[发明专利]基于系统进程代数化模型的系统风险分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种列车运行控制系统风险分析方法，尤其是涉及一种基于系统进程代数化模型的系统风险分析方法。

背景技术

列车运行控制系统(简称“列控系统”)是一种大规模复杂系统。由于自动化、网络(列车密度和连接数量)、无线传输等技术的发展以及列车行驶速度的提升，列控系统内部组件或子系统间的相互作用正在急剧增加。安全是列控系统需要达到的首要目标之一。为了预防事故的发生，大量安全防护技术已经被应用到列控系统当中。然而，事实证明，即使对于列控系统这样具备多重安全防护技术的系统而言，事故还是会发生。对于列控系统而言，事故可被认为是一种系统特殊安全状态的最为复杂的数据集合。从事故中得到经验可以避免类似事故的发生，限制损害并改进安全相关工作。事故模型解释了为何事故会发生，即驱使系统进程达到不可接受损失的机理，且其决定了具体的防护途径。事故风险分析方法可以根据事故致因和事故机理输出事故演化过程中存在的风险因素和风险传播路径。通过事故风险分析方法，可以理解事故演化过程中系统风险的具体变化过程，进而为系统安全状态的动态监控以及事故的在线预警提供核心技术。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于系统进程代数化模型的系统风险分析方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于系统进程代数化模型的系统风险分析方法，该方法构建了系统进程代数化模型AMSP，其中AMSP以事故演化过程作为分析对象，其输出为事故演化过程中系统风险值的变化过程；

利用AMSP动态分析事故演化过程，输出以下结果：系统运行阶段系统控制结构中存在的风险因素；系统功能结构中出现的风险传播路径，以及事故演化过程中系统风险的连续变化情况。

优选地，所述的方法具体包括以下步骤：

步骤1：确定系统的安全控制结构；

步骤2：划分事故演化过程中系统进程所包含的进程阶段；

步骤3：标记进程阶段下控制结构中的风险因素和风险传播路径；

步骤4：代数化描述进程阶段下的系统风险值；

步骤5：根据步骤4推导系统进程中每个进程阶段PSx下系统风险值的描述式对这些描述式进行逐项比较，从而明确事故演化过程中系统风险值的连续变化情况。

优选地，所述的AMSP需要两类信息作为输入，分别为安全控制结构和事故事件链。

优选地，所述的安全控制结构包含系统控制结构中的组件信息和内部通信信息，所述的事故事件链需要从事故报告中分析得到。

优选地，所述的步骤1具体为：

将系统的物理结构划分为三层，分别为组件级、子系统级和系统级，对应地，将系统的功能结构也分为三层，分别组件功能、子系统功能和系统功能，其中系统功能的实现基于的是相关组件执行规定的组件功能，系统进程是系统功能按照设计序列执行以达成系统目标的动态过程；

将系统进程划分为若干进程阶段。

优选地，所述的进程阶段是系统进程为达成系统目标所经历的几个连贯的步骤；每一个步骤都是若干系统功能的有序集合；为了达成系统目标，这些步骤需要按顺序执行；进程阶段的划分根据系统进程的具体执行情况以及分析需要。

优选地，所述的步骤2中的进程阶段为事故演化过程归属于偏离预计演化方向的系统进程集合。

优选地，所述的步骤3具体为：

将系统控制结构中可能出现的风险因素，划分为三类组件故障、人员失误和安全防护，风险因素作为系统进程发生偏离的动力源，其自身的改变随着系统进程的向前推进使得接下来的进程阶段发生改变，进程阶段下的系统风险值随之改变；

当系统的运行处于某一进程阶段时，当前在系统控制结构中存在的风险因素通过交互及联合作用影响着系统风险值，风险因素之间的交互及联合在安全控制结构中以顶点、弧的状态以及状态间的传播路径来描述，根据系统控制结构，对进程阶段下的系统风险值进行代数化描述和比较，给出进程阶段下各类风险因素在系统控制结构中的标记。

优选地，所述的顶点代表组件或人员，弧代表通信通道。

优选地，所述的步骤4具体为：

(1)设系统处于进程阶段PSx，记系统的安全控制结构为D，设D中映射进程阶段PSx下风险因素传播过程的路径所组成的集合为的拓扑结构只包含风险因素传播路径，反映的是风险因素的存在与传播；