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基于STAMP的CTCS-3级列控系统测试方法研究
| 论文题名： | 基于STAMP的CTCS-3级列控系统测试方法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;列车运行控制系统;安全测试;系统理论事故模型与过程 |
| 摘要： | 中国列车运行控制系统3级（Chinese Train Control System Level3，CTCS-3）是中国300km/h及以上的高速铁路的核心技术和关键装备，随着多年的发展，其已有较为成熟的技术标准，并存在着交互复杂性高、系统难以解耦及安全性能向计算机转移等特点。基于以上特点，如仍使用服务于易于解耦的简单系统的事件链等安全分析方法，难以识别涌现性危险的存在。如何从系统层面进行安全的验证成为了挑战之一。 本文的主要工作如下: 基于当今CTCS-3级列控系统存在的复杂性高、安全问题以涌现性问题为主的特点，将基于系统理论事故模型与过程(Systems-Theoretic Accident Modeling and Processes，STAMP)模型的安全分析方法针对测试而进行改进优化，给出STPA-TCG(System-Theory Process Analysis-Test Case Genaration)方法。通过安全分析方法与测试方法的结合，解决传统安全测试本质上仍然为功能导向而不是安全导向的问题，提升安全测试在安全方面的指向性。 针对安全测试用例生成过程中难以对安全无关测试用例进行区分，并存在经验还原的问题，通过STPA-TCG方法，首先辨识系统相关的事故和危险源，应用控制过程和安全约束辨识系统的不安全控制行为，进而分析产生不安全控制行为的致因场景，系统测试所需要的用例直接通过危险源的致因场景转化而来，无须专门针对某个设备或是某个功能再去设计测试用例，使得测试用例的质量更高并可以追溯到系统级危险或事故，降低了安全无关的测试用例的数量，提升了安全性测试的效率。 论文以CTCS-3级列控系统的典型模式为例，使用STPA-TCG方法进行测试用例的生成。通过实例验证了该方法的可行性，并给出了实际应用中的具体细节要求。将本文所得安全用例与传统测试用例进行对比，证明STPA-TCG方法可以使得安全测试用例有着更高的安全指向性，对于测试案例库是一个重要的补充。 |
| 作者： | 张一帆 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 燕飞 |
| 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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