铁路安全相关标准EN50129的应用研究

论文摘要

EN50129标准是由欧洲电工标准化委员会(CENELEC)专门制定的铁路安全相关标准,它提出了一种全新的保障安全的原理和方法,已经成为欧洲铁路安全领域内普遍遵循的法则。但是这个标准在国内安全领域还是比较陌生,与之相应的国家标准没有出台,对标准的应用就更少。目前列车不断提速给我国铁路安全管理带来的新的问题和挑战,迫切需要建立我国的铁路安全标准和安全评估体系。在铁路安全相关系统的研究和设计中参考借鉴国际先进的经验和技术,使得我国铁路安全管理和安全相关系统的设计开发走向规范化、系统化,切实保障铁路运行安全。本文以EN50129为指导,研究标准制定的背景、目的、适用范围、体系结构以及在铁路安全相关系统中的应用。以列车自动防护系统(ATP)为例,对ATP系统结构进行了描述。通过对国内普遍使用的ATP系统研发过程和基于EN50129标准进行的研发过程的比较,分析和探讨了ATP系统研究和开发的安全文件体系和安全评估体系。证明基于EN50129标准的设计过程在保证系统安全上是规范的、有保障的。采用ALARP模型风险分析方法对ATP系统的安全完整性等级进行了定性的分析。使用通用原因分析法对ATP系统进行功能安全完整性分析,使用故障树分析方法对ATP系统安全完整性进行定量的分析,根据结果,确定ATP系统安全性和可靠性存在的不足之处,给出了要进一步改善其安全性的建议。本文重点在于将欧洲铁路信号安全功能标准EN50129引进到我国的铁路具体应用中,使用标准中给出的安全相关系统的设计方法和安全完整性分析方法对ATP系统进行安全设计和安全评估。为解决我国铁路所面临的安全管理问题提供了一种新思路和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究意义
• 1.2 功能安全标准的国内外研究现状
• 1.2.1 功能安全标准出台的背景
• 1.2.2 功能安全标准国内研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容及目的
• 1.4 本章小结
• 第2章 铁路安全相关标准EN50129的研究
• 2.1 标准概述和体系结构
• 2.1.1 标准概述
• 2.1.2 EN50129标准的技术特点
• 2.1.3 EN50129的适用范围与体系结构
• 2.2 基本概念
• 2.2.1 风险和允许风险
• 2.2.2 安全完整性
• 2.2.3 安全完整性等级
• 2.2.4 安全完整性与可靠性
• 2.3 风险分析和风险控制
• 2.3.1 风险分析
• 2.3.2 风险控制
• 2.4 EN50219应用
• 2.4.1 EN50129标准的应用过程
• 2.4.2 系统生命周期
• 2.4.3 安全评估
• 2.4.4 安全管理
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于EN50129标准的ATP系统设计
• 3.1 ATP系统工作原理及功能结构
• 3.1.1 ATP系统工作原理
• 3.1.2 ATP系统功能结构
• 3.2 基于EN50129的ATP系统设计
• 3.2.1 ATP系统的安全生命周期
• 3.2.2 ATP系统安全计划
• 3.2.3 安全验收
• 3.2.4 系统需求
• 3.2.5 风险分析方法的选取
• 3.2.6 系统的安全设计
• 3.2.7 系统和产品设计的后期要求
• 3.3 本章小结
• 第4章 ATP系统安全完整性的分析
• 4.1 定性分析方法
• 4.1.1 ALARP模型
• 4.1.2 允许风险目标
• 4.1.3 ATP系统安全完整性等级定性分析
• 4.2 ATP系统安全完整性定量的分析
• 4.2.1 ATP系统功能安全完整性
• 4.2.2 ATP系统硬件安全完整性
• 4.3 ATP冗余结构的选取
• 4.4 关于功能标准的进一步思考
• 4.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目