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城市軌道交通車輛車門控制軟件安全完整性技術(shù)應(yīng)用研究

文檔作者：張偉陸馳宇文檔來源：南京康尼電子科技有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月04日
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珊市軔厘交通車輛車門控制軟件
安塋完整性技市應(yīng)用研究
張偉陸馳宇
(南京康尼電子科技有限公司，210013，南京∥第一作者，高級工程師)
摘要車門系統(tǒng)是城市軌道交通車輛的關(guān)鍵裝備之一，其
安全完整性直接影響城市軌道交通系統(tǒng)的正常運營。門控
制軟件是車門系統(tǒng)的核心，它控制車門系統(tǒng)機械部件實現(xiàn)門
功能控制邏輯、現(xiàn)場總線通信、故障診斷等功能，門控制軟件
的安全完整性關(guān)系到整個門系統(tǒng)的安全運行。以門控制軟
件安全完整性設(shè)計和評估為例，介紹了軟件安全完整性相關(guān)
技術(shù)、實現(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)，以及軟件安全完整性評估的方法。
關(guān)鍵詞城市軌道交通車輛；車門控制軟件；安全完整性評估
中圖分類號U 270．38 6：U 266．2
Application of Safety Integrity Technology of Rail Transit Ve—
hide Door Control Software
Zhang W ei，Lu Chiyu
Abstract Vehicle door system is one of the key compo—
nents of urban transit vehicles，its safety and integrity have
a direct impact on the normal service of urban rail transit
system ．The control software is the core technology in the
door system．While the controls the mechanical parts of the
door system to realize functions like door control logic，bus
communication and failure diagnosis，etc．This safety in—
tegrity of the door control software contributes to the safe
operation of the whole door system．In this paper，the related
technologies，practice and standards of software safe—
ty and integrity are described，methods to assess the safety
and integrity of door control software are proposed．
Key words urban transit vehicle；vehicle door control soft—
ware；evaluation of safety integrity
First-author’S address Nanjing Kangni Electronic Technol—
ogy Co．，Ltd．，210013，Nanjing，China
城市軌道交通(以下簡為“城軌”)是一個對安全
性可靠性要求很高的領(lǐng)域。為避免在運營過程中出
現(xiàn)安全事故，城軌車輛裝備需要達到特定的安全性可
靠性要求。目前，城軌車輛安全性可靠性技術(shù)主要的
參考標(biāo)準(zhǔn)是歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(a1NEI EC)制定
的鐵路安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。CENELEC的標(biāo)準(zhǔn)中，對于軟
件、硬件乃至整個系統(tǒng)在研發(fā)過程中如何保證安全性
可靠性有詳細(xì)的定義與描述。
城軌車輛門系統(tǒng)是機電技術(shù)和軟硬件技術(shù)高度
集成的系統(tǒng)，是典型的安全相關(guān)系統(tǒng)。車門系統(tǒng)控
制軟件則是車門系統(tǒng)的核心部件，它控制車輛門系
統(tǒng)的機械部件實現(xiàn)門控制邏輯、現(xiàn)場總線通信、故障
診斷等功能，其安全完整性直接影響到整個門系統(tǒng)
的安全性。如何在CENELEC標(biāo)準(zhǔn)框架下，開發(fā)符
合相關(guān)安全完整性要求的車門控制軟件并通過相關(guān)
評估，是本文探討的主題。
1 軟件安全完整性技術(shù)簡介
安全完整性是安全相關(guān)系統(tǒng)有效實現(xiàn)安全功能
的能力。安全完整性等級(Safety Integrity Level，
簡為SIL)~J是指在一定時間條件下，安全相關(guān)系統(tǒng)
能夠?qū)崿F(xiàn)所規(guī)定安全功能的概率。SIL最初是在國
際電工委員會(IEC)制定的IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)中定義
的，由于CENELEC的鐵路安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是在IEC
61508基礎(chǔ)上制定的，因此其保留了相同的SIL
定義。
CENELEC的鐵路安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如圖1所
示l1]。圖中的標(biāo)準(zhǔn)分別為：EN 50126《鐵路應(yīng)用：可
靠性、可用性、可維護性與安全性(RAMS)規(guī)范和說
明》，EN 50129《鐵路應(yīng)用：鐵路控制系統(tǒng)領(lǐng)域的安
全相關(guān)電子系統(tǒng)》，EN 50128《鐵路應(yīng)用：鐵路控制
與防護系統(tǒng)的軟件》，EN 50159《鐵路應(yīng)用：通信、信
號和處理系統(tǒng)》。
從安全性可靠性的角度看，EN 50126定義了整
個鐵路系統(tǒng)的安全性可靠性；EN 50129定義了子系
統(tǒng)的系統(tǒng)及硬件部分的安全性可靠性，EN 50128則
定義了子系統(tǒng)涉及軟件的安全完整性，如車門系統(tǒng)
的控制軟件、列車控制管理系統(tǒng)(TCMS)的軟件、列
· 21 ‘

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效。繞擊率是衡量避雷線保護作用的重要參數(shù)。研
究結(jié)果表明：若將繞擊率控制在一定數(shù)值下，高架橋
越高，需要增加的肩架高度也越高，保護角則需要控
制得越小。因此，在設(shè)計及制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時，需根據(jù)
具體情況進行計算，確定合理的保護角大小，最終將
繞擊率控制在能接受的范圍內(nèi)。
(3)牽引網(wǎng)防雷技術(shù)研究必須結(jié)合大量的統(tǒng)計
分析資料，建議相關(guān)部門盡快統(tǒng)一組織開展沖擊接
地電阻研究及牽引供電系統(tǒng)防雷標(biāo)準(zhǔn)的制定。
參考文獻
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(上接第24頁)
6 城軌車門控制軟件SIL評估過程
首次進行安全完整性評估時，應(yīng)先開展軟件安
全完整性專業(yè)培訓(xùn)，在培訓(xùn)的基礎(chǔ)上對自己的研發(fā)
體系進行改進或完善；然后請第三方評估機構(gòu)進行
差距分析(Gap Analysis)，針對差距繼續(xù)進行改進。
需要與第三方評估機構(gòu)一起制定獨立的評估計
劃，并按照計劃開展評估工作。評估工作一般分為
文檔審查與現(xiàn)場審查兩大塊：文檔審查主要是對項
目研發(fā)過程中的所有文檔進行檢查；現(xiàn)場審查則主
要是針對開發(fā)方的組織級別檢查以及項目人員訪
談。對評估中發(fā)現(xiàn)的問題可進行申訴或者更改，形
成閉環(huán)。
所有的評估工作都結(jié)束后，由第三方評估機構(gòu)
對評估進行總結(jié)，公布評估結(jié)果，出具有效的獨立評
估報告或證書。
7 結(jié)語
門控制軟件的安全完整性對城軌車輛門系統(tǒng)至
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(收稿日期：2012—05—28)
關(guān)重要，因此，深入研究國內(nèi)外的軟件安全完整性技
術(shù)，轉(zhuǎn)化、實踐并形成適合于車門控制軟件的安全完
整性標(biāo)準(zhǔn)是一件意義重大的事情。本文僅介紹了軟
件的安全完整性框架，在具體實施的過程中還有很
多的技術(shù)細(xì)節(jié)需要謹(jǐn)慎思考與細(xì)致處理。此外，本
文參考的標(biāo)準(zhǔn)是EN 50128：2001版本，而目前最新
版本的標(biāo)準(zhǔn)是EN 50128：2011，其相對于舊版本做
了許多改進與優(yōu)化，因此需要進一步研究。
參考文獻
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(收稿日期：2012—08—20)
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