设备集成系统是集机、电、液、控等多种物理过程与学科技术于一体的高寿命、高可靠性复杂装备,其功能丰富且耦合度高,内含多个子系统且子系统之间关联密切,具有运行过程复杂,系统状态随时间变化的特性。一旦发生事故将造成灾难性的后果,因此设备集成系统的运行安全性备受重视。传统的安全性分析方法多是从事故和风险角度出发,未充分利用系统自身监测信息,对事故低发、结构功能复杂等特点的系统安全性分析受到限制。为此论文基于系统内部元素状态信息及监测信息对系统的安全及控制进行研究和分析,主要研究内容如下：首先,基于设备集成系统的结构功能及耦合作用分析,将系统分解为多个子系统进行研究,降低复杂维度；针对各子系统结合运行过程中的实际监测信息及专家经验提取出表征其安全性的要素指标：基于网络理论,以设备集成系统的部件为节点,部件的可靠性指标和拓扑指标作为节点的属性,部件间的耦合关系为连接边,传播强度为边的权值,构建可反映系统特性的耦合关系网络模型；提出了利用映射理论研究网络中节点信息与各安全要素信息之间多种形式的隐性关系模型,构建了设备集成系统微观状态至宏观表现的安全性网络模型。其次,在设备集成系统的安全性控制研究中,基于系统耦合关系网络提取节点的拓扑指标,根据节点与安全要素之间的影响关系定义节点的危害度指标并利用雷达图进行求解,应用TOPSIS多属性决策方法获得系统中的关键节点并进行控制；研究网络元素及环境引起的系统故障传播特性,将节点出度中心性和故障率融合定义节点的传播属性,结合连接边的传播强度,基于耦合关系网络构建了一种适用于多源并行故障传播的路径搜索模型,并利用此方法寻找系统中的关键传播路径为安全预防及控制提供支撑。最后,基于耦合关系网络、安全要素及子系统构建系统的多层模糊安全评估体系,实现了从系统微观状态反映宏观安全状态的过程,划分系统的安全等级,并对较低安全等级的系统状态实施控制。将上述方法和模型对高速列车系统进行应用和验证,分析表明该安全控制方法为设备集成系统的安全性及控制分析研究开拓了新的思路。