基于uml-nusmv模型的列控系统需求阶段的安全分析

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文基于模型的列控系统需求阶段的安全分析作者姓名周玉平学科专业交通信息工程及控制指导教师赵林讲师培养院系电子信息工程学院二零一五年四月如交邊乂參硕士学位论文基于模型的列控系统需求阶段的安全分析作者：疔师：赵林北京交通大学年力学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本

2、授权说明）中图分类号：孕校代码：：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文基于模型的列控系统需求阶段的安全分析作者姓名：周玉平学号：导师姓名：赵林职称：讲师学位类别：工学硕士学位级别：硕士学科专业：交通信息工程及控制研究方向：列控系统的安全分析北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师赵林老师的悉心指导下完成的，赵老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。赵老师不仅在学业上给我们精心指导，同时还在思想和生活方面给予我们无微不至的关怀，能成为为您的学生是一件多么骄傲和幸福的事情，永远铭记在心。同时，也感谢您这近三年來对我的不足的包容和教诲。最后

3、，希望您能在忙碌工作的同时注意身体，一切都好。感谢徐华老师，感谢您的引荐和教导。同时，感谢国重和工程中心的所有老师以及侯卉姐，谢谢你们为我提供了这么好的科研和学习环境。此外，我要感谢实验室的小伙伴赵阳同学、王振显同学以及杨连报同学，感谢刘金涛师兄、李伟师兄和李宪师姐等，感谢在遇到问题的时候你们无私提供的帮助，同时也感谢朋友刘晓亮、王玉珏、李毅及师弟刘阳、李阳等。借此机会，我还要感谢父母，你们的理解和支持使我能够在学校专心完成学业。谢谢你们！本论文由国家科技部项目“轨道交通系统的感知、运行和安全技术应用验证”（项目编号：支持以及“面向列控系统的运行监控技术

4、研究”项目的支持（项目编号：。中文摘耍中文摘要摘要：在屮国的交通运输体系中，铁路已经成为其中最重要的基础设施和最大众化的交通工具。而列车运行控制系统（简称列控系统）是保证列车行车安全和高效运行的关键装备，是整个铁路系统的核心技术。一列控系统出现安全性问题，极有可能导致行车中断，甚至是车毁人亡的灾难。因此，在列控系统幵发的早期，即需求阶段对系统进行安全分析尤为重要。列控系统的研究采用国际通用的方法—“标准先行”，即先完成系统规范的制定，然后以此指导后续的系统开发。故此，本文对于列控系统需求阶段的安全分析是以列控系统需求规范作为研究对象，并对其描述的系统进行

5、建模分析与形式化验证，然后建立故障模型进行融合完成安全分析。主要的研究内容如下：、采用统一建模语言（，对列控规范进行初期建模分析，从系统需求、静态结构和动态行为三个维度抽象出列控系统的主要特征，并对建模语言进行了扩展设计，增强建模语言的刻画能力。、运用转换规则，将模型转换成形式化模型，利用形式化技术完成需求规范的验证，奠定后续安全分析的基础。提出故障模式的失效符号标记，产生融合故障模型的形式化模型，完成本文提出的基于模型的列控系统需求阶段安全分析的工作。、为列控系统需求阶段的属性验证和安全分析开发了支持工具：。该工具实质是一个插件，集成到（，平台，通过相

6、关的接口与形式化工具、模型进行链接，实现模型转换、属性验证以及安全分析三大主要功能，较好地辅助本文研究内容的展开。关键词：列控系统；需求阶段；建模；形式化；工具开发分类号：北交通人卞硕位论文，：：0录目录中文摘要弓研究背景问题的提出列控系统需求工程发展现状国内外研究现状列控系统需求研究现状与常见安全分析方法需求工程相关的安全分析工具集成平台研究现状研究现状的总结与分析论文的主要工作及组织架构本章小结列控系统需求规范与基于故障注入模型的安全分析方法级列控系统规范介绍列控系统需求规范的特点基于故障注入模型的安全分析在需求阶段的分析过程相关的术语和概念系统安全

7、评估过程基于故障注入模型的安全分析过程基于模型的安全分析过程本章小结模型的设计与列控系统需求规范建模系统建模语言概述扩展机制建模工具基于的级列控系统需求规范建模系统需求分析静态结构分析动态行为分析本章小结北京交通人学硕十孕位论文的研究与列控系统需求阶段的安全分析形式化模型的研究语言的介绍模型到模型的转化故障模型的形式化研究故障模式的失效描述符号故障模型标记语言的定义故障模型与模型的融合列控系统需求阶段的安全分析逻辑计算公式的介绍需求阶段的安全分析过程本章小结模型分析工具的开发基于模型的系统需求阶段安全分析体系结构开发运行环境的约束软件约束硬件约束工具的界

8、面设计及功能实现工具的界面设计视图扩展模型验证操作安全分析操作本章小结案例分析案