一、安全联锁系统的可靠性及可用性分析（论文文献综述）
张宏扬[1]（2021）在《铁路信号安全相关系统硬件安全完整性预计方法研究》文中研究说明EN 50129是铁路信号领域中对安全相关电子系统验收及批准的要求作出定义的第一个欧洲标准,该标准中安全完整性部分的有关概念和定义基本继承了国际功能安全标准IEC 61508,而后者关于硬件安全完整性的定量预计问题,主要给出了“硬件安全完整性的结构约束”和“由随机硬件失效引起的安全功能失效概率的计算（目标失效量）”这两个方面的要求和规定,但具体应用于铁路信号安全相关系统时存在如下问题:一是IEC 61508所直接面向的系统多为在工业过程控制领域中专用于或主要用于实现安全防护功能的安全相关系统,此类系统具有与EN 50129所面向的集控制、安全保障于一身的铁路信号安全相关系统显着不同的特点,这使IEC 61508中有关目标失效量的计算公式并不完全适用于铁路信号安全相关系统硬件安全完整性的预计;二是可靠性参数数据缺乏、现场失效数据反馈不足等原因导致的参数不确定性已成为影响铁路信号安全相关系统硬件安全完整性预计结果最主要的原因,而结构约束的路线1H并未对不确定性作出要求,路线2H虽然规定了对失效数据不确定度的分析以及目标结果置信度的衡量,但并未给出具体、可操作的实施方法。基于此,在查阅国内外相关领域研究文献的基础上,本文从硬件安全完整性定量预计方法、共因失效定量评估方法、不确定性分析方法等几个方面展开研究。一方面,分析并总结IEC 61508与EN 50129所面向的安全相关系统在结构、所实现功能、危险侧判定等方面的差异性,以此分析了 IEC 61508提供的目标失效量计算公式在铁路信号安全相关系统中的适用性;另一方面,构建了铁路信号安全相关系统常见冗余结构的目标失效量量化模型,研究认知不确定影响下共因失效因子β的估算方法,并最终提出了参数不确定性影响下硬件安全完整性的预计方法。论文的主要成果和创新点如下:（1）针对目前多数文献并未研究IEC 61508提供的目标失效量计算公式适用性的现象,首先讨论了操作模式判定、目标失效量PFH、结构约束等IEC 61508中与硬件安全完整性相关的一些概念及定义的不足与局限性;然后从系统安全相关功能特点、系统功能边界及对象特点、实现安全保障的方式及策略、危险失效判定原则等四个方面逐一比较IEC 61508所面向的安全相关系统（S1类）与EN 50129所面向的铁路信号安全相关系统（S2类）间的差异性;最后重点研究了 1oo2和2oo2这两个最具代表性的冗余结构对S1、S2两类系统的安全性所起作用的不同之处,为IEC 61508中推荐的目标失效量计算公式在铁路信号安全相关系统中的适用性提供了评价依据。（2）针对传统方法构建复杂冗余系统的安全性模型过程繁琐、模型求解困难的问题,提出了基于动态故障树的冗余结构THR量化模型,采用该方法构建了铁路信号安全相关系统常见三种冗余结构双机热备（1oo2）、二乘二取二（2×2oo2）、三取二（2oo3）的动态故障树模型,求解得到每种结构的THR计算公式。同时,针对既有灵敏度分析方法每次仅允许一个参数发生变化的局限性,提出了基于灰关联的影响参数敏感性分析方法,为相互影响的参数的敏感性判定提供了一种有效的定量评价策略。（3）针对β因子确定过程中由分析人员评分的主观性导致的认知不确定性问题,提出了基于D-S证据理论的β因子估算方法,该方法利用证据理论中的基本信任分配函数表示各专家对β因子不同取值区间的信任程度,采用证据合成规则融合不同专家的评估意见,有效降低了认知不确定性对β因子估算结果的影响。同时,针对传统证据合成规则合成证据时可能产生与直觉相悖的结果的问题,提出了一种基于改进折扣系数的证据理论合成方法,示例结果表明,所提出的方法优于传统的证据合成方法,能快速收敛于所识别的目标基元。（4）针对参数不确定性对硬件安全完整性预计结果影响的问题,首先提出了基于蒙特卡罗分析法的硬件安全完整性预计方法解决其中参数概率分布已知类型的不确定性问题,该方法以结果达到95%的置信度来判定结构所满足的SIL,有效弥补了单一固定结果未考虑不确定性因素影响的缺陷。其次,针对蒙特卡罗分析法难以处理参数概率分布未知类型的不确定性问题,提出了基于模糊数的硬件安全完整性预计方法。同时,考虑到传统模糊结果评价方法存在可能再次引入认知不确定性、未能从置信度角度评价模糊结果等不足与局限性,提出了基于测度理论与符合性概率的模糊结果评价方法,示例表明所提出的方法有效且模糊评价结果较蒙特卡罗分析法评估的结果更为保守。最后,针对模糊数隶属函数可能难以确定的问题,提出了基于区间数的硬件安全完整性预计方法,采用NSG可能度法计算结果满足不同SIL的可能程度,并以示例证明了区间数更适合处理高度不确定性影响下的硬件安全完整性预计问题。
董云逸[2]（2020）在《编组站综合自动化系统可靠性建模与评估》文中研究指明在铁路运输向现代物流转型、货运量大幅增长的新形势下,编组站综合自动化系统应运而生,但相关可靠性研究工作相对滞后,系统完善和运用指导缺少理论支撑。本文在梳理国内外有关复杂大系统可靠性评估理论与实践、编组站综合自动化系统相关技术研发及其可靠性研究现状的基础上,以编组站综合自动化系统及其使用者作业班组为研究对象,分别开展系统可靠性、人因可靠性评估。针对传统可靠性分析方法在分析复杂大系统时,难以解决计算复杂度高、失效动态相关、缺少故障数据等情况的不足,本文提出基于动态贝叶斯网络的编组站综合自动化系统可靠性评估方法,其思想也可应用于其它复杂大系统的可靠性评估。首先,基于对系统结构、边界的分析,将复杂的系统故障进行清晰的模型抽象,建立编组站综合自动化系统动态故障树模型;采用基于模糊集理论的概率分析方法确定底事件的概率分布,解决了缺少系统可靠性数据和试验数据的问题,为后续定量分析提供支撑。其次,利用动态贝叶斯网络强大推理和表达能力来求解系统动态故障树,并综合考虑覆盖因子、共因失效、冗余结构、维修性等因素进行模型修正。最终,利用动态贝叶斯网络直接推理算法对该模型进行双向推理,得出编组站综合自动化系统可靠性指标不低于同类信号产品对可靠性的要求,其系统可靠性充分满足现场运输生产的需要,同时应在双机切换延长设备和控制共因失效方面进行改进和提升的结论。针对传统铁路人因可靠性分析方法存在未考虑认知行为过程以及考虑行为形成因子不充分等方面的不足,本文提出基于认知行为过程的班组人因可靠性分析方法,其也可应用于其它双人互控模式的人因可靠性分析。首先,结合人的认知行为过程进行分析,将作业人员的行为过程分为觉察、诊断、决策、执行四个步骤,并给出了双人互控机制下失误恢复模式。其次,结合技巧、规则、知识相关行为模型对人因失误进行分类,并给出不同行为过程下不同类型人因失误的量化计算方法。最终,比对分析实施编组站综合自动化系统前后相同情景下人因失误概率,得到信息质量的提升和执行过程的卡控可有效提升人因可靠性的结论。本文填补了铁路领域复杂大系统可靠性评估和双人互控机制下人因可靠性评估的空白,利用本文针对提升系统可靠性及人因可靠性提出的建议,可采取相应措施进一步优化改进系统结构和配置,丰富完善接口内容和卡控功能,对系统深入研发升级具有现实指导意义,也为日后系统认证提供有效的技术支撑。
