本文選題：列控系統(tǒng) + 系統(tǒng)安全��； 參考：《北京交通大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：鐵路運(yùn)輸裝備制造行業(yè)是國家當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn),也是“中國制造2025"和“一帶一路”宏偉發(fā)展戰(zhàn)略的交點(diǎn),同時(shí)也是未來城市與地區(qū)互聯(lián)互通建設(shè)的關(guān)鍵支點(diǎn)。列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(簡稱列控系統(tǒng))是鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分,是集綜合指揮調(diào)度、安全運(yùn)行防護(hù)、高效可靠可用于一身的信息系統(tǒng)“體系”(SoS, System of Systems)。安全和高效是列控系統(tǒng)是核心追求,并且安全是高效的前提條件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)在列控系統(tǒng)中的不斷廣泛應(yīng)用,以可靠硬件和“故障-安全”原則為基礎(chǔ)的安全觀己不能準(zhǔn)確和完整地指導(dǎo)列控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研發(fā),傳統(tǒng)安全分析方法的分析能力也不能適應(yīng)當(dāng)前列控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)模和復(fù)雜度指數(shù)增長帶來的分析難度。如何面對持續(xù)增長的系統(tǒng)復(fù)雜度對安全分析帶來的影響?如何在安全分析中提升對安全苛求系統(tǒng)的SoS屬性的認(rèn)識?當(dāng)前列控系統(tǒng)與其它安全苛求系統(tǒng)相比的特殊性如何體現(xiàn)在安全分析中?對以上三個(gè)問題的回答是本文研究選擇的切入口。在對當(dāng)前列控系統(tǒng)安全分析面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了詳細(xì)歸納整理后,創(chuàng)新性地引入“體系”的概念,并在此基礎(chǔ)上提出了以體系綜合行為模型SCBM(SoS Comprehensive Behavior Model)為基礎(chǔ)的安全分析方法論,主張?jiān)趯w系運(yùn)行的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行正確性與完整性檢查的基礎(chǔ)上,建立包含動(dòng)態(tài)行為模型、正常行為模型和故障行為模型三類模型在內(nèi)的體系綜合行為模型SCBM,借助自動(dòng)化工具的高效分析代替人工分析活動(dòng),實(shí)現(xiàn)對危險(xiǎn)涌現(xiàn)現(xiàn)象的定性和定量安全分析,得到最小割集或序列,并計(jì)算危險(xiǎn)失效概率。該方法論的應(yīng)用過程與基于模型的系統(tǒng)工程過程相適應(yīng),可應(yīng)用在列控系統(tǒng)領(lǐng)域的實(shí)際設(shè)計(jì)與研發(fā)過程中。根據(jù)本文篇章結(jié)構(gòu)規(guī)劃,總結(jié)提出了以下五項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)：1)第二章中創(chuàng)新性地提出了以建模過程中不同的模型重心類型為依據(jù)的安全分析方法分類標(biāo)準(zhǔn),將包括經(jīng)典方法在內(nèi)的主要安全分析方法進(jìn)行了重新分類和比較；2)第三章中創(chuàng)新性地引入體系概念,在“動(dòng)態(tài)”和“涌現(xiàn)”特征基礎(chǔ)上提出了基于體系綜合行為模型SCBM的體系安全分析方法論,建立了SCBM模型的架構(gòu)和安全分析步驟；3)第四章中創(chuàng)新性地提出了聯(lián)鎖數(shù)據(jù)關(guān)系模型,設(shè)計(jì)并證明了危險(xiǎn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)搜索算法,為建立SCBM和安全分析奠定了基礎(chǔ),并開發(fā)了原型檢查工具,解決了城軌計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖中大批量數(shù)據(jù)檢查效率低下的實(shí)際問題：4)第五章中創(chuàng)新性地提出了基于CPN的SCBM建模方法,建立了危險(xiǎn)故障組合檢驗(yàn)方法實(shí)施步驟,并解決了安全計(jì)算機(jī)平臺熱備控制邏輯安全分析中故障組合復(fù)雜帶來的難以人工窮盡分析的實(shí)際問題;5)第六章中創(chuàng)新性地提出了基于MDP的SCBM建模方法,建立了危險(xiǎn)失效概率計(jì)算方法實(shí)施步驟,并解決了列車占用檢查邏輯設(shè)計(jì)中由于狀態(tài)空間爆炸和動(dòng)態(tài)性帶來的難以人工窮盡分析的實(shí)際問題,定量評估了占用檢查邏輯的設(shè)計(jì)的安全性。
[Abstract]:The manufacturing industry of railway transportation equipment is the hot spot of the country ' s current economic development , it is also the point of intersection of " China Manufacturing 2025 " and " Belt and Road " Hongwei development strategy , and is also the key fulcrum of the future urban and regional connectivity construction . The train operation control system ( hereinafter referred to as the train control system ) is an important part of the railway transportation system . It is an information system " system " ( SoS , System of Systems ) which integrates command and dispatching , safe operation protection and high efficiency and reliability . The safety and efficiency are the core pursuit , and the safety is the precondition of high efficiency . As the computer technology and information technology are widely used in the train control system , the security concept based on the principle of reliable hardware and fault - safety can not accurately and completely guide the design and development of the train control system .
2 ) In chapter 3 , the concept of the system is introduced , and based on the characteristics of " dynamic " and " emergence " , a system safety analysis methodology based on the system comprehensive behavior model SCBM is proposed , and the structure and safety analysis steps of the SCBM model are established ;
3 ) In chapter 4 , the relational model of interlocking data is proposed , and the risk error data search algorithm is designed and proved , which lays a foundation for the establishment of SCBM and security analysis .
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U284.48
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本文編號：2069771