2025年大學(xué)《系統(tǒng)科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——軌道交通系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在括號(hào)內(nèi)。）1.在系統(tǒng)安全分析的早期階段，常用的定性分析方法之一是（）。A.馬爾可夫分析B.敏感性分析C.事件樹(shù)分析D.故障樹(shù)分析2.軌道交通系統(tǒng)中，信號(hào)系統(tǒng)、車輛運(yùn)行控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等子系統(tǒng)之間的高度依賴性，體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)的哪個(gè)基本觀點(diǎn)？（）A.系統(tǒng)的整體性B.系統(tǒng)的靜態(tài)性C.系統(tǒng)的開(kāi)放性D.系統(tǒng)的層次性3.“失效安全”（Fail-Safe）安全設(shè)計(jì)原則的核心思想是，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)自動(dòng)進(jìn)入（）狀態(tài)。A.任意狀態(tài)B.安全狀態(tài)C.維護(hù)狀態(tài)D.待機(jī)狀態(tài)4.對(duì)于由多個(gè)相互獨(dú)立的子系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其整體可靠度通常接近于各子系統(tǒng)可靠度的（）。A.積和B.乘積C.平均值D.最大值5.在進(jìn)行軌道交通系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，“風(fēng)險(xiǎn)”通常被定義為（）。A.事故發(fā)生的可能性B.事故發(fā)生的后果嚴(yán)重性C.可能性和后果的聯(lián)合函數(shù)D.系統(tǒng)的平均運(yùn)行時(shí)間6.將系統(tǒng)分解為不同層次，從最高層目標(biāo)逐級(jí)向下分解為具體任務(wù)或子系統(tǒng)的分析方法，通常稱為（）。A.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模B.層次分析法C.系統(tǒng)功能分解D.馬爾可夫鏈分析7.軌道交通系統(tǒng)中，車站、區(qū)間、車輛等構(gòu)成的基本運(yùn)行單元，可以看作是（）。A.系統(tǒng)的邊界B.系統(tǒng)的要素C.系統(tǒng)的環(huán)境D.系統(tǒng)的接口8.某軌道交通安全措施旨在降低系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，這主要體現(xiàn)了安全設(shè)計(jì)的（）策略。A.減少故障影響B(tài).消除故障源C.提高系統(tǒng)韌性D.加強(qiáng)人員培訓(xùn)9.“人因失誤”是導(dǎo)致軌道交通事故的重要原因之一，系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如何通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)（）來(lái)減少人因失誤。A.可靠性B.幾余度C.人機(jī)交互界面D.維護(hù)性10.在運(yùn)用故障樹(shù)分析（FTA）進(jìn)行軌道交通安全分析時(shí)，頂事件通常表示（）。A.導(dǎo)致系統(tǒng)失效的某個(gè)基本原因B.系統(tǒng)發(fā)生的非期望安全事件C.系統(tǒng)正常運(yùn)行的狀態(tài)D.系統(tǒng)的最終目標(biāo)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在橫線上。）1.系統(tǒng)工程的核心思想是______，強(qiáng)調(diào)從整體最優(yōu)的角度進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理和控制。2.軌道交通系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，其主要特性包括______、______和______。3.事故樹(shù)分析（FTA）是一種自上而下、演繹推理的安全分析技術(shù)，其基本結(jié)構(gòu)包括事件符號(hào)、______和______。4.在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，______是指系統(tǒng)在發(fā)生故障或失效時(shí)，仍能維持其基本功能或安全運(yùn)行的能力。5.軌道交通安全設(shè)計(jì)的基本原則包括______、______、______和失效安全原則。6.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（SD）方法特別適用于分析具有______特性的復(fù)雜社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)或大型工程系統(tǒng)。7.可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性是衡量復(fù)雜系統(tǒng)______的重要指標(biāo)。8.基于系統(tǒng)思維，軌道交通安全管理不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，也涉及______、______和______等多個(gè)維度。9.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通常包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析和______三個(gè)主要階段。10.冗余設(shè)計(jì)是提高系統(tǒng)______的一種重要技術(shù)手段，通過(guò)增加重復(fù)的子系統(tǒng)或元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。）1.簡(jiǎn)述系統(tǒng)科學(xué)與工程理論為解決軌道交通安全問(wèn)題提供了哪些獨(dú)特的視角和方法。2.簡(jiǎn)述軌道交通系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)中的“冗余設(shè)計(jì)”和“容錯(cuò)設(shè)計(jì)”有何區(qū)別與聯(lián)系。3.什么是系統(tǒng)邊界？在分析軌道交通系統(tǒng)安全問(wèn)題時(shí)，如何合理劃定系統(tǒng)邊界？4.簡(jiǎn)述故障樹(shù)分析（FTA）在軌道交通安全設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值。