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CTCS-3级列车运行控制系统是高速铁路的核心技术装备之一，深度应用了计算机、网络及自动控制等信息技术，在保障行车安全、提高运输效率方面起到了极其重要作用。CTCS-3级列控系统涵盖14种不同的典型运营场景，在不同运营场景中各个子系统间交互频繁、关联密切，使得系统中潜在的危险致因经由复杂的交互作用形成风险耦合问题，对系统的安全产生极大的威胁。
本文以我国CTCS-3级列控系统RBC切换场景为研究对象，充分考虑系统的复杂性和涌现性，提出了基于STPA和随机森林的系统风险耦合分析方法。论文主要工作包括以下几点：
1.根据RBC切换场景相关技术规范，基于STAMP理论，建立了RBC切换场景的分层控制结构模型，采用STPA危险分析方法结合情景表识别了场景中潜在的不安全控制行为，并利用基于控制回路的致因辨识方法，辨识了导致不安全控制行为的危险致因。
2.结合FARM故障模型将系统危险致因事件转化为故障案例，构建了RBC切换场景故障模式库，并采用基于功能级的仿真故障注入技术，设计故障注入智能体，在实验室RBC切换场景多智能体仿真平台上实现故障组合注入，监测并记录注入故障后系统的仿真运行数据。
3.以包含故障信息的系统仿真数据为数据集，采用随机森林算法，建立危险致因组合与系统危险的分类模型，实现对系统风险耦合关系的学习。利用inTrees工具从随机森林模型中提取系统风险耦合规则进行度量和修剪，并对所得规则进行分析与讨论。
本文以我国CTCS-3级列控系统RBC切换场景为研究对象，充分考虑系统的复杂性和涌现性，提出了基于STPA和随机森林的系统风险耦合分析方法。论文主要工作包括以下几点：
1.根据RBC切换场景相关技术规范，基于STAMP理论，建立了RBC切换场景的分层控制结构模型，采用STPA危险分析方法结合情景表识别了场景中潜在的不安全控制行为，并利用基于控制回路的致因辨识方法，辨识了导致不安全控制行为的危险致因。
2.结合FARM故障模型将系统危险致因事件转化为故障案例，构建了RBC切换场景故障模式库，并采用基于功能级的仿真故障注入技术，设计故障注入智能体，在实验室RBC切换场景多智能体仿真平台上实现故障组合注入，监测并记录注入故障后系统的仿真运行数据。
3.以包含故障信息的系统仿真数据为数据集，采用随机森林算法，建立危险致因组合与系统危险的分类模型，实现对系统风险耦合关系的学习。利用inTrees工具从随机森林模型中提取系统风险耦合规则进行度量和修剪，并对所得规则进行分析与讨论。