基于模型的高鐵信號系統(tǒng)安全評估.pdf

1、高速鐵路信號系統(tǒng)包括CTCS-3級列控系統(tǒng)、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)(CBI)、調(diào)度集中(CTC)、信號監(jiān)測系統(tǒng)等,其結(jié)構復雜，綜合了大量計算機網(wǎng)絡通信技術；規(guī)模龐大，應用現(xiàn)代控制技術進行控制，高度冗余，具有很高的安全可靠性；為高速鐵路安全，高效的運行起到了無可替代的作用。然而，在高速鐵路的運行過程中，經(jīng)常會發(fā)生一些故障，給高速鐵路安全運行埋下巨大的隱患。一旦小概率故障事件沒得到有效管控，將會導致重大事故的發(fā)生，其結(jié)果是災難性的。因此，對高速鐵路

2、信號系統(tǒng)進行安全性、可靠性分析，識別其系統(tǒng)的安全風險，降低安全危害，保障高速鐵路安全運行具有非常重大的意義。
　　通過分析高速鐵路信號系統(tǒng)的功能和結(jié)構，采用形式化建模工具Simfia對高速鐵路信號系統(tǒng)建立安全分析模型，使用FTA方法和FMECA方法對可能造成高速鐵路信號系統(tǒng)故障的因素進行定性和定量分析，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，并采取措施進行改進，提高系統(tǒng)安全性。本文的主要完成

3、的工作有：
　　1、對國內(nèi)外高速鐵路風險評估現(xiàn)狀進行分析，對比常用的幾種安全分析方法的優(yōu)缺點，并指出廣泛使用的PHA、FFA、HAZOP等方法具有很強主觀性，在高速鐵路安全評估上存在不足。為此提出使用Simfia工具對高鐵系統(tǒng)進行建模分析。
　　2、對高速鐵路信號系統(tǒng)的安全標準，安全分析模型，安全分析方法，風險因素，以及風險等級管理劃分體系進行了研究。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強大的數(shù)據(jù)邏輯處理能力，對模型進行故障樹分析，在此基礎上使用FMECA方法識別模型的故障模式和薄弱環(huán)節(jié)，據(jù)此提出改進方案，通過改進模型后，再次進行仿真，其結(jié)果表明改進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)提供高效準確的安全評估。
　　4、對某高鐵線路信號系統(tǒng)進行安全評估。該高鐵線路是我國中部的主要高速鐵路線路，其安全運行對于保障國家“新絲綢