基于Petri網的城市軌道交通信號系統(tǒng)脆弱性研究.pdf

1、信號系統(tǒng)作為保證軌道交通列車安全組織與運行的中樞神經，直接影響著城市軌道交通系統(tǒng)的服務水平、運輸效率和乘客的生命安全。隨著國內外學者對信號系統(tǒng)研究的深入，針對城市軌道交通信號系統(tǒng)的研究方法已經相對成熟，但是，目前對信號系統(tǒng)的研究還主要集中在風險、可靠性分析和系統(tǒng)構成與建模分析方面，信號系統(tǒng)脆弱性分析與評價方面的研究卻少人問津。脆弱性是系統(tǒng)的內在屬性，是系統(tǒng)發(fā)生故障或事故的根本原因。研究信號系統(tǒng)脆弱性有助于企業(yè)從系統(tǒng)本質安全的角度審視已發(fā)

2、生事故或故障的原因，從而幫助企業(yè)更全面、更深入的認識事故或故障，更好地預防故障和事故的發(fā)生。
　　在研究信號系統(tǒng)的諸多建模分析方法中，Petri網以其直觀的表達方式、嚴謹?shù)臄?shù)學邏輯等特點逐漸成為信號系統(tǒng)的主要建模工具之一。因此，本文結合信號系統(tǒng)的特點選擇面向對象的Petri網建模技術研究城市軌道交通信號系統(tǒng)脆弱性，并提出了信號系統(tǒng)脆弱性的量化計算方法。
　　(1)本文在綜述了脆弱性概念的發(fā)展過程和評價方法之后，結合信號系統(tǒng)的

3、特點界定了城市軌道交通信號系統(tǒng)的脆弱性概念，并比較了不同評價方法的優(yōu)缺點，引入函數(shù)模型法對信號系統(tǒng)的脆弱性進行研究?；谛盘栂到y(tǒng)的故障統(tǒng)計，分析并識別了信號系統(tǒng)的主要脆弱性因素。
　　(2)區(qū)別于過去對信號系統(tǒng)的劃分方式，本文依據(jù)某地鐵公司實際的管理模式，以基于無線通信的列車控制（Communication Based Train Control，簡稱CBTC）系統(tǒng)為例，將信號系統(tǒng)按照地域劃分為正線軌旁子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)、控制中心

4、子系統(tǒng)和車輛段子系統(tǒng)，建立了城市軌道交通信號系統(tǒng)的面向對象的著色Petri網（Objects oriented colored petri net，簡稱OOCPN）模型，并結合Petri網特點設計了脆弱性影響因素的攻擊路徑搜索算法，為應用函數(shù)模型法研究信號系統(tǒng)的脆弱性提供了技術支持。
　　(3)本文定義了信號系統(tǒng)脆弱性的量化分析方法和計算步驟，并以正線軌旁子系統(tǒng)和車載子系統(tǒng)為計算實例，對信號系統(tǒng)的脆弱性進行了計算和分析，最終達到了