基于模型的高鐵信號(hào)系統(tǒng)安全評(píng)估.pdf

1、高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)包括CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(CBI)、調(diào)度集中(CTC)、信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，綜合了大量計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；規(guī)模龐大，應(yīng)用現(xiàn)代控制技術(shù)進(jìn)行控制，高度冗余，具有很高的安全可靠性；為高速鐵路安全，高效的運(yùn)行起到了無可替代的作用。然而，在高速鐵路的運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些故障，給高速鐵路安全運(yùn)行埋下巨大的隱患。一旦小概率故障事件沒得到有效管控，將會(huì)導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，其結(jié)果是災(zāi)難性的。因此，對(duì)高速鐵路

2、信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行安全性、可靠性分析，識(shí)別其系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)，降低安全危害，保障高速鐵路安全運(yùn)行具有非常重大的意義。
　　通過分析高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，采用形式化建模工具Simfia對(duì)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)建立安全分析模型，使用FTA方法和FMECA方法對(duì)可能造成高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)故障的因素進(jìn)行定性和定量分析，得出其頂事件的失效概率和最小割集。根據(jù)結(jié)果分析判明系統(tǒng)可能發(fā)生的故障模式和原因，并采取措施進(jìn)行改進(jìn)，提高系統(tǒng)安全性。本文的主要完成

3、的工作有：
　　1、對(duì)國內(nèi)外高速鐵路風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)比常用的幾種安全分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并指出廣泛使用的PHA、FFA、HAZOP等方法具有很強(qiáng)主觀性，在高速鐵路安全評(píng)估上存在不足。為此提出使用Simfia工具對(duì)高鐵系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。
　　2、對(duì)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)，安全分析模型，安全分析方法，風(fēng)險(xiǎn)因素，以及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)管理劃分體系進(jìn)行了研究。著重分析了無線閉塞系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)、調(diào)度集中和車載設(shè)備四大功能模塊，并以此為

4、模型依據(jù)分別建立Simfia模型。
　　3、通過使用Simfia強(qiáng)大的數(shù)據(jù)邏輯處理能力，對(duì)模型進(jìn)行故障樹分析，在此基礎(chǔ)上使用FMECA方法識(shí)別模型的故障模式和薄弱環(huán)節(jié)，據(jù)此提出改進(jìn)方案，通過改進(jìn)模型后，再次進(jìn)行仿真，其結(jié)果表明改進(jìn)后的模型頂事件失效率明顯降低，Simfia能夠?qū)Ω咚勹F路系統(tǒng)提供高效準(zhǔn)確的安全評(píng)估。
　　4、對(duì)某高鐵線路信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)估。該高鐵線路是我國中部的主要高速鐵路線路，其安全運(yùn)行對(duì)于保障國家“新絲綢