高速铁路运行控制系统是高速铁路的核心系统和关键装备,对于确保高速列车的运行安全和运输效率起着决定性的作用。一旦高速铁路运行控制系统出现问题,将会造成行车中断,甚至是车毁人亡的严重后果。为了提高系统的安全性、防止铁路事故的发生,必须采用科学、有效的模型及方法对铁路事故致因形成机理进行刻画和分析。人为因素在系统安全中起着重要作用。不仅在系统运行阶段,还在系统开发和运行管理阶段,人员的行为都会影响到系统的安全。在高速铁路运行控制系统中,人员与技术系统共同防护系统安全。但是,人员本身也是一个复杂系统,受到技术系统、组织管理和社会等众多因素的影响,很难像技术系统那样设计其安全特性。因此,如何系统性的从人-机-环的基础上以人机交互为中心分析系统事故致因机理是当前亟待解决的系统安全问题。论文针对高速铁路运行控制系统事故致因分析问题需求,建立基于系统理论事故模型及过程(Systems-Theoretic Accident Model and Process,STAMP)的高速铁路运行控制系统的混合事故致因模型,并在此基础上构建事故分析方法。首先,在深入研究高速铁路运行控制系统的社会技术系统特征的基础上,构建安全管理和运行控制的混合事故致因模型,体现系统中的管理影响、人机混合特性。然后,基于人为因素分析和分类系统(Human Factors Analysis and Classification System,HFACS)和文献信息挖掘,构建了针对高速铁路运行控制系统混合事故致因模型的系统性事故致因分类系统—SACCS(Systematic Accident Cause Classification System),结合网络分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)形成了系统事故致因识别与权重分析方法。再者,为了挖掘致因之间的关系,基于组件交互提出了拓展型透镜模型——ELM(Extended Lens Model),以消除“事后之明(Hindsight biases)”分析的弊端,并在分析过程中引入了多对象多感知的组合拓展透镜模型分析方法;同时,提出多致因并发传播的事故致因影响传播模型,并用于定量分析事故致因的敏感度和动态影响。以此形成了针对高速铁路运行控制系统的混合事故致因模型及分析方法,从而更加准确、高效的识别事故致因因素及评价。为保证方法的可靠性及正确性,通过专家调查问卷的方式使用Krippendorff-Alpha指标对所提的模型进行评价。论文的主要创新点:(1)拓展STAMP理论中的分层安全控制结构。以系统理论和控制理论为基础,根据高速铁路运行控制系统及管理过程特点,拓展STAMP的分层安全控制结构,构建系统开发、运营管理和运行过程的多过程事故致因模型,更准确的刻画系统中安全影响因素及影响机理,引导分析人员更全面的理解系统中可能存在的事故致因因素及影响。(2)提出系统性事故致因分类系统——SACCS。基于HFACS,根据高速铁路运行控制系统及事故特征,构建包括组织管理、过程监管、行为影响因素、人的不安全行为、技术系统的不安全状态及环境信息等六类的事故致因因素;在致因特点的基础上,构建SACCS致因与控制回路的关联关系;为分析人员提供全面的致因分类,引导分析人员识别出详细的事故致因。(3)提出拓展型透镜模型——ELM。在认知理论透镜模型基础上,提出了多过程映射的拓展型透镜模型,用于系统组件交互分析,识别致因关联关系,以此形成系统性回溯分析方法;根据高速铁路运行控制系统的特征,将ELM的使用拓展为“情境事件”和“感知者”之间的多重对应的分析,分析系统组件交互中的多重影响;为分析人员提供了致因因素关系分析的有效分析方法,一定程度上避免“事后之明”的弊端,更准确的分析致因因素之间的关系,尤其是人误致因。(4)拓展致因影响传播模型。在传统的致因影响传播模型基础上,增加多因素的并发和传播模式,更加客观的表示系统事故中致因发生的实际情况;给出致因影响传播网络的初始状态确定方法,及致因影响传播的计算方法和致因敏感度计算方法;为分析人员提供一种事故致因因素动态评估方法,更准确的评估致因因素在事故发生过程中的作用及事故的形成动态过程,为事故的检测和预警提供基础。最后,论文以“7.23”甬温线动车事故分析为例,采用本文所建立的混合事故致因模型及方法研究案例中的事故致因,得到了事故发生的致因因素及致因影响网络,然后通过静态和动态两个方面对致因因素进行评价,得出致因因素对事故的影响权重及灵敏度。