高速鐵路信號系統安全評估基礎理論與方法研究

《高速鐵路信號系統安全評估基礎理論與方法研究》是依託北京交通大學，由唐濤擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：高速鐵路信號系統安全評估基礎理論與方法研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：唐濤
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

高速鐵路信號系統是複雜的社會技術系統，提高和保證高速鐵路信號系統獨立安全評估有效性和可信性，面臨著“系統技術複雜”、“安全特徵複雜”、“缺乏高質量客觀證據有效評估方法”等難題。本項目擬通過建立高速鐵路信號系統事故致因模型，系統地揭示高速鐵路信號系統中人-機-環等方面事故誘導機制、成因鏈及危險演化傳播規律，提出適合我國高速鐵路信號系統特點的安全風險分析方法。研究各類安全證據的屬性和分類，建立高速鐵路信號證據鏈模型，形成適用於高速鐵路信號系統安全評估的證據鏈維護與管理技術。研究高速鐵路信號系統通用安全論證模式，提出安全論證可信性的評價技術。建立高速鐵路信號系統安全測試需求模型，提出適合於高速鐵路信號系統第三方安全測試方法及測試案例生成技術，構建一個第三方安全測試技術驗證的示範平台。本項目研究對於提高我國高速鐵路信號系統整體安全水平，保證高速列車安全高效運行具有重要的基礎性和戰略性意義。

結題摘要

高速鐵路信號系統是複雜的社會技術系統，隨著我國高速鐵路系統安全評估實施的不斷深入，面臨著“系統技術複雜”、“安全特徵複雜”、“缺乏高質量客觀證據有效評估方法”等難題。本項目圍繞“提高和保證高速鐵路信號系統獨立安全評估有效性和可信性”這一科學問題，設定了事故致因機理、安全論證方法、第三方安全測試方法等三個研究內容。項目主要研究成果體現為： 1.完成了高速鐵路信號系統事故致因要素及其耦合關係，提出了基於系統論的高速鐵路信號系統定性危險辨識與分析方法。運用神經網路、機器學習等分析方法，分析了高鐵信號事故的致因要素和不同要素的趨勢特徵。 2. 提出了基於複雜網路理論的高速鐵路系統信號系統安全風險狀態的分析方法。針對信號系統“主動安全防護”特徵，實現對高速鐵路信號危險的時序特徵、機率特徵的辨識和計算。針對信號系統“定製化開發”特徵，提出了場景驅動的信號危險分析架構，並形成高速鐵路信號系統危險分析工具，生成高速鐵路信號系統危險資料庫。 3. 提出了基於安全證據鏈建模方法與可信性評價方法，建立信號系統高速鐵路信號系統安全證據鏈的基本結構。提出了將軌道交通所套用的信號系統安全標準的參考概念框架模型，提出了統一的證據鏈構建思想，並提出了證據鏈的可信性評價機制，成果套用在高速鐵路信號工程安全評估示範案例中。 4.提出了基於危險驅動的高速鐵路信號系統第三方安全測試危險場景構建與自動案例生成技術。引入變異測試技術，研究了高速鐵路信號系統測試案例自動生成、評價和最佳化方法，建立了符合高速鐵路信號系統第三方安全測試的危險驅動機制，提出了時間自動機模型的混合線上一致性測試方法，搭建了安全測試平台環境。 本項目對高速鐵路信號系統安全評估所涉及關鍵技術環節提出了可實施的解決方案，對於提升我國高速鐵路信號系統安全評估實施質量，提高我國高速鐵路信號系統整體安全水平，保證高速列車安全高效運行具有重要的基礎性和戰略性意義。