仵光辉[3]（2020）在《区域计算机联锁系统可靠性分析及评价》文中研究指明区域计算机联锁是保证区域内行车安全、高效运营的关键系统。随着铁路向信息化、智能化和网络化的方向发展,区域计算机联锁系统以其特有的优点（设备集中放置、简化站间联系、降低工程投资、显着提高行车效率和区间通过能力等）成为车站联锁系统的主要发展方向。该系统是典型的安全苛求系统,一旦发生故障,轻则影响行车效率,重则危及行车安全。因此本文以区域计算机联锁系统为研究对象,分别采用动态贝叶斯网络（Dynamic Bayesian Network,DBN）和改进灰色聚类模型对其进行可靠性分析及评价,可对铁路改建线及新建线提供理论指导,对既有线评估提供借鉴,同时有助于改善系统设计、提高系统性能,促进区域联锁系统在我国的发展。针对Markov模型、故障树分析法（Fault Tree Analysis,FTA）和贝叶斯网络（Bayesian Network,BN）在失效相关性和可维修等方面存在的不足,本文采用DBN对区域计算机联锁系统进行可靠性分析。首先,根据区域计算机联锁系统的组成和故障机理,并综合考虑共因故障（Common Cause Fault,CCF）、可维修等因素,建立区域两联锁单元和三联锁单元的动态故障树（Dynamic Fault Tree,DFT）模型;然后根据DFT向DBN转换的规则,建立区域两联锁单元和三联锁单元的DBN模型,从而利用该模型对联锁子系统进行可靠性分析,进而选择适宜的联锁单元冗余数量。并在此基础上,建立区域计算机联锁系统的整体DBN模型,从而对整体系统进行薄弱环节分析。结果表明:两联锁单元是实现联锁子系统冗余的较佳方式,同时可将薄弱环节转移到对系统影响范围较小的单元,进一步提高了行车效率;利用DBN的诊断推理可知,CCF是系统故障的主要原因,为保证联锁子系统较高的可靠性,要重点加强对系统CCF的防护;对整体系统进行薄弱环节分析时,得到采集模块、操表模块和驱动模块是系统的薄弱环节,为此要重点加强对它们的维护检查。为正确客观地评价区域计算机联锁系统的可靠性,本文采用改进灰色聚类模型并结合综合赋权法对其进行可靠性评价。首先根据区域计算机联锁系统的组成建立相应的评价体系,并结合专家经验确定系统各基本单元在稳定期时的评价集;其次采用综合赋权法确定各基本单元的权重;然后利用改进灰色聚类评价模型将专家基于经验给出的各基本单元在稳定期时的可靠度通过白化权函数进行白化,并结合各基本单元的综合权重进而确定系统所属各灰类程度;最后将其与传统灰色聚类模型评价结果进行对比。结果表明:区域计算机联锁系统在稳定期时的可靠性等级属于第四灰类,即系统能够实现主要功能,评价结果符合系统技术特征和专家预判;同时通过与传统灰色聚类模型分析结果进行对比,证明了本文提出的改进型模型评价结果的准确性和可靠性,可为同类研究提供借鉴。
乔雪薇[4]（2020）在《柴油加氢装置质量升级改造的自控设计》文中进行了进一步梳理如今,世界对环境保护及石油产品质量标准都越发严苛,硫含量成为衡量油品质量的重要指标之一,也是推动汽柴油质量升级的关键。国Ⅵ标准计划于2020年开始实施,现在国内已经有部分炼油厂成功生产出满足国Ⅵ标准的车用柴油。本文研究的柴油加氢质量升级就是在国内某350万吨/年柴油加氢精制装置基础上改造,致力于生产满足国Ⅵ标准的柴油产品;同时降低柴汽比,增产乙烯原料和重整原料。本文以此改造后装置为例,介绍了大型柴油加氢精制装置的自控系统设计。首先,本文对柴油加氢精制装置改造后整体的工艺技术进行描述,从反应、分馏、公用工程三个部分介绍了工艺流程,并将装置改造前后的工艺方案进行了对比,为自控系统设计提供了基础输入。其次,论述了柴油加氢精制装置的主要改进的控制方案和安全联锁方案。改进的控制方案主要包括了滤后原料油缓冲罐液位、压力控制;高压反应进料油泵进/出流量控制;高压换热系统控制;反应系统温度、压力控制;高压分离器液位控制等内容。在安全联锁控制方面,举例介绍了装置事故紧急泄压联锁;热高压分离器液位低低联锁;循环氢入口分液罐液位高高联锁;反应进料加热炉联锁;压缩机、高压机泵自身安全联锁保护等。接着,从装置大型化的角度研究了柴油加氢精制装置反应部分高温/高压的仪表选型的改进。改进方案主要包括反应器温度监测;热高压分离器液位监测与控制;反应进料泵出口流量监测;高压紧急联锁切断阀选型的改进。最后,重点介绍了柴油加氢质量升级改造装置分散型控制系统DCS的设计与投运。原装置自动控制系统为横河电机CS3000系统,经过多年的生产运行,出现了控制参数不精准、故障率高、使用效率低等缺点。根据DCS系统的设计原则和改造I/O点的数量,选用升级后的CENTUM VP综合生产控制系统。从DCS系统结构和功能出发,论述了系统总体设计方案,并从现场检测变送单元、最终执行单元、逻辑控制运算单元、过程接口单元等方面进行系统硬件配置和设计。系统工程师在自动控制方案设计的基础上对DCS系统进行组态、生成、下装、调试及投运。
林强[5]（2020）在《基于SCADE的通用联锁软件平台适配层设计与实现》文中研究指明铁路安全控制系统是以技术手段控制列车运行方向、运行间隔、运行速度的安全关键系统。车站联锁是控制列车站内运行的铁路安全控制系统地面核心子系统。根据铁路安全控制软件行业标准EN50128,车站联锁必须具有最高安全完整性等级SIL4级。由于各个国家具有不同的技术标准,甚至不同站场都会有不同的用户需求,极高的安全性要求、多变的技术标准、多样的需求变化以及联锁内部的复杂控制逻辑对联锁软件的开发造成了极大压力。传统的开发方式使用自然语言和图形描述系统的需求和设计,使用人工进行分析、审查、测试保证系统满足功能和安全的要求,但设计中容易引入歧义和错误,开发和测试低效、修改成本高。基于模型的形式化方法能够有效解决传统的开发方式中的问题:采用形式化语言精确地定义系统行为,避免歧义;形式化验证方便检查系统安全性;采用基于模型的开发方式能够更清晰地描述系统,进行更早和更有效的验证;自动生成代码增加开发效率,减少人工引入错误。SCADE作为基于模型的形式化开发代表工具已被广泛应用于各安全控制领域的系统开发中。本项目的目标是使用SCADE工具进行通用联锁软件的研制。为了重构既有联锁软件,开发通用的、模块化的、可扩展的软件架构,将联锁软件划分为与具体的输入和输出相关的平台适配层软件和完全的联锁运算核心逻辑。本文就使用SCADE工具进行通用联锁软件平台适配层的设计和实现展开工作。本文按照SCADE软件开发流程进行平台适配层的需求分析和概要设计;使用SCADE模型实现联锁软件中与具体的硬件平台和通信相关的数据处理、通信协议、通信方式、安全冗余等平台适配层逻辑;实现通用的、适应变更的联锁核心逻辑接口;搭建起方便易用的模型仿真和生成代码的集成测试环境;最后在安全计算机硬件平台上验证平台适配层的可行性,为SCADE开发联锁软件平台适配层提供一套可行的解决方案。
江磊[6]（2020）在《高速铁路信号系统可靠性及可用性建模与评估方法研究》文中认为中国高速铁路已具有世界领先水平和成熟完备的技术体系,运营里程和在建规模跃居世界第一。“一带一路”国家战略将进一步促进世界高速铁路快速发展。国家《中长期铁路网规划》勾画了新时期“八纵八横”高速铁路网的宏大蓝图。高速铁路信号系统是保障铁路设施和列车运行高效安全的运行的核心,必须具备高可靠性、高可用性和高安全性。作为安全苛求系统,高速铁路信号系统及设备一旦发生故障,将导致列车超速运行或冒进安全信号点,造成列车追尾、侧翻等严重事故。现代高速铁路信号系统设计、施工和运营阶段产生了重大变革,系统复杂程度愈加明显。高速铁路信号系统已革新为典型的结构复杂、高度集成的大规模系统。高速铁路营业里程的增加和装备水平的提高,导致控制系统和设备的使用数量和关联程度迅速增加,系统可靠性与可用性评估受到极大挑战。同时,高速铁路信号系统可靠性和可用性评估是安全风险评估的重要指标,对提高系统维修维护水平具有重要意义。因此,开展高速铁路信号系统及设备可靠性和可用性研究对高速铁路高效安全运营至关重要。论文结合数理统计、贝叶斯网络、“系统的系统”理论及模糊集等多学科理论与方法,开展高速铁路信号系统可靠性及可用性建模及评估研究。基于高速铁路信号系统RAMS相关标准,分析高速铁路信号系统可靠性、可维护性及可用性参数。基于现场维护经验与领域知识,开展高速铁路信号系统现场维修维护数据特点及统计分析,获取设备失效率及维修率等基础数据。论文主要工作包括:1.结合高速铁路信号现场运维数据及系统运营场景,构建基于动态贝叶斯网络的列控中心系统及CTCS-3级列控车载系统可靠性及可用性模型,解决共因失效、失效率不确定性、维修率不确定性、动态失效及恢复机制等难题,实现系统运行可靠性及可用性评估,识别系统薄弱环节,为提高系统可靠性及可用性提供依据;比较不同容冗余结构CTCS-3级列控车载系统可靠性及可用性差异,指导系统冗余结构的选择,结合现场运维数据验证模型评估结果,为维修维护提供决策支持。2.研究基于通用生成函数及动态贝叶斯网络的高速铁路信号系统多状态建模理论方法,考虑系统瞬间故障、间歇故障及永久故障等造成的系统多状态,完成基于多状态贝叶斯网络的系统可靠性及可用性建模。实现CTCS-3级列控车载系统存在完全维修、不完全维修及视情维修情况下的可靠性及可用性比较,讨论多状态发生概率对系统及设备的性能影响,为高速铁路信号系统多状态可靠性及可用性评估提供理论依据。3.研究基于“系统的系统”理论的高速铁路信号系统整体可靠性和可用性模型构建方法,分析系统间相互作用机理,解决系统间级联失效问题。结合贝叶斯网络、“系统的系统”及多层网络理论,论文提出一种基于分层贝叶斯网络模型的系统整体可靠性和可用性评估方法,讨论设备失效率、维修率、恢复机制对整体可靠性及可用性的影响,为系统整体可靠性及可用性改进提供理论支持,为系统可靠性及可用性标准建设提供理论依据;实现高速铁路信号系统车-地综合可靠性及可用性分析。4.结合故障树及模糊集理论,论文提出一种综合考虑系统硬件、软件、人因、环境等因素的高速铁路信号系统整体可靠性分析模型。系统硬件失效通过现场运维统计数据进行分析,系统软件、人因、环境等失效概率采用模糊集理论对专家经验评分进行量化。结合运营场景,将两种类型数据通过故障树进行融合,实现系统综合可靠性评估,通过底事件重要度排序得到系统薄弱环节,为维修维护提供决策支持;分析系统硬件、软件、人因、环境因素对系统可靠性敏感性。
