儲介質用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執行時，實現如第一方面所述的基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法。

19、第四方面，本發明提供一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述處理器和所述存儲器相互通信，所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令執行如第一方面所述的基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法。

20、第五方面，本發明提供一種電子設備，包括：處理器、存儲器以及計算機程序；其中，處理器與存儲器連接，計算機程序被存儲在存儲器中，當電子設備運行時，所述處理器執行所述存儲器存儲的計算機程序，以使電子設備執行實現如第一方面所述的基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法的指令。

21、本發明有益效果：針對既往的氫能驅動高速列車系統組份的特點，構建了機械、電氣、信息以及氣液四層相依網絡模型；以經典的復雜網絡拓撲測度以及部件的物理意義為基礎，提供部件綜合重要度計算方法，通過考慮相依特性并采用熵權的方法，提出了部件的相依綜合重要度，可為氫能驅動高速列車系統的關鍵部件辨識提供理論基礎。

22、本發明附加方面的優點，將在下述的描述部分中更加明顯的給出，或通過本發明的實踐了解到。

技術特征：

1.一種基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法，其特征在于，從氫能驅動高速列車系統中提取組份及其作用關系；依據部件以及作用關系的種類，分別構建機械、電氣、信息、氣液四種網絡模型；針對在四種子網中的相同物理部件，為其添加網絡之間的相依邊，以此構建機械-電氣-信息-氣液相依網絡模型。

3.根據權利要求2所述基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法，其特征在于，根據復雜網絡理論中的經典拓撲測度，選取節點度、介數、緊密度以及pagerank作為部件拓撲屬性的度量指標；計算在四個子網中，所有節點的節點度k、介數bc、緊密度hcc以及pagerankpr的值；根據部件的四種拓撲測度，計算其拓撲重要度。

4.根據權利要求3所述基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法，其特征在于，針對機械網絡中的部件，以功能支持度為基礎，提出機械網絡中部件的功能重要度；針對電氣網絡中的部件，采用基爾霍夫定律計算部件的功率，提出電氣網絡中部件的功能重要度；針對信息網絡中的部件，采用數據交通模型并以介數進行近似，提出信息網絡中部件的功能重要度；針對氣液網絡中的部件，以流經部件的氫氣或者液體流量為基礎，提出氣液網絡中部件的功能重要度。

5.根據權利要求4所述基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法，其特征在于，通過權重系數，并以四種網絡中部件的拓撲重要度以及功能重要度，可得部件的綜合重要度；通過考慮四種網絡中的綜合重要度以及相依關系，構建機械、電氣、信息、氣液網絡的測度矩陣；采用熵權的方法，計算得出四個子網中部件的相依測度。

6.一種基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識系統，其特征在于，包括：

7.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述非暫態計算機可讀存儲介質用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執行時，實現如權利要求1-5任一項所述的基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法。

8.一種計算機設備，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述處理器和所述存儲器相互通信，所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令執行如權利要求1-5任一項所述的基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法。

9.一種電子設備，其特征在于，包括：處理器、存儲器以及計算機程序；其中，處理器與存儲器連接，計算機程序被存儲在存儲器中，當電子設備運行時，所述處理器執行所述存儲器存儲的計算機程序，以使電子設備執行實現如權利要求1-5任一項所述的基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法的指令。

技術總結
本發明提供一種基于相依網絡模型的氫能驅動高速列車系統關鍵部件辨識方法及系統，屬于列車系統關鍵部件辨識技術領域，根據氫能驅動高速列車系統組分以及相依網絡模型，構建刻畫列車系統的機械?電氣?信息?氣液相依網絡模型；依據部件在網絡中的拓撲特征，構建部件拓撲屬性參數；依據不同部件的物理屬性，構建部件的功能屬性參數；根據部件的拓撲以及功能屬性，形成部件綜合重要度，通過采用熵權的方法并考慮部件之間的相依關系，提出部件的相依綜合重要度，并以此對氫能驅動的高速列車系統關鍵部件進行辨識。本發明通過考慮相依特性并采用熵權的方法，提出了部件的相依綜合重要度，可為氫能驅動高速列車系統的關鍵部件辨識提供理論基礎。

技術研發人員：王艷輝,郝羽成,張子龍,徐杰,孫晚華,董侃,熊劍春
受保護的技術使用者：北京交通大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24