基于接口模型的失效傳播分析及其在列控系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是高鐵的核心技術(shù)之一。作為典型的安全苛求系統(tǒng)，列控系統(tǒng)的失效有可能導(dǎo)致人員傷亡、重大財產(chǎn)損失和環(huán)境破壞等?，F(xiàn)今，基于模型的安全分析方法在復(fù)雜的計算機(jī)控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)方法相比，基于模型的安全分析以語義精確的模型作為系統(tǒng)描述的主要手段和分析對象，靈活性和重用性高。本文選取接口模型對系統(tǒng)中的組件及組件之間的交互進(jìn)行刻畫。通常，接口模型比相對應(yīng)的組件要簡潔，能夠大幅度減少兩個及多個接口自動機(jī)組合后的狀態(tài)數(shù)量，因

2、此可以有效提高系統(tǒng)的安全分析質(zhì)量和效率。
　　本文的主要工作是提出了一種基于系統(tǒng)接口模型的失效傳播分析方法，具體包括:
　　1、融合了接口模型和失效傳播模型。定義了基礎(chǔ)故障和傳播故障，在系統(tǒng)正常接口模型的基礎(chǔ)上引入新的狀態(tài)、動作及遷移，來描述有故障存在時系統(tǒng)的行為。
　　2、提出了狀態(tài)空間重建策略。將狀態(tài)空間劃分為安全區(qū)域、觸發(fā)區(qū)域和危險核心，通過雙向可達(dá)性分析，移除與目標(biāo)事件（包括基本故障和危險事件）發(fā)生無關(guān)的遷移，

3、將狀態(tài)進(jìn)行歸并。從而有效減少狀態(tài)的數(shù)目，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)空間的重構(gòu)。
　　3、在廣度優(yōu)先搜索算法的基礎(chǔ)上，設(shè)計了啟發(fā)式的路徑搜索算法。通過定義一個有界的正整數(shù)k，修剪掉搜索樹上的一些分支。提高了割集搜索算法的效率，并在Eclipse平臺實(shí)現(xiàn)了最小割集生成。
　　4、將接口模型與列控領(lǐng)域具體失效場景進(jìn)行深度結(jié)合，實(shí)現(xiàn)CTCS-3級列控系統(tǒng)實(shí)際場景的建模與分析。通過分析RBC切換場景的流程，確定了各個子系統(tǒng)模型的狀態(tài)、遷移和輸入輸出動作