戚萌[7]（2019）在《化工装置安全仪表系统的误动作及设计优化研究》文中认为石化、化工行业是我国的支柱行业,在国民经济发展中扮演着重要的地位,但也因其生产规模大、安全风险高、事故时有发生而备受社会关注。安全仪表系统用于化工装置中可以主动防止事故的发生,降低事故发生的频率和后果的严重程度。但无危险情况下的安全仪表系统的误动作则会造成经济损失,也带来一定的安全风险。鉴于目前安全仪表系统误动作研究不足的现状及企业自身追求安全与经济二者平衡的切实需求,本文对化工装置中安全仪表系统的误动作及设计优化进行了全面的研究。从误动作的概念、定义及触发原因入手,在元件、安全联锁回路以及化工装置三个层面对安全仪表系统误动作进行了归纳总结,建立了一套适用于化工企业的误动作率等级标准的判定方法,并用于化工装置水供应系统关键联锁回路的误动作分析。在误动作率等级标准要求下,基于已有的误动作概念,考虑安全失效和危险可检测失效组合可导致误动作的情形,推导了安全仪表系统通用Koo N表决结构的误动作率量化模型。该模型基于最新误动作研究理论有效解决了复杂表决结构的误动作率量化问题,使之可以有效结合于安全仪表系统的优化设计中。在优化设计部分,考察了元件类型、冗余结构和维修时间间隔三个决策变量对安全仪表系统可靠性、误动作率以及生命周期成本的影响,结合现有推导模型,安全仪表系统中出现了较以往研究更为优化的冗余结构,并以焦炉气制甲醇工艺为例,应用NSGA-II遗传算法对其典型的安全联锁回路进行设计优化。案例结果表明,该研究的应用能够为化工装置安全仪表系统提出同时满足安全与经济二者需求的优化设计方案,为实现化工装置安全及长周期运转提供了重要保障。
池亚娟[8]（2019）在《间歇过程人因对SIL评估影响方法研究及应用》文中指出相较于连续生产工艺,间歇生产过程的动态性、多样性、不确定性及人员依赖性等特点,使得间歇过程操作和控制难度增加,系统所面临的风险随之增加。只依赖DCS等设备来完成安全保护联锁的方法已经不能满足工艺要求,故安全仪表系统（Safety Instrumented System,SIS）对于间歇装置具有重要意义。IEC61508/IEC61511等标准针对连续工艺装置提出了安全仪表系统（Safety Instrument System,SIS）安全完整性等级（Safety Integrity Level,SIL）评估方法,但对于间歇装置涉及人员干预的安全仪表系统评估研究较少,暂未建立一套系统化评估模型,同时在实际应用中仍存在人因可靠性对安全仪表系统可靠性影响的准确量化、人因影响下安全仪表系统完整性是否满足需求以及如何进行系统可靠性优化等问题。本文针对间歇过程中受人员干预的典型安全仪表系统设置及运行现状,基于IEC61508/IEC 61511对安全仪表系统提出的要求,同时结合传统评估模型,建立了适用于间歇装置人因影响下的安全仪表系统可靠性评估模型。其中对于人因影响下安全仪表系统SIL定级采用Petro-HRA结合HAZOP及LOPA方法;在进行SIL验证时,为解决贫数据对安全仪表系统验证影响问题,采用蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis,MCA）仿真结合马尔可夫（Markov）法进行SIL验证,同时利用方差贡献分析法（Variance Contribution Analysis,VCA）结合Markov法验证安全仪表系统SIL,确定影响系统可靠性的关键因素及其影响水平,为SIL等级优化提升奠定基础;在进行SIL定级及验证基础上,针对未达到SIL需求的SIS进行优化研究,包括冗余结构优化分析（同型、异型结构）、测试策略优化分析（周期功能测试、部分行程测试）及人因可靠性优化策略。最后,以IEC 61508/IEC 61511及本文建立的模型为基础,利用MATLAB GUI开发人因可靠性SIL评估功能软件,将所建立的模型及开发的功能软件应用在间歇装置实际中,实现高效地评估,并为工程实践提供针对性的技术管理指导。
李赛飞[9]（2018）在《铁路通信信号系统网络统一安全管控研究》文中指出近年来,电力、能源和交通等国家关键基础设施和工业控制系统的网络安全问题,得到了越来越多的重视和关注。尤其是2010年“震网病毒”造成伊朗核电站事故,给整个工业控制领域带了重大影响。我国铁路通信和信号控制系统作为其中一部分,一直以来作为隔离专网运营,由于与互联网隔离等原因,网络安全问题并不是其关注的重点。铁路信号系统在设计之初主要考虑应对系统故障失效和可靠性等问题,未对网络信息安全问题进行全面考量。另外,随着网络信息技术发展,为了实现不同系统间协同和信息共享,提高铁路运营效率,列控系统现场控制设备技术也在不断变化,使得整个系统的技术具备了更灵活的远程控制功能和更强大的计算能力,开放性和互联性更加明显。然而,近年来高级持续威胁（APT）等概念的提出,使得我国铁路通信与信号系统面临的网络威胁不断升级,因此,与铁路通信信号控制系统网络相适应的网络信息安全防护技术研究日益重要。本文首先从我国铁路通信和信号系统的业务入手,根据系统的业务逻辑,构建可能的风险场景,并对已有的安全措施进行分析,分析其存在的脆弱性,是一项纯理论研究,不是具体实现过程中的缺陷和漏洞,同样也不是系统在操作和维护过程中所引起的安全隐患。最后,根据铁路信号控制系统的特点,即以安全（Safety）为第一,Security为“安全”提供保障,研究如何在不影响甚至提高系统安全性、实时性和可靠性的前提下,提高铁路通信信号控制系统的网络与信息安全。具体研究工作描述如下:（1）建立了我国铁路信号系统网络安全分析模型,包括信息流模型、功能结构模型以及信号系统的网络安全威胁模型,该模型突出刻画我国铁路信号系统的技术和业务特点。基于上述模型,分析在网络威胁情况下,铁路信号系统所面临的主要危害事件,即列车超速、列车冒进信号和列车中断运行;进而通过故障树分析方法,得出了针对上述主要危害事件的63个威胁场景,并对信号系统现有的防护技术及其脆弱性进行详细分析。该分析方法可以满足网络安全分析与铁路信号系统业务特点深度融合的需求,有利于铁路信号系统运营管理者客观理解信号系统的网络安全风险以及做出决策。（2）基于本文对我国铁路通信系统网络的风险分析,提出了基于可信与SDN结合的铁路通信系统网络安全体系架构。采用故障树定性分析方法,对铁路通信网络的整体风险进行分析,包括数据错误、系统缺陷、人为失误和冗余缺失等4类主要风险。铁路通信系统作为隔离专网,网络规模庞大,管理十分复杂,新旧网络交织,系统升级困难,因此,已有的网络安全技术不能充分满足网络安全保障的发展需求,针对这些挑战,提出了基于可信计算与SDN结合的铁路通信系统体系架构,通过可信计算技术解决铁路通信网络不易升级的问题,通过SDN技术解决铁路通信网络管理复杂等问题。此外,提出一种抗DDoS的控制器调度方案,进一步提高了SDN控制器对DDoS的抵抗能力。可望为提高我国铁路通信系统的网络安全提供有益参考。（3）提出了基于SDN的信号安全数据网统一管控及主动防护技术,即SD-SSDN（Software-Defined Signal Safety Date Network）技术,通过SDN面向信号系统业务白名单的精细流控技术,使得信号安全数据网的每台交换机都具备安全防护功能,大大减小了信号安全数据网的威胁面,提高了安全性。SD-SSDN方案主要功能包括信号安全数据网的资产注册和管理、面向信号安全数据网的业务流控设计、风险感知和威胁检测。在SD-SSDN架构基础上,设计实现了网络迷惑系统,可以进一步提高信号系统网络安全防护的主动性。最后对SD-SSDN和网络迷惑系统的防护效果进行了实验测试。（4）为满足铁路信号系统的高实时性和高可靠性要求,提出了基于SDN的环网冗余技术-RFTM（Redundant Flow Table Mapping）和自适应链路聚合技术。RFTM技术实现了在10个交换机节点下的快速冗余切换（切换时间8ms）,并且解决了环网冗余的网络震荡问题;自适应链路聚合技术,实现了配置的自动化和链路聚合的自适应。为了提高SDN网络的可靠性,基于Zookeeper设计实现了主从模式的多控制器方案。
