随着计算机技术的广泛应用,列控系统的规模不断扩大,系统的故障呈现种类多样性、随机性及并发性。目前,我国高铁列控系统的故障诊断研究集中于单一设备的故障诊断方法,忽略了列控系统的整体有机联系和列控运行数据的内在逻辑。本文针对列控系统故障时,各子系统的运行数据不能有效整合分析的问题,提出了一种面向系统级的列控逻辑功能故障诊断方法。论文的主要工作包括以下方面:(1)提出一种基于运行数据的系统级列控故障诊断方案。使用层次化建模方法与混成建模理论,对列控核心功能的运行逻辑进行抽象提取,建立列控核心功能安全逻辑模型,通过安全逻辑模型判断列控运行数据内在逻辑的正确性,实现了列控防护方法和运行逻辑的故障诊断。(2)使用SCADE(Safety Critical Application Development Environment)建立了进路控制、车载模式转换、行车许可发放功能的安全逻辑模型。模型作为检查列控运行数据逻辑正确性的依据,使用布尔逻辑表达式描述相关功能的规范要求,并以此作为安全逻辑模型对列控运行数据的检查条件。根据模型判断的结果,可以识别列控具体逻辑功能的错误。(3)提出一种超速防护功能安全逻辑检查方法。根据列车运行的混成特性,以及现有的基于离散建模的超速防护功能无法监控车载设备控制周期之间列车行为的不足,使用混成自动机模型描述列车的运行控制过程,计算模型在车载设备控制周期之间列车运行行为的可达集。通过对可达集与不安全集进行比较,可以发现列车在车载设备控制周期之间可能存在的危险和故障隐患。(4)构造了四个典型的列车运行场景进行仿真实验分析。将经过人工注入故障的四个场景下的列车运行数据作为安全逻辑模型的输入,验证本文方法的有效性。实验结果表明,安全逻辑模型可以准确发现列控运行逻辑错误的情况,并且能够发现传统超速防护方法忽略的列车危险行为。