时速200公里的中速磁浮列车具有转弯半径小、爬坡能力强、噪声低等显著优点,是缓解特大城市或城市群交通拥堵、实现区域内高效便捷出行的重要交通工具。运行控制系统是中速磁浮交通系统的三大核心子系统之一,是典型的安全苛求系统,因此,研究中速磁浮运行控制系统安全设计方法具有重要的理论意义和应用价值。本文以安全为导向,将安全分析融入中速磁浮车载运行控制系统设计的全过程:首先,提出了一种中速磁浮车载运行控制系统的初步设计方案,然后,通过建模和安全分析,得到了系统潜在危险源及相应的安全约束,在此基础上,给出了满足系统安全约束的优化设计方案,最后,仿真验证了系统的功能和安全性。论文主要工作如下:(1)针对时速200公里的中速磁浮列车的技术特点,借鉴高速磁浮运行控制系统的设计经验,分析了中速磁浮车载运行控制系统的功能需求,并完成了中速磁浮车载运行控制系统架构的初步方案设计,包括功能模块划分和接口设计。(2)定义了车载运行控制系统各功能模块的分层控制结构,利用OCL语言建立了相应的过程模型,给出了 UML状态图的控制算法,进而建立了中速磁浮车载运行控制系统的 STAMP(Systems-Theoretic Accident Modeland Process)模型。此外,利用UPPAAL工具建立了系统时间自动机模型。(3)基于中速磁浮车载运行控制系统的STAMP模型,采用STPA(System-Theoretic Process Analysis)安全分析方法,经过系统级危险定义、不恰当控制行为辨识和控制缺陷分析等步骤,得到了系统中可能存在的危险致因,定义了中速磁浮车载运行控制系统的安全约束。(4)针对系统的安全约束,完成了中速磁浮车载运行控制系统优化方案的设计,建立了优化后系统的时间自动机模型,并将系统的功能需求和安全约束转换为UPPAAL中的BNF语句,对系统的功能及其安全性进行了仿真验证。本文以安全为导向完成了的中速磁浮车载运行控制系统设计,同时验证了结合STPA安全分析与模型验证的分析方法的有效性,提供了一种可行的安全苛求系统设计方法。图62幅,表16个,参考文献58篇。