安全计算机共因失效分析方法研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文安全计算机共因失效分析方法研究学位申请人：廖肇聪学科专业：控制科学与工程指导教师：张永贤副教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研

2、究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名__________日期____

3、_______摘要安全计算机共因失效分析方法研究摘要近年来，随着高速铁路的快速发展，作为控制核心的安全计算机的可靠性与安全性也得到越来越多的关注，并成为国内外学者的研究热点之一。采用冗余结构可以提高安全计算机的可靠性和安全性，常用的冗余结构有双机热备、三取二和二乘二取二等。当前，研究人员分析系统可靠性与安全性时，通常假设各模块间相互独立，这样的假设虽然能一定程度上带来了很大的方便，但却没有考虑在工程应用中共因失效对系统的可靠性和安全性的影响，因此，缺乏实际使用价值。本文介绍了轨道交通领域安全计算机体系结构及其性能评价理论，针对安全计算机共因失效

4、问题，对共因失效分析流程、分析方法、概率估计模型以及防护措施进行了研究。在充分考虑安全计算机工作原理以及实际运行条件的基础上，结合了马尔科夫过程、常微分方程组和系统安全性理论的相关知识，对安全计算机的共因失效问题做了进一步研究。针对二乘二取二结构安全计算机也可能存在共因失效的问题，利用马尔科夫法，在综合考虑维修率、故障检测覆盖率和共因失效的情况下，提出了二乘二取二系统状态的划分新思路，根据该思路进行对系统进行可靠性与安全性分析，通过仿真实验，验证了所提划分思路的有效性。并在同样的条件下分别对三取二、双机热备结构安全计算机进行可靠性与安全性分析，

5、最后将二乘二取二结构安全计算机性能仿真结果与三取二、双机热备结构安全计算机性能仿真结果进行对比研究，对比结果表明，在考虑共因失效情况下，不管二乘二取二结构安全计算机是否进行维修工作，二乘二取二结构安全计算机的安全性都是最高。关键词：安全计算机，共因失效，可靠性，安全性，马尔科夫模型，二乘二取二IVABSTRACTRESEARCHONCOMMONCAUSEFAILUREANALYSISMETHODFORSAFETYCOMPUTERABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofhigh-speedra

6、ilway,safetycomputerasthecoreofcontrolsystem,itsreliabilityandsafetyhasbeenfocusedandbecomeoneofthehot-spotsofscholarsinvariousfields.Redundancystructurecanimprovethereliabilityandsafetyofsafetycomputer.Thecommonlyusedredundancystructuresincludehot-standby,2-out-of-3anddoubl

7、e2-vote-2andsoon.Atpresent,whentheresearchersanalyzethereliabilityandsafetyofsystem,itisusuallyassumedthateachmodelareindependent,suchhypothesiscanbringgreatconveniencetoacertainextent.However,itdoesnotconsidertheimpactofcommoncausefailureonthereliabilityandsafetyofthesystem

8、inengineeringapplication,soitlackspracticalvalue.Thisthesisintroducesthestr