以安全为导向的中速磁浮车载运行控制系统设计
发布时间：2021-01-19 13:33
时速200公里的中速磁浮列车具有转弯半径小、爬坡能力强、噪声低等显著优点,是缓解特大城市或城市群交通拥堵、实现区域内高效便捷出行的重要交通工具。运行控制系统是中速磁浮交通系统的三大核心子系统之一,是典型的安全苛求系统,因此,研究中速磁浮运行控制系统安全设计方法具有重要的理论意义和应用价值。本文以安全为导向,将安全分析融入中速磁浮车载运行控制系统设计的全过程:首先,提出了一种中速磁浮车载运行控制系统的初步设计方案,然后,通过建模和安全分析,得到了系统潜在危险源及相应的安全约束,在此基础上,给出了满足系统安全约束的优化设计方案,最后,仿真验证了系统的功能和安全性。论文主要工作如下:（1）针对时速200公里的中速磁浮列车的技术特点,借鉴高速磁浮运行控制系统的设计经验,分析了中速磁浮车载运行控制系统的功能需求,并完成了中速磁浮车载运行控制系统架构的初步方案设计,包括功能模块划分和接口设计。（2）定义了车载运行控制系统各功能模块的分层控制结构,利用OCL语言建立了相应的过程模型,给出了 UML状态图的控制算法,进而建立了中速磁浮车载运行控制系统的 STAMP（Systems-Theoretic ...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硒系统安全生命周期
刀论文框架结构
行控制系统以及现有轮轨列车运行控制系统的经验，分析中速磁浮车载运行控制??系统功能需求，包括速度防护需求和列车防护需求，在此基础上，给出中速磁浮车??载运行控制系统架构的初步设计方案，为系统的安全分析及优化提供基础。??２．１中速磁浮车载运行控制系统的功能需求分析??磁浮列车运行控制系统与磁浮系统里的车辆、牵引、线路与道岔等子系统相连，??保证了列车的安全高效运行。上海磁浮示范线中采用的磁浮列车运行控制系统主??要由中央运行控制系统（Ｃｅｎｔｒａｌ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，?ＣＣＳ?），分区运行控制系统??（Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，?ＤＣＳ），车载运行控制系统（Ｖｅｈｉｃｌｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，??ｖｃｓ）组成ｗ。就列车运行控制系统而言，高速磁浮系统与中速磁浮系统相似。因??此本文提到的中速磁浮运行控制系统也将采用中央、分区、车载三层控制架构，??如图２－１所示，ＣＣＳ位于控制中心，主要功能是显示整条线路以及列车的运??行状态、完成列车的运行计划、时刻表下发以及调度等；ＤＣＳ位于轨旁的牵引变??电站或者道岔房，对内与ＣＣＳ、ＶＣＳ、相邻ＤＣＳ相连，对外与分区牵引供电系统??相连。ＶＣＳ位于列车上主要与分区运行控制系统一同完成列车的安全防护和控制。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Safety analysis of wheel brake system based on STAMP/STPA and Monte Carlo simulation[J]. HU Jianbo,ZHENG Lei,XU Shukui. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(06)
[2]高速磁浮车载运行控制仿真子系统研究[J]. 李章杨,虞翊,陈义军. 城市轨道交通研究. 2018(11)
[3]中国首条中低速磁浮铁路开通试运营[J]. 刘天胜,梁超. 电力机车与城轨车辆. 2016(03)
[4]基于失效逻辑建模的轨道交通信号系统安全评估方法[J]. 刘超,唐涛,李开成. 系统仿真学报. 2014(06)
[5]基于DSPN的高速磁浮运控系统越区切换模型[J]. 曹源,张玉琢,马连川,孙雅晴,穆建成. 交通运输工程学报. 2014(02)
[6]日本Linimo磁浮线的技术特点和运行情况[J]. 刘卫东. 城市轨道交通研究. 2014(04)
[7]基于三取二冗余结构的安全计算机系统[J]. 黄涛,陈祥献,黄海. 计算机工程. 2011(18)
[8]高速磁浮列车运行控制系统体系结构研究[J]. 杨光,唐祯敏. 中国铁道科学. 2006(06)
[9]中低速磁浮列车运行控制系统的方案及其实现[J]. 佘龙华,李剑锋. 城市轨道交通研究. 2006(04)
[10]上海磁浮示范线安全评估审批的实践[J]. 刘武君,吴涛. 综合运输. 2003(08)
博士论文
[1]基于STPA的需求阶段的高速列车运行控制系统安全分析方法研究[D]. 刘金涛.北京交通大学 2015
