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城市轨道交通CBTC数据管理单元安全关键软件设计与开发
| 论文题名： | 城市轨道交通CBTC数据管理单元安全关键软件设计与开发 |
| 关键词： | 城市轨道交通;CBTC系统;数据管理单元;软件开发;安全设计 |
| 摘要： | 基于通信的列车控制(Communication Based Train Control，CBTC)系统是利用连续、大容量的车地双向数字通信实现列车控制信息和列车状态信息传输的先进列车控制系统，是今后轨道交通列车运行控制系统的发展趋势。典型的CBTC系统包括列车自动监控系统ATS，数据库存储单元DSU，区域控制器ZC、计算机联锁CI，车载控制器VOBC和数据通信系统DCS。 数据管理单元(Data Storage Unit，DSU)是CBTC系统的重要组成部分，是运行在2*2(oo)2安全计算机平台上的安全-苛求系统(Saftey-critical System)，故DSU子系统的软件结构以及策略是否符合安全苛求系统的要求就显得十分重要。为满足SIL-4级的要求，必须通过各种手段来保证DSU应用软件的安全性和可靠性。 基于以上的考虑，本文分别从功能角度和软件安全角度对DSU应用软件进行安全设计与开发，主要工作如下: 1.从功能角度，由于DSU设备周期较长，能够满足在线读盘和存盘要求，所以由DSU负责管理临时限速。根据安全苛求系统的“V”型框架，按照DSU子系统需求分析，DSU应用软件需求分析，DSU应用软件概要（结构）设计的顺序描述了DSU子系统的原理。 2.从软件安全的角度考虑，从Vxworks操作系统的角度入手，深入分析了Vxworks的系统结构及其对I/O的控制和管理，然后基于安全核技术对DSU应用软件进行了研究与实践。并且将安全核分为三个模块，访问监视模块，策略验证模块以及安全策略模块，最后详细描述了五种安全策略的设计，分别是DSU操作动态数据库文件安全策略的设计，DSU临时限速设置安全策略的设计，DSU存储临时限速安全策略的设计，DSU临时限速取消安全策略的设计以及DSU静态线路数据存储安全策略的设计。 3.最后通过对于不同类型故障注入技术的比较，选择了软件故障注入方法对DSU应用软件进行安全测试。并且在实验室环境下，构造了模拟DSU应用层软件安全测试系统，对其进行了功能测试，结果表明本文所做的软件安全设计有助于提高DSU应用软件安全性。 |
| 作者： | 吴雅静 |
| 专业： | 自动化控制 |
| 导师： | 王海峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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