李宏浩[10]（2018）在《储气库安全仪表系统SIL提升与安全维保优化研究》文中进行了进一步梳理储气库肩负着一个地区天然气保供、用气调峰和应急储备、应急调峰的崇高使命,由于其具有生产连续性特点,以及天然气具有高温高压、易燃、易爆、易泄漏等高风险特点,因此作为安全屏障中重要一环的安全仪表系统自身功能有效性与否至关重要。目前,国内针对储气库安全仪表系统功能安全评估尚处于起步阶段,暂未形成系统化评估方法,在实际工程应用中存在安全仪表系统安全完整性是否满足、冗余配置是否合适、维检护策略是否合理等一系列问题。本文基于西部某储气库安全仪表系统设置现状调研,分析存在的突出问题,并结合已有研究成果,提出一套适合该储气库安全仪表系统SIL分析模式,包括建立贫数据条件下Monte Carlo仿真结合Markov法SIL评估模型和考虑共因失效和诊断覆盖率的多样性结构SIL评估模型,实现对整个储气库125个SIS进行SIL分析,了解各站场SIL验证现状及配置规律,并明确存在“欠保护”与“过保护”的联锁系统;接着分别研究SIS结构容错性、测试策略对系统性能敏感性影响,从而优化储气库安全仪表系统功能,提升了储气库SIS配置及安全维保管理。此外,为确保系统维检护正常执行,基于可靠性原理及安全完整性等级要求,建立了SIS备品备件策略模型,并将该模型应用到储气库SIS备品备件数量确定和库存管理研究,为企业SIS维保所需的备品备件管理提供了技术指导。最后,以IEC 61508标准及本文已建立模型为基础,借助MATLAB GUI编程工具开发SIL评估及优化功能软件,主要包括贫数据和多样性结构SIL评估功能、SIS结构容错性与测试策略敏感性分析功能和SIS备品备件数量确定功能,并将功能软件应用于储气库相应系统SIL评估及安全维保优化研究,说明Matlab GUI设计功能软件相对于手工计算可帮助用户高效、精确地对SIL进行评估及优化分析研究,且证明了该功能软件具备一定工程实用性,可为工程实际应用提供技术支持。
二、安全联锁系统的可靠性及可用性分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、安全联锁系统的可靠性及可用性分析（论文提纲范文）
（1）铁路信号安全相关系统硬件安全完整性预计方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 相关概念 |
| 1.1.2 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 硬件安全完整性定量预计方法 |
| 1.2.2 共因失效定量评估方法 |
| 1.2.3 不确定性分析方法 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 选题目的和意义 |
| 1.4 论文研究内容与篇章结构 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 IEC 61508与EN 50129关于硬件安全完整性预计的若干差异分析 |
| 2.1 IEC 61508有关硬件安全完整性预计的若干问题分析 |
| 2.1.1 操作模式的判定问题 |
| 2.1.2 “PFH”的模糊性与局限性 |
| 2.1.3 结构约束的不足之处 |
| 2.2 IEC 61508与EN 50129所面向安全相关系统的差异性分析 |
| 2.3 1ooN和NooN(N≥2)结构对S1、S2类系统安全性的作用分析 |
| 2.3.1 失效模式划分 |
| 2.3.2 S1类系统 |
| 2.3.3 S2类系统 |
| 2.4 PFH计算公式在铁路信号安全相关系统中的适用性评估 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于DFT的铁路信号安全相关系统常见冗余结构THR量化方法 |
| 3.1 相关概念 |
| 3.1.1 动态故障树 |
| 3.1.2 灰关联分析法 |
| 3.2 铁路信号安全相关系统常见冗余结构THR量化模型构建 |
| 3.2.1 基于DFT的冗余结构THR量化方法 |
| 3.3 基于灰关联的影响参数敏感性分析方法 |
| 3.4 硬件安全完整性预计中的不确定性类型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于D-S证据理论的共因失效因子估算方法 |
| 4.1 基本概念 |
| 4.1.1 评分表法估算β |
| 4.1.2 D-S证据理论 |
| 4.2 D-S证据理论在β因子估算中的应用 |
| 4.2.1 评分表法估算β因子过程中的不确定性分析 |
| 4.2.2 基于改进折扣系数的β因子证据融合方法 |
| 4.3 案例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 考虑参数不确定性的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.1 相关概念 |
| 5.1.1 蒙特卡罗分析法 |
| 5.1.2 模糊理论 |
| 5.1.3 区间分析基础 |
| 5.2 参数概率分布已知类型的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.2.1 基于MCA的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.2.2 案例分析 |
| 5.3 参数概率分布未知类型的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.3.1 基于模糊数的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.3.2 基于区间数的硬件安全完整性预计方法 |
| 5.4 不同方法预计结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究成果 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）编组站综合自动化系统可靠性建模与评估（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 编组站自动化相关技术研究现状 |
| 1.2.2 系统可靠性分析技术研究现状 |
| 1.2.3 人因可靠性分析技术研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及结构安排 |
| 2 编组站综合自动化系统及编组站运输组织模式总体分析 |
| 2.1 编组站综合自动化系统概述 |
| 2.1.1 编组站综合自动化系统总体架构 |
| 2.1.2 编组站综合自动化集中控制子系统组成、结构及功能 |
| 2.1.3 系统边界分析及信息流向 |
| 2.2 编组站运输生产组织模式分析 |
| 2.2.1 编组站组织管理体系 |
