高速磁浮列車速度曲線監(jiān)控功能安全分析.pdf

1、高速磁浮列車系統(tǒng)利用長(zhǎng)定子同步直線電機(jī)原理，通過(guò)給軌道上的長(zhǎng)定子供電來(lái)驅(qū)動(dòng)列車運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸驅(qū)動(dòng)。其運(yùn)行過(guò)程由列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱列控系統(tǒng)）控制。高速磁浮列控系統(tǒng)有分布式控制系統(tǒng)集中管理和分層控制的特點(diǎn)，各個(gè)過(guò)程控制單元是相互協(xié)調(diào)的軟件密集自治子系統(tǒng)。高速磁浮車地緊密耦合的特性使得高速磁浮列控系統(tǒng)的控制過(guò)程更加復(fù)雜。
　　高速磁浮列控系統(tǒng)對(duì)列車的安全防護(hù)起重要作用，必須正確完成安全相關(guān)的控制功能才能保障高速磁浮列車系統(tǒng)的安

2、全。對(duì)高速磁浮列控系統(tǒng)進(jìn)行安全分析能找出可能造成其功能失效的原因，是保障系統(tǒng)安全的必要工作。但由于高速磁浮列控系統(tǒng)控制過(guò)程的復(fù)雜性，給安全分析增加了難度。
　　本文以進(jìn)行高速磁浮列控系統(tǒng)功能安全分析為目標(biāo)，主要工作如下:
　　首先，本文以上海高速磁浮示范線為例，介紹了高速磁浮列控系統(tǒng)的組成，并說(shuō)明其控制列車速度的方式。著重說(shuō)明速度曲線監(jiān)控功能及其特有的停車點(diǎn)步進(jìn)控制過(guò)程。其中最大速度曲線監(jiān)控功能對(duì)高速磁浮列車超速防護(hù)起重要作

3、用。還指出分區(qū)切換場(chǎng)景下速度控制過(guò)程的特殊性。
　　其次，以列車速度控制過(guò)程為例說(shuō)明基于系統(tǒng)理論的事故模型（Systems-Theoretic Accident Model and Process，簡(jiǎn)稱STAMP）對(duì)系統(tǒng)安全的認(rèn)識(shí)。它將安全防護(hù)過(guò)程轉(zhuǎn)換為分層控制的形式，并通過(guò)控制器的過(guò)程模型描述每層的控制過(guò)程。還強(qiáng)調(diào)人為因素對(duì)系統(tǒng)安全的影響。概括出用STAMP對(duì)應(yīng)的安全分析方法（System Theoretic Process A

4、nalysis，簡(jiǎn)稱STPA）對(duì)高速磁浮列控系統(tǒng)功能安全進(jìn)行分析的步驟。在這些步驟中，對(duì)分層結(jié)構(gòu)的安全分析需要依次迭代。
　　然后，用STPA方法對(duì)高速磁浮列控系統(tǒng)的最大速度曲線監(jiān)控功能進(jìn)行分析。建立該功能對(duì)應(yīng)的分層控制結(jié)構(gòu)和各控制器的過(guò)程模型。主要分析了超速防護(hù)層、當(dāng)前停車點(diǎn)控制層和操作員停車點(diǎn)設(shè)置層。得出了分層次的系統(tǒng)危險(xiǎn)致因及子系統(tǒng)的安全約束。
　　最后，根據(jù)安全分析的結(jié)果，總結(jié)了此方法在識(shí)別系統(tǒng)全生命周期，軟件內(nèi)部和