CTCS-1級列控系統(tǒng)車載設(shè)備安全性分析.pdf

1、隨著我國科技水平和經(jīng)濟實力的不斷提高，安全、高效的軌道交通變得越來越重要。既有線占我國鐵路總里程的70％～80％，其信號系統(tǒng)的安全性有待進一步提高。為滿足既有線信號系統(tǒng)的改造，CTCS-1級列控系統(tǒng)對于提高既有鐵路列車運行安全有著重要意義。
　　通過有效的安全分析方法對CTCS-1級列控系統(tǒng)車載子系統(tǒng)進行安全性分析，確定影響系統(tǒng)安全的關(guān)鍵因素和安全隱患，并在系統(tǒng)設(shè)計階段對影響因素和安全隱患采取防范措施，對于列控系統(tǒng)的設(shè)計、實現(xiàn)、運

2、營、維護等具有重要價值。
　　本文以CTCS-1級列控系統(tǒng)車載設(shè)備安全性分析為目標，主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，以中國鐵路總公司重大項目:CTCS-1級列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究為背景，介紹了CTCS-1級列控系統(tǒng)的組成、功能，以及子系統(tǒng)間的通信方式。
　　其次，針對系統(tǒng)理論事故模型和過程（STAMP）和其分析方法(STPA)，結(jié)合CTCS-1級列控系統(tǒng)特點，提出一種基于UML的多分辨率STAMP故障分析模型。它將列車組件

3、交互過程和安全防護功能轉(zhuǎn)換為各個關(guān)注角度不同的控制-反饋過程。在此基礎(chǔ)上，對不恰當(dāng)行為進行擴展和形式化描述，并提出行為關(guān)系模型MSAR，針對行為關(guān)系模型的形式化定義，提出基于符號的描述語言。進一步提出與其對應(yīng)的安全分析方法，沿分辨率等級和不恰當(dāng)行為關(guān)聯(lián)路徑對各級別的危險事件定義和致因分析，直至得到不恰當(dāng)行為的原始致因，從而達到分析出所有危險發(fā)生的最根本原因的目的。
　　然后，以列車側(cè)線接車場景為例，從車載子系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和控制方式

4、的角度，對其各組件進行分辨率劃分，分別對各分辨率下的組件交互過程建立STAMP模型。此外，強調(diào)了在建立模型過程中，需對各個分辨率的建模對象的硬件構(gòu)成、實現(xiàn)功能、接口特性、通信方式和通信協(xié)議有較為清晰的認知，從而保證模型建立的正確性和分析結(jié)果的準確性。
　　最后，在各模型均建立完成的前提下，定義系統(tǒng)級危險事件。依據(jù)本文所提出的行為關(guān)系模型和危險致因分析方法，對各模型的危險事件和不恰當(dāng)行為進行致因分析，最終得出危險產(chǎn)生的最根本原因。<