| 2.2.2 编组站多岗协作关系 |
| 2.2.3 作业班组的主要工作内容 |
| 2.3 本章小节 |
| 3 基于动态贝叶斯网络的编组站综合自动化系统可靠性建模与分析 |
| 3.1 RAM理论基础 |
| 3.1.1 RAM定义及其指标体系 |
| 3.1.2 系统可靠性建模与评估的一般过程 |
| 3.2 基于动态故障树的编组站综合自动化系统可靠性分析模型 |
| 3.2.1 动态故障树基本原理 |
| 3.2.2 编组站综合自动化系统动态故障树模型构建 |
| 3.3 基于模糊集理论的德尔菲方法确定底事件概率分布 |
| 3.3.1 基于模糊集理论的概率分析 |
| 3.3.2 编组站综合自动化系统动态故障树底事件概率分布确定 |
| 3.4 基于动态贝叶斯网络的动态故障树可靠性分析模型构建 |
| 3.4.1 动态贝叶斯网络理论基础及建模方式 |
| 3.4.2 动态故障树-动态贝叶斯网络映射规则 |
| 3.4.3 编组站综合自动化系统动态贝叶斯网络模型构建 |
| 3.5 考虑共因失效的编组站综合自动化系统动态贝叶斯网络模型构建 |
| 3.5.1 共因失效理论基础 |
| 3.5.2 β因子模型更新动态贝叶斯网络规则 |
| 3.5.3 编组站综合自动化系统动态贝叶斯网络模型更新 |
| 3.6 编组站综合自动化系统RAM指标及薄弱环节分析 |
| 3.6.1 RAM指标分析 |
| 3.6.3 薄弱环节分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于认知行为的编组站作业班组人因可靠性建模与分析 |
| 4.1 人因可靠性分析的一般流程 |
| 4.2 基于认知行为的作业班组人因可靠性分析框架 |
| 4.2.1 人的认知行为模型 |
| 4.2.2 单一作业人员的认知行为过程 |
| 4.2.3 作业班组的认知行为过程 |
| 4.3 基于认知行为的作业班组人因失误概率量化计算 |
| 4.3.1 人因差错概率及人因差错的分类 |
| 4.3.2 觉察行为可靠性 |
| 4.3.3 诊断行为可靠性 |
| 4.3.4 决策行为可靠性 |
| 4.3.5 操作行为可靠性 |
| 4.3.6 作业班组可靠性 |
| 4.4 案例分析 |
| 4.4.1 实施编组站综合自动化系统前后班组作业行为过程分析 |
| 4.4.2 实施编组站综合自动化系统前后人因可靠性建模与计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）区域计算机联锁系统可靠性分析及评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 区域计算机联锁系统研究现状 |
| 1.2.2 可靠性分析研究现状 |
| 1.2.3 可靠性评价研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 区域计算机联锁系统概述及可靠性相关理论 |
| 2.1 区域计算机联锁系统概述 |
| 2.1.1 区域计算机联锁系统组成 |
| 2.1.2 区域计算机联锁系统实现方案 |
| 2.2 可靠性相关理论 |
| 2.3 小结 |
| 3 基于动态贝叶斯网络的区域计算机联锁系统可靠性分析 |
| 3.1 动态贝叶斯相关理论 |
| 3.1.1 动态贝叶斯网络基本原理 |
| 3.1.2 DFT向 DBN的转换分析 |
| 3.2 系统共因故障分析 |
| 3.3 区域联锁子系统的DBN建模 |
| 3.4 区域计算机联锁系统可靠性分析 |
| 3.4.1 冗余制式失效率分析 |
| 3.4.2 联锁子系统RAM指标分析 |
| 3.4.3 区域计算机联锁系统薄弱环节分析 |
| 3.5 小结 |
| 4 基于改进灰色聚类的区域计算机联锁系统可靠性评价 |
| 4.1 灰色聚类评价基本理论 |
| 4.1.1 灰色理论 |
| 4.1.2 灰色聚类评价 |
| 4.2 区域计算机联锁系统可靠性评价模型的构建 |
| 4.2.1 白化权函数的确定 |
| 4.2.2 区域计算机联锁系统可靠性灰类等级划分 |
| 4.3 区域计算机联锁系统各基本单元权重的确定 |
| 4.3.1 序关系法确定主观权重 |
| 4.3.2 熵权法确定客观权重 |
| 4.3.3 组合赋权法确定综合权重 |
| 4.4 区域计算机联锁系统可靠性评价结果及比较 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）柴油加氢装置质量升级改造的自控设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 柴油加氢精制技术 |
| 1.3 DCS控制系统的发展及国内外研究现状 |
| 1.4 本选题主要研究内容 |
| 2 柴油质量升级改造后装置整体工艺流程介绍 |
| 2.1 反应部分工艺流程介绍 |
| 2.2 分馏部分工艺流程介绍 |
| 2.3 公用工程部分工艺流程介绍 |
| 2.4 装置改造前后工艺方案对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 改进的控制及安全联锁方案设计 |
| 3.1 主要控制方案改进设计 |
| 3.1.1 改进后滤后原料油缓冲罐的液位控制 |
| 3.1.2 滤后原料油缓冲罐的压力控制 |
| 3.1.3 高压反应进料油泵进/出流量控制 |
| 3.1.4 高压换热系统控制 |
| 3.1.5 反应系统温度控制 |
| 3.1.6 反应系统压力控制 |
| 3.1.7 高压分离器液位控制 |
| 3.2 主要安全联锁设计 |
| 3.2.1 装置事故紧急泄压联锁系统 |
| 3.2.2 热高压分离器液位低低联锁 |
| 3.2.3 循环氢入口分液罐液位高高联锁 |
| 3.2.4 反应进料加热炉联锁 |
| 3.2.5 压缩机、高压机泵等成套机组自身安全联锁设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 柴油加氢装置现场监测仪表改进方案 |
| 4.1 仪表选型总体原则 |
| 4.2 反应器温度监测改进方案 |
| 4.3 热高压分离器液位监测及控制改进方案 |
| 4.3.1 热高压分离器液位监测 |
| 4.3.2 热高压分离器液位控制 |
| 4.4 反应进料泵出口流量监测改进方案 |
| 4.5 高压紧急联锁切断阀选型改进方案 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 柴油加氢质量升级改造装置DCS系统设计 |
| 5.1 DCS系统设计原则 |
| 5.1.1 总体设计原则 |
| 5.1.2 本装置DCS系统设计原则 |
| 5.2 装置DCS系统改造I/O点汇总 |
| 5.3 CENTUM VP DCS控制系统 |
| 5.3.1 CENTUM VP系统结构 |
| 5.3.2 CENTUM VP系统功能 |
| 5.3.3 现场控制站FCS |
| 5.4 DCS系统硬件设计 |
| 5.4.1 总体设计方案 |
| 5.4.2 DCS硬件配置 |
| 5.5 DCS系统可靠性、可用性 |
| 5.5.1 DCS系统可靠性 |
| 5.5.2 DCS系统可用性 |
| 5.6 DCS系统自控方案设计 |
| 5.6.1 根据工况选择控制回路 |
| 5.6.2 根据工况选择串级控制回路 |
| 5.6.3 分程控制回路 |
| 5.6.4 串级控制回路 |
| 5.6.5 温压补偿控制回路 |
| 5.6.6 压力补偿控制回路 |
| 5.6.7 产品分馏塔入口温度分程控制回路 |
| 5.6.8 冷高压分离器液位选择控制回路 |
| 5.7 DCS系统配置 |
| 5.8 DCS系统投运 |
| 5.8.1 DCS系统组态 |
| 5.8.2 DCS控制方案组态 |
| 5.8.3 DCS流程图画面组态 |
| 5.8.4 DCS投运实时画面显示 |
| 5.8.5 DCS投运历史趋势曲线画面 |
