基于STPA的CTCS-1级列控系统安全分析方法的研究
发布时间：2021-03-28 05:42
CTCS-1级列控系统是为提升200km/h以下新建及改造线路安全性、可靠性、运输效率和自动化水平而对既有线列控系统进行的一次技术升级。列控系统作为典型的安全苛求系统,其安全性对整个铁路运输系统举足轻重,因此,对列控系统进行安全分析来识别特定应用场景存在的安全隐患,有着非常重要的意义。与传统的风险识别方法相比,STPA能够更系统地识别风险。但是STPA分析过程过度依靠人工,对技术人员的专家经验依赖程度高。另外由于复杂系统功能和行为的多样性,仅仅依靠人工分析难以保证结果的全面性和准确性。因此,本文基于CPN动态模型提出形式化的STPA-CPN方法来辨识系统危险致因。本文的主要研究工作如下:（1）首先,以侧线接车和临时限速场景为例,完成了 STPA的安全分析流程。在使用分层控制框图、SysML顺序图、OCL语言建立系统模型的基础上,参照STPA提供的四类引导词实现不恰当控制行为辨识,并完成控制缺陷分析,为验证本文所提方法有效性做铺垫。（2）然后,通过比较SysML和CPN两种建模方法的优缺点论证了 SysML活动图到有色Petri网模型转换的必要性和可操作性。建立侧线接车和临时限速两个场景...
【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】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２论文框架结构??Ｆｉｇ?１?－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｔｈｅｓｉ?
图２－１控制环结构及其过程模型??Ｆｉｇ?２－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｌｏｏｐ??
一导致危险的系统控制缺陷分类
【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]系统理论过程分析在城市轨道交通列车运行控制系统设计中的应用[J]. 闫宏伟,燕飞,张仕杰,牛儒,唐涛. 城市轨道交通研究. 2017(11)
[3]CTCS-1级列控系统总体技术方案探讨[J]. 莫志松. 中国铁路. 2016(08)
[4]面向INS数据分类的鲁棒性无监督聚类方法[J]. 刘莉,杨傲雷,屠晓伟,费敏锐,彭飞. 仪器仪表学报. 2016(01)
[5]基于Spin的SysML时序图与活动图一致性检测[J]. 胡良文,马金晶,孙博. 计算机技术与发展. 2015(09)
[6]基于控制关系模型的CTCS-3级列控系统功能安全分析方法[J]. 刘金涛,唐涛,赵林,刘磊. 铁道学报. 2015(08)
[7]基于Petri网列车群模型的列车运行冲突分析[J]. 王鹏玲,马磊,王青元,冯晓云. 铁道学报. 2015(03)
[8]基于Petri网的SysML活动图的分析与验证[J]. 王松锋,熊选东,付建丹,张亮忠. 计算机科学. 2012(09)
[9]复杂配电网的供电可靠性定量评估[J]. 邱生,张焰,徐洋,王之佩,骆敏. 上海交通大学学报. 2005(12)
[10]联锁软件的Petri网形式化定义[J]. 杨扬,潘明,何梅芳. 中国铁道科学. 2002(03)
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
硕士论文
[1]基于SysML和时间自动机的CTCS-1级列控系统RDC建模与验证[D]. 王晓丹.北京交通大学 2018
[2]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
[3]基于TCPN的CTCS-1级列控系统RDC形式化建模与分析[D]. 徐越.北京交通大学 2018
[4]基于NuSMV和STPA的RBC交接场景安全分析方法研究[D]. 夏宇.北京交通大学 2018
[5]西部铁路列控系统RBC核心功能设计与验证[D]. 黄静.北京交通大学 2017
[6]CTCS-1级列控系统车载设备安全性分析[D]. 王昊.北京交通大学 2017
[7]安全关键嵌入式系统的SysML活动图概率验证方法研究[D]. 朱羿全.南京航空航天大学 2015
[8]基于概率模型检测的SysML活动图验证方法研究[D]. 惠文涛.解放军信息工程大学 2015
[9]基于Petri网的“系统的系统”的建模与仿真的研究[D]. 常旭岭.上海交通大学 2015
[10]基于HTCPN的区域控制器列车追踪的建模研究[D]. 李庆欢.西南交通大学 2014
本文编号：3104993
【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】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２论文框架结构??Ｆｉｇ?１?－２?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｔｈｅｓｉ?
图２－１控制环结构及其过程模型??Ｆｉｇ?２－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｌｏｏｐ??
一导致危险的系统控制缺陷分类
【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]系统理论过程分析在城市轨道交通列车运行控制系统设计中的应用[J]. 闫宏伟,燕飞,张仕杰,牛儒,唐涛. 城市轨道交通研究. 2017(11)
[3]CTCS-1级列控系统总体技术方案探讨[J]. 莫志松. 中国铁路. 2016(08)
[4]面向INS数据分类的鲁棒性无监督聚类方法[J]. 刘莉,杨傲雷,屠晓伟,费敏锐,彭飞. 仪器仪表学报. 2016(01)
[5]基于Spin的SysML时序图与活动图一致性检测[J]. 胡良文,马金晶,孙博. 计算机技术与发展. 2015(09)
[6]基于控制关系模型的CTCS-3级列控系统功能安全分析方法[J]. 刘金涛,唐涛,赵林,刘磊. 铁道学报. 2015(08)
[7]基于Petri网列车群模型的列车运行冲突分析[J]. 王鹏玲,马磊,王青元,冯晓云. 铁道学报. 2015(03)
[8]基于Petri网的SysML活动图的分析与验证[J]. 王松锋,熊选东,付建丹,张亮忠. 计算机科学. 2012(09)
[9]复杂配电网的供电可靠性定量评估[J]. 邱生,张焰,徐洋,王之佩,骆敏. 上海交通大学学报. 2005(12)
[10]联锁软件的Petri网形式化定义[J]. 杨扬,潘明,何梅芳. 中国铁道科学. 2002(03)
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
硕士论文
[1]基于SysML和时间自动机的CTCS-1级列控系统RDC建模与验证[D]. 王晓丹.北京交通大学 2018
[2]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
[3]基于TCPN的CTCS-1级列控系统RDC形式化建模与分析[D]. 徐越.北京交通大学 2018
[4]基于NuSMV和STPA的RBC交接场景安全分析方法研究[D]. 夏宇.北京交通大学 2018
[5]西部铁路列控系统RBC核心功能设计与验证[D]. 黄静.北京交通大学 2017
[6]CTCS-1级列控系统车载设备安全性分析[D]. 王昊.北京交通大学 2017
[7]安全关键嵌入式系统的SysML活动图概率验证方法研究[D]. 朱羿全.南京航空航天大学 2015
[8]基于概率模型检测的SysML活动图验证方法研究[D]. 惠文涛.解放军信息工程大学 2015
[9]基于Petri网的“系统的系统”的建模与仿真的研究[D]. 常旭岭.上海交通大学 2015
[10]基于HTCPN的区域控制器列车追踪的建模研究[D]. 李庆欢.西南交通大学 2014
本文编号：3104993
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