原文传递
基于防危技术的列控车载设备软件安全研究
| 论文题名： | 基于防危技术的列控车载设备软件安全研究 |
| 关键词： | 列车运行控制系统;车载设备;软件安全;防危技术;VxWorks操作系统;防危核 |
| 摘要： | 随着中国铁路事业的飞速发展，列车运行速度不断提高，发车间隔不断缩短，铁路列车运行控制系统在保证列车安全、提高运行效率、满足旅客运输的准点率和舒适度等方面起着至关重要的作用。尤其是其中的列控车载设备，直接保障着列车的运行安全，其安全性和可靠性得到了人们越来越多的关注。 然而随着计算机技术应用的不断深入，软件实现的功能不断增加，软件规模不断扩大，使得软件测试和验证越来越困难，软件错误以及缺陷已经成为导致系统失效的主要原因。本文研究的防危技术就是在这样的背景下产生的，它是在承认软件存在错误和缺陷的前提下，通过验证应用软件命令，防止其对安全关键设备下达危险指令来保证系统安全。 首先本文分析了防危性和可靠性的区别与联系，并研究了防危技术的理论和方法，分别研究了防危核和防危壳技术，通过比较认为防危核更适合于车载设备的应用，同时引入防危壳实时的理念，以增强防危核对于设备命令的时间约束。然后从防危核的安全性、透明性、隔离性、通用性以及防危核自身安全等方面进行了研究，分别提出了防危核的多层反射机制、防危策略分离等概念。 接着本文以VxWorks操作系统为例，深入分析了VxWorks的系统结构及其对I/O的控制与管理，然后在应用软件和系统软件之间加入防危核，根据防危核在车载设备中的应用需求，对防危核的结构进行了详细设计，将其分为防危代理、防危验证、防危监视、防危记录四个主要模块。 在防危核的防危验证中，防危策略的生成是重点内容。本文以车载设备的车门防护、模式转换、列车制动防护等几个列车的安全功能为例，说明了防危策略生成的方法及步骤，手动生成了防危策略，并用符号模型检验方法SMV对生成的防危策略进行了安全验证，证明了构造模型的安全性。 最后在实验室环境下，构造了模拟测试系统，针对车载设备的上述几项安全功能进行了防危核实现，并对其进行了功能测试，结果表明本文设计的防危核是合理而且可行的，达到了预期的防危效果。 |
| 作者： | 刘辉 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 穆建成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