| 5.8.6 DCS投运报警界面 |
| 5.8.7 DCS投运操作数据记录显示 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
（5）基于SCADE的通用联锁软件平台适配层设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究情况 |
| 1.3 本文研究内容及组织结构 |
| 1.3.1 本文研究内容 |
| 1.3.2 本论文的组织结构 |
| 第2章 基于SCADE软件开发 |
| 2.1 SCADE软件开发流程 |
| 2.2 SCADE建模元素 |
| 2.2.1 SCADE模型基本元素 |
| 2.2.2 常用的建模操作符 |
| 2.3 SCADE模型分析和验证 |
| 2.3.1 静态分析 |
| 2.3.2 动态仿真 |
| 2.3.3 形式化验证 |
| 2.4 SCADE模型代码生成 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 平台适配层需求分析 |
| 3.1 系统定义 |
| 3.2 联锁逻辑部子系统 |
| 3.2.1 联锁逻辑部软件 |
| 3.2.2 联锁逻辑部硬件 |
| 3.3 联锁系统数据流分析 |
| 3.4 平台适配层功能需求分析 |
| 3.4.1 系统运行调度管理功能 |
| 3.4.2 现场设备采集和驱动功能 |
| 3.4.3 人机交互功能 |
| 3.4.4 与外部系统通信功能 |
| 3.4.5 安全冗余功能 |
| 3.5 平台适配层非功能需求分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 平台适配层总体设计与概要设计 |
| 4.1 总体架构设计 |
| 4.2 概要设计思想 |
| 4.3 功能模块划分 |
| 4.4 模块子功能划分 |
| 4.4.1 主调度模块MAIN |
| 4.4.2 全电子采驱模块IOEEU |
| 4.4.3 控显通信模块MMI |
| 4.4.4 双系同步模块SYNC |
| 4.5 模块数据结构设计 |
| 4.5.1 主调度模块MAIN |
| 4.5.2 全电子采驱模块IOEEU |
| 4.5.3 控显通信模块MMI |
| 4.5.4 双系同步模块SYNC |
| 4.6 模块接口设计 |
| 4.6.1 主调度模块MAIN |
| 4.6.2 全电子采驱模块IOEEU |
| 4.6.3 控显通信模块MMI |
| 4.6.4 双系同步模块SYNC |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 平台适配层详细设计与实现 |
| 5.1 详细设计方法 |
| 5.2 主调度模块MAIN |
| 5.2.1 系统软件入口I_SubMain |
| 5.2.2 主调度逻辑A_MainTask |
| 5.2.3 初始化调度InitTask |
| 5.2.4 正常运行调度NormalTask |
| 5.3 全电子采驱模块IOEEU |
| 5.3.1 全电子模块投入运行处理A_PlaceInService |
| 5.3.2 全电子模块输入任务A_InputTask |
| 5.3.3 全电子模块输出任务A_OutputTask |
| 5.3.4 全电子模块接口实现 |
| 5.4 控显通信模块MMI |
| 5.4.1 控显命令输入任务A_InputTask |
| 5.4.2 控显显示输出任务A_OutputTask |
| 5.4.3 控显通信模块接口实现 |
| 5.5 双系同步模块SYNC |
| 5.5.1 双系同步输入任务A_InputTask |
| 5.5.2 双系同步输出任务A_OutputTask |
| 5.5.3 双系同步模块接口实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 平台适配层测试 |
| 6.1 模型静态分析 |
| 6.2 模型形式化验证 |
| 6.3 模型动态仿真 |
| 6.4 集成代码测试 |
| 6.5 目标系统运行 |
| 6.6 部分系统测试用例及结果 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录1 功能模块常量定义 |
| 附录2 基础模块库模型实现 |
| 附录3 外部系统通信模型 |
| 附录4 KCG代码集成批处理 |
| 附录5 更新VC工程Python脚本 |
| 附录6 目标系统文件改名生成makefile和Link文件python脚本 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）高速铁路信号系统可靠性及可用性建模与评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.2.1 铁路信号单个系统可靠性及可用性研究 |
| 1.2.2 铁路信号系统整体可靠性及可用性研究 |
| 1.2.3 存在的问题和不足 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 铁路信号系统可靠性及可用性研究基本原理 |
| 2.1 高速铁路信号系统概述 |
| 2.2 铁路信号系统RAMS相关标准 |
| 2.3 铁路信号系统RAM参数分析 |
| 2.3.1 铁路信号系统可靠性参数 |
| 2.3.2 铁路信号系统可维护性参数 |
| 2.3.3 铁路信号系统可用性参数 |
| 2.4 铁路信号系统可靠性数据分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于动态贝叶斯网络的高速铁路信号子系统可靠性及可用性研究 |
| 3.1 贝叶斯网络简介 |
| 3.1.1 贝叶斯网络简介 |
| 3.1.2 动态贝叶斯网络 |
| 3.2 基于DBN的列控中心系统可靠性及可用性研究 |
| 3.2.1 列控中心系统简介 |
| 3.2.2 列控中心动态故障树建模 |
| 3.2.3 故障树转换DBN分析 |
| 3.2.4 考虑共因失效的DBN可靠性建模 |
| 3.2.5 基于DBN的列控中心系统可靠性及可用性评估 |
| 3.3 基于DBN的 CTCS-3 车载系统运行可靠性及可用性研究 |
| 3.3.1 CTCS-3车载系统简介 |
| 3.3.2 CTCS-3 车载系统RBD建模 |
| 3.3.3 CTCS-3车载系统运行可靠性及可用性评估 |
| 3.4 考虑不同冗余结构的CTCS-3车载系统可靠性及可用性评估 |
| 3.4.1 不同冗余结构的CTCS-3车载系统可靠性及可用性建模 |
| 3.4.2 不同冗余结构的CTCS-3车载系统可靠性及可用性比较 |
| 3.4.3 结果验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于多状态理论的高速铁路信号子系统可靠性及可用性研究 |
| 4.1 多态系统建模 |
| 4.1.1 多状态系统简介 |
| 4.1.2 基于Markov模型的多状态系统建模 |
| 4.1.3 基于通用生成函数的多状态系统可靠性建模 |
| 4.2 基于DBN的多状态系统建模 |
| 4.2.1 多状态DBN建模方法 |
| 4.2.2 案例分析 |
| 4.3 基于多状态DBN的 CTCS-3 车载系统可靠性及可用性研究 |
| 4.3.1 基于多状态DBN的 CTCS-3 级列控车载系统建模 |
| 4.3.2 降级状态对系统可靠性及可用性影响 |
| 4.3.3 模型验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于“系统的系统”的高速铁路信号整体可靠性及可用性研究 |
| 5.1 “系统的系统”简介 |
| 5.1.1 “系统的系统” |
| 5.1.2 铁路信号“系统的系统”特性分析 |
| 5.2 “系统的系统”建模方法 |
| 5.2.1 多层网络理论简介 |
