基于SysML的载人登月可靠性安全性需求分析

为了将可靠性安全性分析融入基于模型的航天任务设计,也必须开展详细的可靠性安全性需求分析.首先,在从需求分解、系统设计的过程中,推导得出各层系统的可靠性安全性需求;结合系统正常需求,在完成系统顶层架构设计的同时,开展功能危害分析、故障树分析等,以验证各层的可靠性安全性需求;依据可靠性安全性需求及对其的验证情况,指导设计故障处置措施,完善系统设计.以美国阿尔忒弥斯载人登月任务设计为例进行了方法验证,为开展基于模型的载人登月系统设计与可靠性安全性一体化分析提供了一种方法.     

基于故障树分析的鱼雷可靠性评定方法

针对鱼雷系统特点,建立了基于故障树分析的系统可靠性评定模型,该模型除了可克服常规金字塔式可靠性评定方法所存在的缺陷外,还可更直观、直接地反映系统功能结构及故障状态,适用于含重复单元、非串联或非并联的各种复杂系统。重点研究了故障树分析的贝叶斯近似评定方法,并对鱼雷系统进行了可靠性评定实例分析,结果表面所提出的基于故障树可靠性评定方法较传统可靠性评定方法更方便、更直观。     

三种可靠性分析方法的比较研究

分析了用ＣＰＮ建模、ＧＯ法和动态故障树进行可靠性分析的基本原理,指出了其各自的构造过程,给出２个ＣＰＮ模型、ＧＯ模型和动态故障树模型实例,并在适用对象、描述系统功能、工程适用性、多态性、发现故障隐患、非单调性等方面对这三种方法进行了对比分析。最后给出这三种方法的优点与不足,并指出这三种方法在描述系统时采用功能模块化的思想和遵循系统功能流程的原则是对传统可靠性理论的一个突破。     

改进的动态故障树转化为二元决策图的成分组合算法与应用

动态故障树分析是可靠性领域的重要分析方法之一,树状结构能够直观反映系统失效逻辑关系,提出一种针对动态故障树的混合分析方法。将动态故障树进行模块化,对于动静态模块按照门的种类分离,改进了现有的静态故障树转换为二元决策图的成分组合法,从而直接得到静态树模块最小割集,按照动态门的种类定义割集序列,对于动态故障树模块按照割集序列求解,将两部分结果合并得到整棵故障树的最简割集序列。最后经过实验验证,算法能够快速有效完成对动态故障树定性分析。     

多状态系统故障树的一种生成方法

介绍一种多状态系统故障树生成方法．首先对传统的可靠性框图方法加以改进,提出一种新的框图分析方法．然后在可靠性框图分析的基础上,依据判定表,自动生成故障树．本方法适合多状态系统可靠性分析     

基于最小割序集的独立电力系统可靠性分析

故障树分析方法是对系统进行可靠性评估的有效方法,但在独立电力系统可靠性的计算中存在可靠性参数计算量大、求解困难等问题。对此,采用故障树最小割序集方法求解独立电力系统的可靠性指标,针对求解可靠性指标时存在的组合爆炸问题,提出了基于时间运算符求解最小割序集的方法。运用分层模块的方法简化动态故障树模型,并根据最小割序集的逻辑运算规则得到最小割序集。最后运用失效概率公式求解得到独立电力系统的可靠性指标。以某常规独立电力系统和B787飞机电力系统可靠性分析为例,验证了所提算法的可行性和正确性,为求解独立电力系统的可靠性指标提供了一种新的思路。     

贝叶斯网络在可靠性分析中的应用

针对故障树分析方法在可靠性分析中的局限性,研究了贝叶斯网络在可靠性分析中的应用,给出了故障树向贝叶斯网络转化的方法,以及基于贝叶斯网络求解顶事件发生概率、最小路集、最小割集和底事件重要度的算法.最后对大亚湾核电站紧急停堆失效进行了分析,并与故障树分析的结果进行了比较,结果表明,基于贝叶斯网络的建模分析方法可以得到更丰富的信息.     

