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控制系統(tǒng)(CBTC)是一個復(fù)雜的運(yùn)行控制系統(tǒng)，通過硬件與軟件的有機(jī)的結(jié)合完成列車運(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序性等特征，同時此系統(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，使得故障樹與事件樹的分析方法遇到困難。
　　 相較于故障樹和事件樹分析方法，貝葉斯網(wǎng)絡(luò)在堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上克服了多態(tài)性、非獨(dú)立性、時序性等問題，通過概率圖形的方式直觀的

2、表示系統(tǒng)元素、組件之間的依賴關(guān)系，具有雙向推理的性能從而可以進(jìn)行前向預(yù)測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，針對CBTC信號系統(tǒng)的特點，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，提出了基于場景圖的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的安全分析

3、方法；通過確定系統(tǒng)安全考慮因素的目標(biāo)、消極目標(biāo)以及對目標(biāo)的詳細(xì)場景描述，獲得系統(tǒng)特定場景下功能偏差的激勵-響應(yīng)模型，即此場景下的消極場景描述；根據(jù)消極場景向貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的映射構(gòu)建基于場景的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，并將次要場景進(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)的計算結(jié)果提出相應(yīng)的緩解消極目標(biāo)的措施；最后對CBTC的列車安全間隔功能進(jìn)行了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的分析，分析結(jié)果表明，列車安全間隔功能滿足CBTC的安全設(shè)