| 5.2.2 基于多层网络的“系统的系统”建模 |
| 5.2.3 系统间相关性分析 |
| 5.2.4 基于多层网络的高速铁路信号SoS模型 |
| 5.3 基于分层贝叶斯网络的“系统的系统”可靠性及可用性建模 |
| 5.3.1 分层贝叶斯网络模型 |
| 5.3.2 基于分层贝叶斯网络的“系统的系统”模型 |
| 5.4 高速铁路信号整体可靠性及可用性研究 |
| 5.4.1 子系统层可靠性及可用性分析 |
| 5.4.2 系统层可用性分析 |
| 5.4.3 SoS层可用性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 考虑综合因素的高速铁路信号系统可靠性研究 |
| 6.1 高速铁路信号复杂系统故障因素综合分析 |
| 6.1.1 高速铁路信号复杂系统故障综合因素 |
| 6.1.2 考虑综合因素的高速铁路信号系统可靠性分析流程 |
| 6.2 基于模糊故障树的系统可靠性分析 |
| 6.2.1 模糊集理论 |
| 6.2.2 基于模糊方法的UBEs失效概率分析 |
| 6.2.3 基于统计方法的KBEs失效概率分析 |
| 6.2.4 重要度分析和敏感性分析 |
| 6.3 考虑综合因素的高速铁路信号系统整体可靠性研究 |
| 6.3.1 基于FTA高速铁路信号系统可靠性模型构建 |
| 6.3.2 故障树中UBEs失效概率计算 |
| 6.3.3 故障树中KBEs失效概率计算 |
| 6.3.4 重要度分析及敏感性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（7）化工装置安全仪表系统的误动作及设计优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状介绍 |
| 1.2.1 安全仪表系统的功能安全 |
| 1.2.2 安全仪表系统的误动作 |
| 1.2.3 安全仪表系统的多目标设计优化 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 课题创新点 |
| 第二章 安全仪表系统的误动作概述 |
| 2.1 安全仪表系统的失效模式 |
| 2.2 安全仪表系统误动作定义 |
| 2.3 安全仪表系统误动原因概述 |
| 2.3.1 误操作原因概述 |
| 2.3.2 误响应原因概述 |
| 2.3.3 误停车原因概述 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 安全仪表系统的误动作标准研究 |
| 3.1 安全仪表系统误动作评估指标 |
| 3.2 现有安全仪表系统误动作标准 |
| 3.3 安全仪表系统误动作后果分析 |
| 3.3.1 经济后果分析 |
| 3.3.2 安全风险分析 |
| 3.4 安全仪表系统误动作标准建立 |
| 3.5 水供应系统实例分析 |
| 3.5.1 工艺流程概述 |
| 3.5.2 误动作等级确定 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 安全仪表系统的误动作率量化模型 |
| 4.1 安全仪表系统误动作率量化方法概述 |
| 4.2 安全仪表系统不同原因导致误动作率量化 |
| 4.2.1 元件安全失效 |
| 4.2.2 假信号响应 |
| 4.2.3 元件危险可检测失效 |
| 4.2.4 公共设施失效 |
| 4.3 不同子系统误动作率量化差异的分析 |
| 4.4 安全联锁回路误动作率 |
| 4.5 通用Koo N表决结构误动作率量化 |
| 4.5.1 误动作条件及前提假设 |
| 4.5.2 独立失效误动作率量化公式推导 |
| 4.6 共因失效误动作率量化 |
| 4.6.1 传统β共因失效模型 |
| 4.6.2 改进β共因失效模型 |
| 4.6.3 考虑误动作的β共因失效模型 |
| 4.7 结果分析与讨论 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 安全仪表系统的多目标设计优化 |
| 5.1 安全仪表系统的多目标优化概述 |
| 5.2 遗传算法概述 |
| 5.3 适应度函数(目标函数) |
| 5.3.1 平均要求时失效概率目标函数 |
| 5.3.2 误动作率目标函数 |
| 5.3.3 生命周期成本 |
| 5.4 决策变量及约束 |
| 5.4.1 冗余结构 |
| 5.4.2 元件类型 |
| 5.4.3 维修间隔时间 |
| 5.5 实施遗传算法进行多目标优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 案例研究 |
| 6.1 工艺流程及危害介绍 |
| 6.1.1 焦炉气制甲醇合成工艺介绍 |
| 6.1.2 工艺风险点介绍 |
| 6.2 安全完整性及误动作等级定级评估 |
| 6.3 典型安全仪表联锁回路的优化设计 |
| 6.3.1 安全联锁回路描述 |
| 6.3.2 元件类型与数据 |
| 6.3.3 多目标遗传算法优化 |
| 6.4 结果讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论和展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 风险可接受标准 |
| 安全联锁回路安全完整性与误动作定级 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（8）间歇过程人因对SIL评估影响方法研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 安全仪表系统功能概述及SIL评估方法研究 |
| 2.1 安全仪表系统安全功能概述 |
| 2.1.1 安全仪表系统概述 |
| 2.1.2 安全仪表系统分类 |
| 2.1.3 安全仪表系统典型设计 |
| 2.2 SIL分析及人因可靠性分析失效数据来源 |
| 2.2.1 现有失效数据库及标准 |
| 2.2.2 历史事故累积失效数据 |
| 2.3 SIL评估步骤及方法研究 |
| 2.3.1 SIL确定方法及比选 |
| 2.3.2 SIL验证方法及比选 |
| 2.4 人因可靠性分析方法及比选 |
| 2.4.1 人为错误率预测技术(THERP) |
| 2.4.2 标准化工厂分析风险---人员可靠性分析(SPAR-H) |
| 2.4.3 Petro-HRA |
| 2.4.4 人因可靠性分析方法比选 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 间歇过程人因对SIL评估影响分析研究 |
| 3.1 人因可靠性评估 |
| 3.1.1 人因可靠性评估步骤 |
| 3.1.2 人因可靠性评估案例分析 |
| 3.2 基于人因可靠性间歇装置SIL确认 |
| 3.2.1 基于人因可靠性间歇装置SIL确认模型 |
| 3.2.2 基于人因可靠性的间歇装置SIL确认案例分析 |
| 3.3 基于人因可靠性间歇装置SIL验证 |
| 3.3.1 基于人因可靠性间歇装置SIL验证模型 |
| 3.3.2 基于人因可靠性的间歇装置SIL验证案例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 间歇过程人因对SIL评估影响优化研究 |
| 4.1 间歇装置安全仪表系统案例分析评估 |
| 4.2 间歇装置典型安全仪表系统冗余结构优化研究 |
| 4.3 间歇装置安全仪表系统测试策略优化研究 |
| 4.3.1 间歇装置安全仪表系统功能测试优化研究 |
| 4.3.2 间歇装置安全仪表系统部分行程测试(PST)优化研究 |
| 4.4 间歇装置安全仪表系统人因可靠性优化研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于人因可靠性SIL评估软件开发及应用 |
| 5.1 软件结构及功能 |
| 5.2 间歇过程人因影响下的SIL评估软件开发 |
