前言

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)作為軌道交通信號系統(tǒng)的重要組成部分和典型的安全苛求系統(tǒng)，是列車安全運(yùn)行的“大腦”和“神經(jīng)系統(tǒng)”。

最早在鐵路信號系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障—安全技術(shù)體現(xiàn)了絕對和狹義的安全概念，其主要是以實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展而來。隨著以微處理器等大規(guī)模集成電路或超大規(guī)模集成電路為核心的微電子技術(shù)日新月異的發(fā)展及其在鐵路信號系統(tǒng)，特別是在列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)故障—安全概念轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈怕侍匦缘膹V義安全概念，鐵路信號系統(tǒng)特別是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的安全目標(biāo)也轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ馨踩虼?，系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)故障—安全設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上發(fā)生了根本性變化。本書依據(jù)IEC 61508、EN 50126、EN 50128、EN 50129等國際安全標(biāo)準(zhǔn)，從系統(tǒng)安全生命周期要求、安全完整性要求、硬件安全性設(shè)計(jì)、軟件安全性設(shè)計(jì)等不同方面，針對列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。

全書共五章。第一章描述了傳統(tǒng)鐵路信號故障—安全技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展歷程、技術(shù)特征以及廣義安全概念的發(fā)展概況，介紹了相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，給出了典型鐵路信號系統(tǒng)安全結(jié)構(gòu)舉例。第二章說明了系統(tǒng)生命周期、安全完整性及其等級等安全性設(shè)計(jì)的基本概念，并給出了系統(tǒng)硬件SIL計(jì)算的實(shí)例。第三章主要描述了安全相關(guān)系統(tǒng)及其硬件安全性設(shè)計(jì)所需要的具體技術(shù)要求，包括質(zhì)量與安全管理措施、具體功能和技術(shù)安全措施以及與安全相關(guān)的環(huán)境耐受要求。第四章主要描述了安全相關(guān)系統(tǒng)軟件安全性設(shè)計(jì)所需要的具體技術(shù)要求，包括軟件管理與組織、軟件保障一般要求以及通用軟件、應(yīng)用數(shù)據(jù)和算法的研發(fā)要求，最后給出了具體軟件開發(fā)的技術(shù)和措施。第五章作為前述章節(jié)所闡述相關(guān)安全性設(shè)計(jì)的應(yīng)用，以一種二乘二取二結(jié)構(gòu)的列控安全計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為例，描述了其架構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、安全完整性等級指標(biāo)計(jì)算過程以及基于時間自動機(jī)的系統(tǒng)建模與驗(yàn)證過程。

本書可作為高等院校軌道交通信號及控制、自動化等專業(yè)學(xué)生的教學(xué)用書，也可作為在職專業(yè)人員的繼續(xù)教育教材或相關(guān)工程技術(shù)人員的參考、培訓(xùn)教材。

本書由馬連川編著。中國鐵道科學(xué)研究院段武研究員對全書進(jìn)行了審閱，并提出了許多寶貴的修改意見。在編寫過程中也得到了軌道交通控制與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、軌道交通運(yùn)行控制系統(tǒng)國家工程研究中心、北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院的許多同事和研究生的熱情支持和幫助。在此，一并對他們表示衷心的感謝。

由于作者水平有限，書中一定存在許多錯誤和不足之處，懇請讀者批評指正。

編者

2017年5月