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)利用長定子同步直線電機原理，通過給軌道上的長定子供電來驅(qū)動列車運行，從而實現(xiàn)無接觸驅(qū)動。其運行過程由列車運行控制系統(tǒng)（簡稱列控系統(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，各個過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)的控制過程更加復雜。
　　高速磁浮列控系統(tǒng)對列車的安全防護起重要作用，必須正確完成安全相關的控制功能才能保障高速磁浮列車系統(tǒng)的安

2、全。對高速磁浮列控系統(tǒng)進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)控制過程的復雜性，給安全分析增加了難度。
　　本文以進行高速磁浮列控系統(tǒng)功能安全分析為目標，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，并說明其控制列車速度的方式。著重說明速度曲線監(jiān)控功能及其特有的停車點步進控制過程。其中最大速度曲線監(jiān)控功能對高速磁浮列車超速防護起重要作

3、用。還指出分區(qū)切換場景下速度控制過程的特殊性。
　　其次，以列車速度控制過程為例說明基于系統(tǒng)理論的事故模型（Systems-Theoretic Accident Model and Process，簡稱STAMP）對系統(tǒng)安全的認識。它將安全防護過程轉(zhuǎn)換為分層控制的形式，并通過控制器的過程模型描述每層的控制過程。還強調(diào)人為因素對系統(tǒng)安全的影響。概括出用STAMP對應的安全分析方法（System Theoretic Process A

4、nalysis，簡稱STPA）對高速磁浮列控系統(tǒng)功能安全進行分析的步驟。在這些步驟中，對分層結(jié)構的安全分析需要依次迭代。
　　然后，用STPA方法對高速磁浮列控系統(tǒng)的最大速度曲線監(jiān)控功能進行分析。建立該功能對應的分層控制結(jié)構和各控制器的過程模型。主要分析了超速防護層、當前停車點控制層和操作員停車點設置層。得出了分層次的系統(tǒng)危險致因及子系統(tǒng)的安全約束。
　　最后，根據(jù)安全分析的結(jié)果，總結(jié)了此方法在識別系統(tǒng)全生命周期，軟件內(nèi)部和