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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應用研究

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：	更新時間： 2020年12月04日
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l 謄 藹蘺 琵
珊市軔厘交通車輛車門控制軟件
安塋完整性技市應用研究
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)機械部件實現門
功能控制邏輯、現場總線通信、故障診斷等功能，門控制軟件
的安全完整性關系到整個門系統(tǒng)的安全運行。以門控制軟
件安全完整性設計和評估為例，介紹了軟件安全完整性相關
技術、實現、標準，以及軟件安全完整性評估的方法。
關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域。為避免在運營過程中出
現安全事故，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主要的
參考標準是歐洲電工標準化委員會(a1NEI EC)制定
的鐵路安全相關標準。CENELEC的標準中，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
可靠性有詳細的定義與描述。
城軌車輛門系統(tǒng)是機電技術和軟硬件技術高度
集成的系統(tǒng)，是典型的安全相關系統(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)的機械部件實現門控制邏輯、現場總線通信、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標準框架下，開發(fā)符
合相關安全完整性要求的車門控制軟件并通過相關
評估，是本文探討的主題。
1 軟件安全完整性技術簡介
安全完整性是安全相關系統(tǒng)有效實現安全功能
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，安全相關系統(tǒng)
能夠實現所規(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標準中定義
的，由于CENELEC的鐵路安全相關標準是在IEC
61508基礎上制定的，因此其保留了相同的SIL
定義。
CENELEC的鐵路安全相關標準如圖1所
示l1]。圖中的標準分別為：EN 50126《鐵路應用：可
靠性、可用性、可維護性與安全性(RAMS)規(guī)范和說
明》，EN 50129《鐵路應用：鐵路控制系統(tǒng)領域的安
全相關電子系統(tǒng)》，EN 50128《鐵路應用：鐵路控制
與防護系統(tǒng)的軟件》，EN 50159《鐵路應用：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 ‘

繁 期 一 { ≥ 00_0_曩≯ ㈡㈡ ≮≤≥0 ㈡ ≮≥≤ 0≮≮≮ 贏 l
效。繞擊率是衡量避雷線保護作用的重要參數。研
究結果表明：若將繞擊率控制在一定數值下，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，在設計及制定相關標準時，需根據
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。
(3)牽引網防雷技術研究必須結合大量的統(tǒng)計
分析資料，建議相關部門盡快統(tǒng)一組織開展沖擊接
地電阻研究及牽引供電系統(tǒng)防雷標準的制定。
參考文獻
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學出版社，2(11)9．
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及其擬合計算公式EJ]．清華大學學報：自然科學版，1999，39
(5)：9．
r 4] Juan A Martinez．Velasco，Fereley Castro—Aranda．Modeling
(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，應先開展軟件安
全完整性專業(yè)培訓，在培訓的基礎上對自己的研發(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束后，由第三方評估機構
對評估進行總結，公布評估結果，出具有效的獨立評
估報告或證書。
7 結語
門控制軟件的安全完整性對城軌車輛門系統(tǒng)至
of overhead transmission lines for lightning studies[c]∥
International Conference on Power Systems Transient
(IPST’05)．Montral Canada．2005．
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氣化鐵道，2(110，25(2)：35．
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于增．接觸網防雷技術研究lJ]．鐵道工程學報，2002(4)：89．
(收稿日期：2012—05—28)
關重要，因此，深入研究國內外的軟件安全完整性技
術，轉化、實踐并形成適合于車門控制軟件的安全完
整性標準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
多的技術細節(jié)需要謹慎思考與細致處理。此外，本
文參考的標準是EN 50128：2001版本，而目前最新
版本的標準是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)
· 39 ·

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