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原文传递高速铁路计算机联锁系统的安全评估研究

论文题名：	高速铁路计算机联锁系统的安全评估研究
关键词：	高速铁路计算机联锁系统;安全评估;层次分析法;灰色理论
摘要：	我国是世界上高速铁路处于前沿水平的国家之一。计算机联锁系统的性能对于行车安全、效率至关重要。因此，对其安全评估研究迫在眉睫。本文基于我国缺乏独立、可靠的高速铁路计算机联锁系统安全评价方法这一现状，通过对几种常用评估方法以及系统评估的实施研究，得出了高铁计算机联锁系统的安全评估方法，推动其安全管理由基于技术规范的安全质量保证转变为基于全生命周期内的安全评价。　　首先，研究了高铁计算机联锁系统安全评估的相关内容，包括安全完整性等级、风险矩阵、风险控制、我国高铁信号系统的组成及安全评估状况等。　　然后，研究了几种安全评估方法，包括预先危险性分析、专家评估法、故障类型和影响分析、事件树分析和故障树分析。通过对其分析，得出评估过程中如何进行方法的选择。确定选择依据为系统规模、系统的使用经验、参数的确定性、评价结果要求和评估时间等。对超速防护进行事件树分析，建立事件树模型并进行定量计算。通过对铁道研究院通信信号研究所引进德国技术研发的计算机联锁系统的故障树分析研究其实施过程，设置参数并分析计算过程。　　由于直接采用专家评价法难以保证结果的客观性和准确性，因此提出结合专家评价，采用层次分析法和灰色理论进行系统的安全评估。通过对某一计算机联锁系统的安全评价分析该方法的实施过程。将计算机联锁系统分为目标层、准则层和指标层，根据灰色评价矩阵和权重向量计算各准则下指标的风险矩阵，再根据准则权重向量和各准则下指标的风险矩阵计算隶属度矩阵和系统的风险值。根据最大隶属度原则及灰类分值得出系统所处的风险等级。评价结果表明，该计算机联锁系统介于“容许风险”和“不希望风险”之间。根据层次总排序得出对该计算机联锁系统风险贡献相对较大的因素主要有CPU主板故障、采集控制板故障、报警板故障和违规操作等。在此基础上提出防范和改进措施。　　通过第二章可见安全评价中常会涉及到马尔可夫过程及很大的计算量。因此，提出引入英国的可靠性分析软件Isograph进行辅助分析。利用Isograph对前面的计算机联锁系统进行马尔可夫和故障树建模分析，得出的联锁逻辑单元、通信板以及整个系统的故障率均与第二章中的一致。最后通过对总的故障树设置参数，得到顶事件的失效率。结果表明该计算机联锁系统满足我国铁路部门的安全要求。　　虽然本文在研究安全评价方法的基础上提出了按照实际情况选择评价方法，也利用故障树、层次分析法和灰色理论对计算机联锁系统进行了评估分析，但是还存在一些缺陷。例如对系统的故障树分析没有考虑共因故障，认为各故障之间是相互独立的。另外，专家评价法具有一定的主观性，如何选择评价主体以及采取什么样的评分准则能使结果更加准确有待进一步研究。
作者：	郑爽
专业：	通信与信息系统
导师：	周冬梅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	成都理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文