基于3SF技术嵌入式软件可靠性定性仿真分析

针对嵌入式系统软件可靠性设计中存在的失效问题,从可靠性的概念和特点入手,将“3F”技术—故障模式影响及危害性分析FMECA,故障树分析FTA和故障报告、分析与纠正措施系统FRACAS引入到软件可靠性定性分析中,称之为“3SF”技术。深入研究了3SF技术在软件可靠性定性分析中的应用,给出软件FMECA和FTA分析实例,并对将两者与软件FRACAS的结合作了研究。     

多状态系统故障树的一种生态方法

介绍一种多状态系统故障树生成方法,首先对传统的可靠性框图方法加以改进,提出一种新的框图分析方法,然后在可靠性框图分析的基础上,依据判定表,自动生成故障权,本方法适合多状态系统可靠性分析。     

一种二元决策图底事件排序的新方法

故障树分析(Fault Tree Analysis, FTA)是对系统进行可靠性分析的一种有效方法.而在现在所有的故障树分析中,二元决策图(Binary Decision Diagram, BDD)又是其中最有效的方法之一.由于BDI)的节点数在很大程度上依赖于输入的底事件的排列次序,所以从故障树到BDD的转换过程中,需要先对底事件进行排序.而如何对底事件进行有效的排序则成为一个重要且未完全解决的课题.本文提出了一种新的底事件排序法--相邻底事件优先法.其基本思想是利用故障树的相邻关系来给其赋予不同的排序优先级.该排序方法所具备的特点包括:其底事件排序过程是静态的,但在BDD的构造过程中,能动态地对已经排序的底事件进行筛选,同时它还支持在BDD的不同分支采用不同的底事件排序方法.实验证明,与现有的最优方法相比,相邻底事件优先法可有效提高75%的故障树的BDD转化效率.     

内部控制系统评价定量分析的数学模型

运用可靠性理论和数理统计知识来构建内部控制系统评价的数学分析模型,利用该模型可计算程序的可靠度和系统可靠度,从而判断内部控制的效果.通过敏感性分析得到结构重要性和可靠度重要性,据此判断程序可靠性对系统可靠性的影响程度,为内部控制系统改进提供支持.最后,分析了在评价中如何考虑成本的问题,以及参数的估计,这有利于提高模型的完整性和准确性.     

容错导航系统可靠性评估的一种简化方法

讨论了应用马尔可夫模型方法分析容错导航系统可靠性的化简问题。提出了首先应用马尔可夫模型方法分析每种组件的任务可靠性 ,然后应用组合分析的方法综合得出整个系统任务可靠性的方法 ,它可以大大简化可靠性的分析过程 ,减少计算量。最后 ,以四余度双敏感轴捷联惯导系统为例 ,对在不同条件下应用普通马尔可夫模型方法和化简的方法分析系统可靠性的精度进行了仿真比较。     

大型复杂系统多态可靠性快速评估算法

开展装备系统可靠性评估工作, 对于发挥装备固有性能、提升装备使用效能、降低装备管控风险, 具有重要工程应用价值。针对大型装备复杂系统, 通过构建面向不同耦合结构的极限序列核和极限可靠度逼近函数, 探索了一类计算资源要求低, 计算便捷, 且逼近精度满足工程需要的多状态可靠性建模、分析与快速评估方法。案例研究表明: 算法突破了装备复杂系统大维度可靠性解算技术瓶颈, 提升了可靠性评估效率, 且评估与风险预报效果好; 算法丰富了装备复杂系统多状态可靠性建模、分析与评估体系, 可为可靠性工程的设计、使用与管理人员, 提供前沿理论储备和工程技术借鉴。     

基于动态建模方法的可靠性增长试验评定

运用动态建模方法对可靠性增长试验下可靠性参数的先验分布进行分析．在任务可靠度先验分布确定的基础上，结合产品的少量现场试验数据，利用Bayes方法对系统的可靠性增长试验结果进行分析．首先给出了可靠性增长分析的动态模型，然后运用历次阶段试验中的可靠性增长数据建立动态参数的递推估计模型．在此基础上，给出各阶段可靠性增长试验中可靠性参数的Bayes估计．针对液体火箭发动机寿命分布为Weibull分布的特点，对Weibull寿命型系统的可靠性增长试验进行评定．通过一个实际例子说明了该方法的有效性．     

灾害系统论及其减灾模型研究初步

灾害系统论及其减灾模型研究初步金磊（北京建筑设计研究院，１０００４５）ＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＳｔｒａｔｅｇｉｅｓｆｏｒＤｉｓａｓｔｅｒＳｙｓｔｅｍｓＴｈｅｏｒｙＪｉｎＬｅｉ（ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｉｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｅｈＩｎｓｔｉｔ...     

