《本質特徵驅動的高鐵列控系統安全邏輯建模理論與方法》是依託北京交通大學，由王海峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：本質特徵驅動的高鐵列控系統安全邏輯建模理論與方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王海峰
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高速鐵路是國民經濟支柱產業軌道交通的核心組成部分。列控系統是保障行車安全的關鍵技術裝備，肩負著巨大社會責任，其安全機理異常複雜，運行環境動態、異構、持續演化，目前尚無成熟建模方法，極易造成設計缺陷，系統安全面臨巨大挑戰。本項目面向列控本質特徵，研究列控安全邏輯建模理論與方法，具體包括:(1)對列車運行控制過程進行感知和抽象，揭示控制規律的共性和變化性，提出列控安全邏輯的本質特徵；(2)對前期研究成果進行擴展，研究安全邏輯的數學規約理論和形式化表示方法；(3)圍繞本質特徵研究核心關鍵功能安全邏輯數學模型，使模型最大限度地貼近物理對象和行為過程；(4)解決安全性驗證的邏輯完備性問題，通過對安全屬性的定理證明建立驗證算法，提出高鐵列控系統安全邏輯運行時驗證方法。 本項目研究具有深遠的科學意義和廣闊的套用前景，將有效解決列控系統的設計型缺陷問題，為我國高鐵列控系統的高效開發與安全運行提供技術支撐。
結題摘要
列控系統是保證鐵路運輸安全、提高運輸效率的核心技術裝備，是鐵路運輸的“大腦和神經中樞”。我國高速鐵路運營里程已接近3萬公里，居世界第一位。列控系統直接關係到廣大乘客的人身安全，現階段的高速鐵路列控系統規模越來越龐大、功能不斷擴展延伸，具有並發、實時、混成等複雜特徵。常規的規約理論、建模、驗證方法由於沒有考慮複雜的列控特徵，往往無法直接套用於列控系統。如何面向複雜開放式列車運行控制過程，研究符合列控本質特徵的形式規約理論，建立直觀的、揭示列控安全邏輯本質特徵的系統模型，對高速列車運行的安全性進行驗證，為我國列控系統高效開發與安全運行提供技術支撐，具有重要的理論意義和實用價值。 本項目圍繞列控系統安全邏輯的形式規約、建模及安全性驗證三個科學問題，研究本質特徵驅動的高鐵列控系統模型構建理論與方法。具體研究目標是提出一套本質特徵驅動的高鐵列控系統安全邏輯建模理論與方法，以支持我國列控系統的設計、開發、分析驗證與運行安全，在理論和方法上取得原創性成果和關鍵技術突破，有效解決現階段系統存在設計型缺陷的問題。 四年來，本項目按計畫順利執行，超額完成了計畫研究任務和預期指標。已發表學術論文19篇，其中SCI收錄7篇，EI收錄17篇。申請發明專利3項，其中已授權1項；申請軟著3項。培養博士生5名，碩士生22名。面向高鐵列控系統，我們分析了列控系統的本質特徵，提出了一種新的列控系統安全邏輯框架。提出了一套安全邏輯的規約理論和表示方法，給出了一種統一列控數據模型和列控系統混成建模方法；提出了一種基於PST理論的列控安全邏輯建模方法，建立了基於SCADE的進路控制邏輯模型、列車管理和超速防護控制邏輯模型；提出了基於圖論的列控數據驗證方法、混成運行時驗證方法、以及基於PST的列控安全性驗證方法。取得了一系列創新性研究成果，並對這些成果進行了充分的實驗驗證，部分理論研究成果在我國新型列控系統開發中得到了示範套用。
