基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的CBTC系統(tǒng)安全分析.pdf

1、在城市軌道交通中采用的基于通信的列車(chē)控制系統(tǒng)(CBTC)是一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)行控制系統(tǒng)，通過(guò)硬件與軟件的有機(jī)的結(jié)合完成列車(chē)運(yùn)行中的控制功能，其具有故障模式的多態(tài)性、組件的非獨(dú)立性、功能的偏差性以及時(shí)序性等特征，同時(shí)此系統(tǒng)的安全受到軟件控制因素、人為因素以及間接因素的影響，使得故障樹(shù)與事件樹(shù)的分析方法遇到困難。
　　 相較于故障樹(shù)和事件樹(shù)分析方法，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上克服了多態(tài)性、非獨(dú)立性、時(shí)序性等問(wèn)題，通過(guò)概率圖形的方式直觀(guān)的

2、表示系統(tǒng)元素、組件之間的依賴(lài)關(guān)系，具有雙向推理的性能從而可以進(jìn)行前向預(yù)測(cè)分析以及后向的診斷分析。
　　 本文主要利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)CBTC信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)，將貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論應(yīng)用于CBTC的安全分析中，從而將系統(tǒng)涉及的軟件問(wèn)題、人為因素等不確定性與硬件不確定性綜合考慮構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析模型。
　　 論文從CBTC的系統(tǒng)功能出發(fā)，結(jié)合常用的功能分析方法和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的基本理論，提出了基于場(chǎng)景圖的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的安全分析

3、方法；通過(guò)確定系統(tǒng)安全考慮因素的目標(biāo)、消極目標(biāo)以及對(duì)目標(biāo)的詳細(xì)場(chǎng)景描述，獲得系統(tǒng)特定場(chǎng)景下功能偏差的激勵(lì)-響應(yīng)模型，即此場(chǎng)景下的消極場(chǎng)景描述；根據(jù)消極場(chǎng)景向貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的映射構(gòu)建基于場(chǎng)景的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，并將次要場(chǎng)景進(jìn)行演繹分析而獲得主要貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的條件概率值；根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的診斷能力以及網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算結(jié)果提出相應(yīng)的緩解消極目標(biāo)的措施；最后對(duì)CBTC的列車(chē)安全間隔功能進(jìn)行了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的分析，分析結(jié)果表明，列車(chē)安全間隔功能滿(mǎn)足CBTC的安全設(shè)