基于IDAC-STPA模型的战机飞行安全性分析与评价

针对战机飞行安全性分析不全面且缺少定量评价的问题,提出了一种新的飞行安全性分析和评价方法。首先,危险分析技术(system theoretic process analysis,STPA)可以从系统的角度分析影响战机飞行安全的风险源,基于人为可靠性动态分析(information, decision and action in crew,IDAC)模型是目前最全面的人为可靠性分析模型,结合两者的优势提出了IDAC-STPA分析方法。然后,利用该方法分析战机飞行风险源,并在此基础上建立了飞行员操纵战机机体模型,叠加不同飞行条件下飞行参量的风险度可以得到相应机动动作的安全谱,在此基础上得到该飞行动作的风险度。最后,通过对某型战机眼镜蛇机动的安全性分析,发现该型战机飞行中的不安全控制行为和潜在风险。通过安全谱提供一种直观的分析事故演化的方法,在此基础上计算的风险度提供了一种定量分析事故演化的方法,该方法可以为飞行员的飞行训练提供一定的借鉴。     

大型复杂系统平均寿命评定的Monte Carlo方法

随着现代武器系统和工程系统的大型化与复杂化趋势，大型复杂系统可靠性评定是急待解决的问题，工程中常用可靠性指标有可靠度和平均寿命，平均寿命指标由于直观、物理概念清晰，使用更加方便。基于可靠性框图建模，采用最小路集计算分析，提出了大型复杂系统平均寿命评定的Monte Carlo方法。解决了有限样本条件下，大型复杂系统平均寿命评定问题，对工程中大型复杂系统平均寿命评定具有重要应用价值。     

基于STPA-ANP模型的民机系统安全性分析

随着民机系统复杂程度不断提高, 传统的安全性分析方法已不能完全满足危险源高效识别的要求, 为有效分析和评估民机系统安全性, 提出系统理论过程分析(system-theory process analysis, STPA)和网络分析法(analytic network process, ANP)相结合的安全性分析方法。针对STPA没有给出完整的关键致因分析与评估过程, 将STPA与ANP关键结构对应结合, 对危险控制动作进行致因分析和评估, 得到危险控制动作关键致因。以某型民机数字式飞控系统为例展开分析, 通过形式化建模验证及仿真验证, 证明该模型方法可以准确和完整地识别分析系统潜在危险并确定危险关键致因, 为民机系统安全性分析提供支持。     

基于STPA-Bayes模型的机载平视显示系统安全性分析与评价

机载平视显示(head-up display, HUD)系统可以大幅提高恶劣天气下的飞机起降成功率,已成为我国民航重点推广的安全提升技术。构建低能见度下飞机使用HUD系统进行特殊Ⅰ/Ⅱ进近场景,利用系统理论过程分析(system-theoretic process analysis, STPA)方法识别该场景下潜在的不安全控制行为,通过严格的形式化语言对其进行验证与致因分析,并给出了包含21条通用因素的致因场景分析框架。同时,为弥补STPA方法缺少定量分析的缺点,引入贝叶斯网络计算不安全控制行为发生概率,提出了STPA-Bayes安全性分析与评价模型。结果表明,该方法能有效地识别并分析系统潜在的危险,减少人为因素对分析结果的影响,为机载显示系统的安全性分析提供支持。     

基于多分类离散选择模型的农产品安全风险评估研究

针对农产品安全风险评估问题,提出了一种基于多分类离散选择模型的风险评估方法。在建立农产品安全风险评估指标体系的基础上,建立有序多分类Logistic模型,给出了风险判别分析计算步骤。结合山东省出口蔬菜备案基地评价数据进行了实证研究。表3,参7。