本书为高等学校轨道交通信号与控制专业系列教材之一。全书从铁路信号可靠性与安全性的基本原理出发，全面系统地阐述了铁路相关产品或者设备的可靠性和安全性、产品的故障机理和规律等，包括可靠性度量方法、系统可靠性建模方法、系统可靠性分配与预计方法、产品故障分析与识别、故障预防与可靠性设计、事故致因理论、基于风险的安全管理方法、系统危害的识别与风险评估、风险预防与控制和人为因素对安全的影响等内容。

铁路运输是通过列车在钢轨线路上运行来完成的，为了保证列车运行安全（防止列车冲突、追尾、超速颠覆等事故的发生），列车必须根据行车命令运行。铁路信号就是指示列车运行和调车作业的命令。为了保证列车运行安全、提高运输效率，作为列车运行的命令，一要保证行车命令是正确的，防止人为的疏忽给出错误的行车命令；二要保证列车按照行车命令运行，防止司机误操作酿成行车事故；三要提高行车调度指挥的效率。这些保证都是要通过各种设备/系统来实现的。
铁路信号的作用就是在保证列车运行安全的前提下提高运输效率。不断提高列车运行速度、列车运行密度和列车牵引质量是铁路运输发展的要求，而铁路运输的发展又对铁路信号不断提出新的要求。随着铁路信号技术水平的不断提高，对铁路信号的要求也越来越高。同时，随着列车速度的提高、密度的加大和载重量的增加，铁路运输对铁路信号的依赖性也在不断加大，铁路信号在铁路运输中的作用越来越重要。铁路信号设备发生故障，系统将不能正常使用，会影响列车的正常运行，给铁路运输造成经济损失。
安全性与可靠性是两个不同但又有密切联系的概念，同时也是航空航天、铁路、汽车、工业机电设备等系统或者产品的重要属性。随着计算机、通信和控制技术的不断更新换代，软件可靠性、人机可靠性也逐步成为研究热点，然而人们发现系统或者产品的可靠性提升之后并没有带来重特大事故数量的下降。这就不得不让人们从系统角度去思考产品的安全性和可靠性问题。产品或者设备复杂程度大幅提高，系统安全性、可靠性分析工作面临着较大的挑战：（1）传统的系统安全性、可靠性分析手段主观性较强，分析结果的准确性高度依赖工程师的自身水平，对于同一系统，由于知识以及思考方式的差异，不同的工程师建立的安全性、可靠性模型可能差别非常大；（2）针对具有动态重构特性、故障时序相关、逻辑相关的复杂系统，通过人工推理分析系统的故障逻辑关系已经变得不太现实，即便可以分析，其全面性和准确性也难以保证；（3）系统安全性、可靠性与功能性能的协同设计变得越来越困难。
铁路信号故障是可靠性问题，故障后的后果危及行车安全是安全性问题。铁路信号的作用和功能决定了可靠性和安全性在铁路信号中的重要性，而随着计算机技术、通信技术、网络技术在铁路信号中的应用，铁路信号功能的增加和系统复杂性程度的增大，铁路信号的可靠性和安全性问题越来越受到重视，铁路信号设备/系统的首要任务是保证列车运行安全，因此，安全性成为信号设备/系统最重要的特性。
本书从铁路信号可靠性与安全性的基本原理出发，全面系统地阐述铁路相关产品或者设备的可靠性和安全性、产品的故障机理和规律、系统的可靠性和安全性建模、系统可靠性安全性指标的分解、产品的故障薄弱环节及解决方法、系统运用过程中保证可靠性和安全性表现的稳定，等等。全书包含11章，第1章阐述可靠性与安全性的基本概念；第2章介绍和描述产品故障及其规律、度量方法和产品寿命规律模型；第3章阐述系统可靠性的建模方法；第4章说明系统可靠性分配与预计方法；第5章介绍和说明产品故障分析与识别方法；第6章阐述故障预防和可靠性设计方法；第7章阐述事故致因理论；第8章介绍和说明基于风险的安全性分析方法；第9章阐述系统危害的识别和风险评估方法，介绍危害的辨识方法和原因后果分析技术；第10章阐述如何开展风险预防和控制；第11章阐述人为因素对安全的影响。
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1 概述
1.1 可靠性与安全性的基本概念
1.2 提升安全水平的实践历程
1.3 可靠性理论的发展趋势
1.4 安全性理论的发展趋势
1.5 可靠性与安全性理论方法在铁路信号系统中的应用
2 可靠性度量方法
2.1 产品故障及其定义
2.2 产品故障的度量方法
2.3 产品寿命规律模型
2.4 产品维修性和可用性度量方法
3 系统可靠性建模方法
3.1 可靠性模型概述
3.2 基于故障逻辑的系统可靠性模型
3.3 基于行为仿真的系统可靠性模型——蒙特卡罗方法
4 系统可靠性分配与预计方法
4.1 可靠性参数指标与要求
4.2 可靠性分配方法
4.3 可靠性预计方法
5 产品故障分析与识别
5.1 概述
5.2 故障模式影响及危害性分析
5.3 潜在通路分析
6 故障预防与可靠性设计
6.1 概述
6.2 降额和裕度设计
6.3 环境防护设计
6.4 余度(冗余)设计
6.5 容错设计
7 事故致因理论
7.1 事件链事故致因模型
7.2 传染病事故致因模型
7.3 系统论事故致因模型
8 基于风险的安全管理方法
8.1 基于规则的安全管理方法
8.2 基于风险的安全管理方法
8.3 风险接受准则
8.4 风险控制方法
8.5 轨道交通安全标准
9 系统危害的识别与风险评估
9.1 危害识别的目的
9.2 危害辨识
9.3 危害的原因分析
9.4 危害的后果分析
9.5 风险矩阵
10 风险预防与控制
10.1 系统层安全设计
10.2 硬件安全设计和冗余结构
10.3 软件安全设计
11 人为因素对安全的影响
11.1 人对于系统安全的影响
11.2 人为因素危险分析模型
11.3 人机接口安全设计
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燕飞，北京交通大学自动控制专业本科，而后交通信息工程及控制专业硕博连读。主要教授的课程有：系统安全性基础；系统可靠性与安全性；轨道交通系统安全性基础。曾获北京市科技进步一等奖。 陆德彪，北京交通大学副教授，博士生导师。长期从事卫星导航性能评估和测试相关研究，在基于卫星导航的列车运行控制方法方面有长期积累。主持省部级以上项目7项，发表期刊论文20余篇。

随着计算机、通信和控制技术的不断更新换代，软件可靠性、人机可靠性也逐步成为研究热点，然而人们发现系统或者产品的可靠性提升之后并没有带来重特大事故数量的下降。这就不得不让人们从系统角度去思考产品的安全性和可靠性问题。产品或者设备复杂程度大幅提高，系统安全性、可靠性分析工作面临着较大的挑战：（1）传统的系统安全性、可靠性分析手段主观性较强，分析结果的准确性高度依赖工程师的自身水平，对于同一系统，由于知识以及思考方式的差异，不同的工程师建立的安全性、可靠性模型可能差别非常大；（2）针对具有动态重构特性、故障时序相关、逻辑相关的复杂系统，通过人工推理分析系统的故障逻辑关系已经变得不太现实，即便可以分析，其全面性和准确性也难以保证；（3）系统安全性、可靠性与功能性能的协同设计变得越来越困难。