| 5.2.1 间歇过程人因影响下的SIL确认计算软件 |
| 5.2.2 间歇过程人因影响下的SIL验证计算软件 |
| 5.2.3 间歇过程SIL优化研究软件 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（9）铁路通信信号系统网络统一安全管控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 铁路通信及信号控制系统 |
| 1.2.1 信号 |
| 1.2.2 联锁 |
| 1.2.3 闭塞 |
| 1.2.4 我国高速铁路通信信号系统概述 |
| 1.3 铁路通信信号系统网络安全国内外研究进展 |
| 1.3.1 铁路信号系统安全分析方法 |
| 1.3.2 铁路通信信号系统漏洞及脆弱性研究现状 |
| 1.3.3 铁路通信信号系统安全防护研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 铁路信号系统网络安全分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铁路信号系统网络安全分析模型 |
| 2.2.1 信息流参考模型 |
| 2.2.2 功能结构参考模型 |
| 2.2.3 网络安全威胁模型 |
| 2.3 基于故障树的铁路信号系统威胁场景分析 |
| 2.3.1 列车超速 |
| 2.3.2 列车冒进信号 |
| 2.3.3 列车运行中断 |
| 2.4 已有安全防范措施及脆弱性分析 |
| 2.4.1 系统运算输出错误 |
| 2.4.2 列控信息网络传输错误 |
| 2.4.3 越权操作 |
| 2.4.4 信号系统基础数据错误 |
| 2.4.5 设备、系统或程序损坏 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 铁路通信系统安全分析与可信防护 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铁路通信系统网络安全分析 |
| 3.3 铁路通信系统网络安全风险防范措施分析 |
| 3.3.1 数据错误 |
| 3.3.2 系统缺陷 |
| 3.3.3 人为失误 |
| 3.3.4 冗余缺失 |
| 3.4 铁路通信系统网络安全风险总结 |
| 3.4.1 面临的威胁升级 |
| 3.4.2 技术风险 |
| 3.4.3 防护建议 |
| 3.5 基于可信的铁路通信系统网络安全架构 |
| 3.5.1 可信计算环境 |
| 3.5.2 可信区域边界 |
| 3.5.3 可信通信网络 |
| 3.5.4 可信管控中心 |
| 3.6 抗DDoS的 SDN控制器调度方法 |
| 3.6.1 SDN控制器调度算法设计 |
| 3.6.2 仿真实验测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于SDN的信号安全数据网统一管控研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SD-SSDN网络安全管控架构 |
| 4.2.1 SD-SSDN网络数据平面 |
| 4.2.2 SD-SSDN网络控制平面 |
| 4.2.3 SD-SSDN网络应用平面 |
| 4.3 SD-SSDN防护实验验证 |
| 4.3.1 实验原理 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.4 基于SDN统一管控的主动防护技术 |
| 4.4.1 基于SDN的网络迷惑系统 |
| 4.4.2 网络迷惑系统实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于SDN的铁路通信信号系统网络可靠性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于SDN的环网冗余技术 |
| 5.2.1 基于OpenFlow的 RFTM技术原理 |
| 5.2.2 RFTM环网冗余算法设计与实现 |
| 5.2.3 基于RFTM技术的环网冗余切换实验 |
| 5.3 基于SDN的自适应链路聚合技术 |
| 5.3.1 自适应链路聚合原理 |
| 5.3.2 自适应链路聚合技术实现 |
| 5.3.3 自适应链路聚合技术实验测试 |
| 5.4 主从多控制器技术 |
| 5.4.1 基于Zookeeper的主从控制器方案设计 |
| 5.4.2 控制器失效切换实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 缩略词 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文和科研成果 |
（10）储气库安全仪表系统SIL提升与安全维保优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 第2章 储气库SIS功能分析及SIL评估方法研究 |
| 2.1 储气库安全仪表系统概况 |
| 2.2 储气库SIL分析可靠性数据来源 |
| 2.3 安全仪表系统SIL评估步骤 |
| 2.4 安全仪表系统SIL需求分析方法 |
| 2.5 安全仪表系统SIL验证分析方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 储气库典型SIS系统SIL评估及SIL配置影响分析 |
| 3.1 储气库概况 |
| 3.2 储气库SIL需求分析 |
| 3.3 储气库典型SIS系统SIL验证分析 |
| 3.4 整个储气库各站场SIL配置规律分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 储气库安全仪表系统SIL敏感性分析及维保优化研究 |
| 4.1 储气库SIS容错性敏感性分析 |
| 4.2 储气库SIS测试策略敏感性分析 |
| 4.3 储气库SIS备品备件策略研究 |
| 4.4 整个储气库SIS安全维保优化研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 安全仪表系统SIL评估及优化功能软件开发与应用 |
| 5.1 软件开发结构与流程 |
| 5.2 安全仪表系统SIL评估与优化功能软件开发应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
四、安全联锁系统的可靠性及可用性分析（论文参考文献）
- [1]铁路信号安全相关系统硬件安全完整性预计方法研究[D]. 张宏扬. 中国铁道科学研究院, 2021(01)
- [2]编组站综合自动化系统可靠性建模与评估[D]. 董云逸. 中国铁道科学研究院, 2020(01)
- [3]区域计算机联锁系统可靠性分析及评价[D]. 仵光辉. 兰州交通大学, 2020(01)
- [4]柴油加氢装置质量升级改造的自控设计[D]. 乔雪薇. 辽宁石油化工大学, 2020(04)
- [5]基于SCADE的通用联锁软件平台适配层设计与实现[D]. 林强. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]高速铁路信号系统可靠性及可用性建模与评估方法研究[D]. 江磊. 西南交通大学, 2020(06)
- [7]化工装置安全仪表系统的误动作及设计优化研究[D]. 戚萌. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [8]间歇过程人因对SIL评估影响方法研究及应用[D]. 池亚娟. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [9]铁路通信信号系统网络统一安全管控研究[D]. 李赛飞. 西南交通大学, 2018(03)
- [10]储气库安全仪表系统SIL提升与安全维保优化研究[D]. 李宏浩. 中国石油大学(华东), 2018(07)