摘要：基于通信的列车控制系统(communication based train control system,简称CBTC)已经成为世界范围内建造轨道交通信号系统的标准制式.CBTC采用更加灵活和精确的列车控制,并提供连续的安全列车间隔保证和超速防护,在很大程度上提高了轨道交通运输的效率和安全性.尽管CBTC能够精确地实施实时控制,但由于CBTC涉及计算、通信与控制这3个方面的实时协同,系统设计与实现异常复杂.由设计缺陷而导致严重的灾难、事故和损失屡见不鲜.作为一个典型的安全攸关系统,如何保证CBTC的可信构造已成为领域研发人员关注的焦点与面临的最大挑战.鉴于在软硬件领域的成功经验,形式化方法目前已被公认为是保障CBTC可信性的一种有效方案.围绕CBTC的可信构造,从其生命周期的3个重要阶段,即系统需求分析、设计建模与底层实现入手,针对CBTC在可信方面的典型特征,梳理分析了CBTC系统在可信构造方面面临的挑战、国内外研究现状和发展趋势,全面介绍了形式化方法在CBTC可信构造中扮演的角色.

摘要：作为轨道交通系统的核心子系统之一,对联锁系统进行形式化建模与分析,是保证其安全性的重要手段.形式化建模需要领域知识和形式化知识的结合,由于形式化知识难以掌握,领域专家在建模整个过程中都需要形式化专家的帮助.为了解决这个问题,针对联锁系统的故障随机性、行为实时性、构件可重用的特点,提出设计联锁领域特定语言IS-DSL描述具体的联锁系统的参数,并基于随机混成自动机模板自动生成联锁系统的形式化模型,以进一步在此基础上进行安全分析.首先对联锁系统模型进行分析,根据不同案例设计其领域特定语言;其次,确定联锁系统的系统模型模板,包括环境构件模板和控制器模板,并举例抽取其随机混成自动机模板;在模板基础上定义系统模型生成过程,让领域专家可以通过领域特定语言,输入参数自动生成具体的随机混成自动机系统模型;最后以某站联锁系统为例,展示了基于模板的具体系统模型的生成过程,并通过基于系统模型的事故预测分析,证明了该方法的可行性与有效性.