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CTCS-1级列控系统车载设备安全性分析
| 论文题名： | CTCS-1级列控系统车载设备安全性分析 |
| 关键词： | 铁路信号;列车运行控制系统;车载设备;安全性 |
| 摘要： | 随着我国科技水平和经济实力的不断提高，安全、高效的轨道交通变得越来越重要。既有线占我国铁路总里程的70％～80％，其信号系统的安全性有待进一步提高。为满足既有线信号系统的改造，CTCS-1级列控系统对于提高既有铁路列车运行安全有着重要意义。 通过有效的安全分析方法对CTCS-1级列控系统车载子系统进行安全性分析，确定影响系统安全的关键因素和安全隐患，并在系统设计阶段对影响因素和安全隐患采取防范措施，对于列控系统的设计、实现、运营、维护等具有重要价值。 本文以CTCS-1级列控系统车载设备安全性分析为目标，主要研究内容如下: 首先，以中国铁路总公司重大项目:CTCS-1级列控系统关键技术研究为背景，介绍了CTCS-1级列控系统的组成、功能，以及子系统间的通信方式。 其次，针对系统理论事故模型和过程（STAMP）和其分析方法(STPA)，结合CTCS-1级列控系统特点，提出一种基于UML的多分辨率STAMP故障分析模型。它将列车组件交互过程和安全防护功能转换为各个关注角度不同的控制-反馈过程。在此基础上，对不恰当行为进行扩展和形式化描述，并提出行为关系模型MSAR，针对行为关系模型的形式化定义，提出基于符号的描述语言。进一步提出与其对应的安全分析方法，沿分辨率等级和不恰当行为关联路径对各级别的危险事件定义和致因分析，直至得到不恰当行为的原始致因，从而达到分析出所有危险发生的最根本原因的目的。 然后，以列车侧线接车场景为例，从车载子系统的功能实现和控制方式的角度，对其各组件进行分辨率划分，分别对各分辨率下的组件交互过程建立STAMP模型。此外，强调了在建立模型过程中，需对各个分辨率的建模对象的硬件构成、实现功能、接口特性、通信方式和通信协议有较为清晰的认知，从而保证模型建立的正确性和分析结果的准确性。 最后，在各模型均建立完成的前提下，定义系统级危险事件。依据本文所提出的行为关系模型和危险致因分析方法，对各模型的危险事件和不恰当行为进行致因分析，最终得出危险产生的最根本原因。 本文不仅对安全分析方法做了理论研究，同时结合CTCS-1级列控车载设备进行了实际应用。分析结果表明，本文提出的多分辨率STAMP模型和其安全分析方法，能够很好地用于列控系统的安全性分析。 |
| 作者： | 王昊 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 刘中田 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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