[2]一种基于失效传播模型的安全分析方法的研究[D]. 牛儒.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]基于STPA的CTCS-1级列控系统区域列控数据中心安全分析方法的研究[D]. 刘莎晨.北京交通大学 2018
[2]基于STPA和有色Petri网的列控系统安全分析[D]. 胡少强.北京交通大学 2018
[3]高速磁浮列车速度曲线监控功能安全分析[D]. 姚媛.北京交通大学 2016
[4]高速磁浮运控系统运行场景的RSL建模与验证[D]. 章珍珍.北京交通大学 2013
本文编号：2987084
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硒系统安全生命周期
刀论文框架结构
行控制系统以及现有轮轨列车运行控制系统的经验，分析中速磁浮车载运行控制??系统功能需求，包括速度防护需求和列车防护需求，在此基础上，给出中速磁浮车??载运行控制系统架构的初步设计方案，为系统的安全分析及优化提供基础。??２．１中速磁浮车载运行控制系统的功能需求分析??磁浮列车运行控制系统与磁浮系统里的车辆、牵引、线路与道岔等子系统相连，??保证了列车的安全高效运行。上海磁浮示范线中采用的磁浮列车运行控制系统主??要由中央运行控制系统（Ｃｅｎｔｒａｌ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，?ＣＣＳ?），分区运行控制系统??（Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，?ＤＣＳ），车载运行控制系统（Ｖｅｈｉｃｌｅ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｙｓｔｅｍ，??ｖｃｓ）组成ｗ。就列车运行控制系统而言，高速磁浮系统与中速磁浮系统相似。因??此本文提到的中速磁浮运行控制系统也将采用中央、分区、车载三层控制架构，??如图２－１所示，ＣＣＳ位于控制中心，主要功能是显示整条线路以及列车的运??行状态、完成列车的运行计划、时刻表下发以及调度等；ＤＣＳ位于轨旁的牵引变??电站或者道岔房，对内与ＣＣＳ、ＶＣＳ、相邻ＤＣＳ相连，对外与分区牵引供电系统??相连。ＶＣＳ位于列车上主要与分区运行控制系统一同完成列车的安全防护和控制。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Safety analysis of wheel brake system based on STAMP/STPA and Monte Carlo simulation[J]. HU Jianbo,ZHENG Lei,XU Shukui. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(06)
[2]高速磁浮车载运行控制仿真子系统研究[J]. 李章杨,虞翊,陈义军. 城市轨道交通研究. 2018(11)
[3]中国首条中低速磁浮铁路开通试运营[J]. 刘天胜,梁超. 电力机车与城轨车辆. 2016(03)
[4]基于失效逻辑建模的轨道交通信号系统安全评估方法[J]. 刘超,唐涛,李开成. 系统仿真学报. 2014(06)
[5]基于DSPN的高速磁浮运控系统越区切换模型[J]. 曹源,张玉琢,马连川,孙雅晴,穆建成. 交通运输工程学报. 2014(02)
[6]日本Linimo磁浮线的技术特点和运行情况[J]. 刘卫东. 城市轨道交通研究. 2014(04)
[7]基于三取二冗余结构的安全计算机系统[J]. 黄涛,陈祥献,黄海. 计算机工程. 2011(18)
[8]高速磁浮列车运行控制系统体系结构研究[J]. 杨光,唐祯敏. 中国铁道科学. 2006(06)
[9]中低速磁浮列车运行控制系统的方案及其实现[J]. 佘龙华,李剑锋. 城市轨道交通研究. 2006(04)
[10]上海磁浮示范线安全评估审批的实践[J]. 刘武君,吴涛. 综合运输. 2003(08)
博士论文
[1]基于STPA的需求阶段的高速列车运行控制系统安全分析方法研究[D]. 刘金涛.北京交通大学 2015
[2]一种基于失效传播模型的安全分析方法的研究[D]. 牛儒.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]基于STPA的CTCS-1级列控系统区域列控数据中心安全分析方法的研究[D]. 刘莎晨.北京交通大学 2018
[2]基于STPA和有色Petri网的列控系统安全分析[D]. 胡少强.北京交通大学 2018
[3]高速磁浮列车速度曲线监控功能安全分析[D]. 姚媛.北京交通大学 2016
[4]高速磁浮运控系统运行场景的RSL建模与验证[D]. 章珍珍.北京交通大学 2013
本文编号：2987084
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