面向接口模型的故障傳播建模、分析和工具實現(xiàn).pdf

1、在中國的鐵路領(lǐng)域，列車運行控制系統(tǒng)是中國鐵路的關(guān)鍵裝備，是核心技術(shù)之一。列車運行控制系統(tǒng)是一種典型的安全苛求系統(tǒng)，一旦列車運行控制系統(tǒng)發(fā)生了失效行為，會造成十分嚴重的后果，輕則中斷行車，重則導致重大財產(chǎn)損失甚至人員傷亡。因此，對列控系統(tǒng)的運營場景進行安全分析非常重要。本文研究了基于模型的安全分析方法，并給出了以接口自動機模型來描述系統(tǒng)行為的方法，根據(jù)接口自動機的語法語義刻畫了系統(tǒng)組件與組件之間的交互行為，描述方式簡潔，使用靈活，重用性高

2、，提高了列控系統(tǒng)運營場景安全分析的質(zhì)量和效率。
　　本文主要研究工作如下:
　　(1)采用接口自動機語言，對列控系統(tǒng)運營場景進行初步建模。根據(jù)接口自動機的語法語義定義了相關(guān)基本故障和傳播故障，根據(jù)接口模型狀態(tài)及動作遷移刻畫了系統(tǒng)的故障行為。
　　(2)基于接口自動機模型的安全分析需要各接口自動機組合后的狀態(tài)空間作為計算目標。因為復(fù)雜系統(tǒng)狀態(tài)空間十分龐大，給出了狀態(tài)空間重構(gòu)策略，將狀態(tài)空間劃分為安全區(qū)域、觸發(fā)區(qū)域和危險區(qū)

3、域，通過可達性分析，將移除無關(guān)動作遷移和合并同類狀態(tài)，有效減少狀態(tài)數(shù)量，實現(xiàn)狀態(tài)空間重構(gòu)。
　　(3)改進了廣度優(yōu)先搜索算法，設(shè)計了啟發(fā)式搜索算法，利用較小有界k值對搜索樹做修剪，也就是用一個簡單的可達路徑作為指導來搜索狀態(tài)空間內(nèi)的所有路徑，實現(xiàn)故障最小割集的生成。
　　(4)為了實現(xiàn)接口自動機建模和安全分析的自動化，開發(fā)了一個面向接口自動機模型工具，該工具是利用Java Swing構(gòu)建的圖形化界面，集成了接口自動機建模，安