四、論述題（每小題10分，共30分。）1.論述信息通信技術(shù)在現(xiàn)代軌道交通系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)中的作用及其面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合系統(tǒng)安全理論，論述如何構(gòu)建一個(gè)有效的軌道交通系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警體系。3.試述在進(jìn)行軌道交通新系統(tǒng)或新技術(shù)的安全設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循哪些關(guān)鍵步驟和原則，并說(shuō)明其重要性。五、設(shè)計(jì)題（15分。）假設(shè)你正在參與設(shè)計(jì)一個(gè)城市軌道交通線路的信號(hào)安全系統(tǒng)。請(qǐng)根據(jù)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)的基本原則，闡述該信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵安全要素，并提出至少三種具體的安全設(shè)計(jì)措施，以降低系統(tǒng)失效導(dǎo)致列車沖突或脫軌的風(fēng)險(xiǎn)。試卷答案一、選擇題1.D2.A3.B4.B5.C6.C7.B8.B9.C10.B二、填空題1.整體優(yōu)化2.高速度、高密度、高密閉性3.邏輯門、基本事件4.韌性/韌性5.幾余、容錯(cuò)、故障安全6.強(qiáng)耦合、動(dòng)態(tài)性、反饋性7.綜合性能/綜合質(zhì)量8.技術(shù)、管理、人因9.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)/風(fēng)險(xiǎn)控制10.可靠性/安全性與可靠性三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：從系統(tǒng)思維的角度，強(qiáng)調(diào)整體性、關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)性；從系統(tǒng)工程方法論的角度，強(qiáng)調(diào)需求分析、建模仿真、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、設(shè)計(jì)驗(yàn)證等；結(jié)合軌道交通安全特點(diǎn)，提及人因工程、組織因素、環(huán)境因素等。2.解析思路：區(qū)分冗余是增加重復(fù)要素以提高系統(tǒng)在部分失效時(shí)仍能運(yùn)行的能力（提高可用性/可靠性），容錯(cuò)是系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)能夠檢測(cè)、隔離或切換到安全狀態(tài)運(yùn)行的能力（提高安全性）；聯(lián)系在于兩者都是為了提高系統(tǒng)整體性能，特別是安全性，常結(jié)合使用。3.解析思路：系統(tǒng)邊界是界定系統(tǒng)與其所處環(huán)境相互作用的分界線；劃定原則：根據(jù)分析目的確定，包含所有直接影響安全的關(guān)鍵要素和交互，排除無(wú)關(guān)因素；對(duì)于軌道交通安全，通常包括核心設(shè)備、關(guān)鍵線路、相關(guān)人員、必要的環(huán)境條件等。4.解析思路：FTA能圖形化展示事故原因的邏輯關(guān)系，幫助識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)源；定性與定量分析相結(jié)合，可計(jì)算事故發(fā)生概率；支持安全決策，如改進(jìn)設(shè)計(jì)、制定預(yù)防措施；便于溝通，使安全分析結(jié)果更直觀。四、論述題1.解析思路：作用：提升監(jiān)控預(yù)警能力、實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)鎖與自動(dòng)駕駛、優(yōu)化應(yīng)急響應(yīng)、實(shí)現(xiàn)信息共享與協(xié)同等；挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性、信息過(guò)載與智能分析能力、網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)、高昂的技術(shù)成本、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性等。2.解析思路：構(gòu)建步驟：確定監(jiān)測(cè)對(duì)象與指標(biāo)、選擇合適的監(jiān)測(cè)技術(shù)與傳感器、建立數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)處理與智能分析模型（如異常檢測(cè)、趨勢(shì)預(yù)測(cè)）、設(shè)計(jì)預(yù)警信息發(fā)布與響應(yīng)機(jī)制；原則：覆蓋關(guān)鍵環(huán)節(jié)、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可擴(kuò)展性、智能化、協(xié)同性；重要性：實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)響應(yīng)到主動(dòng)預(yù)防的轉(zhuǎn)變，提升系統(tǒng)安全冗余度。3.解析思路：步驟：需求分析（明確安全目標(biāo)與功能）、概念設(shè)計(jì)（提出初步安全方案）、詳細(xì)設(shè)計(jì)（細(xì)化安全措施與技術(shù)細(xì)節(jié)）、安全分析（運(yùn)用FTA、ETA等方法進(jìn)行評(píng)估）、原型驗(yàn)證/測(cè)試（檢驗(yàn)設(shè)計(jì)有效性）、持續(xù)改進(jìn)；原則：安全性優(yōu)先、系統(tǒng)性思維、預(yù)防為主、人機(jī)工效、經(jīng)濟(jì)合理性、法規(guī)符合性；重要性：確保設(shè)計(jì)方案本身具備足夠的安全裕度，有效防范潛在風(fēng)險(xiǎn)，符合法規(guī)要求，保障乘客和員工生命財(cái)產(chǎn)安全。五、設(shè)計(jì)題解析思路：關(guān)鍵要素分析：明確系統(tǒng)功能（安全防護(hù)）、分析潛在失效模式（設(shè)備故障、邏輯錯(cuò)誤、人誤等）、考慮環(huán)境因素（電磁干擾、惡劣天氣）、關(guān)注人機(jī)交互界面（操作便捷性、信息清晰度）、建立冗余與備份機(jī)制、設(shè)計(jì)故障診斷與告警功能、制定應(yīng)急預(yù)案接口；安全設(shè)計(jì)措施：*措施1：采用