油气管道事故原因分类模型及其社会网络分析

为提高油气管道事故预防策略的有效性,首先,基于系统理论事故建模与过程(STAMP)模型及人为因素分析与分类系统(HFACS)模型,建立油气管道事故预防控制结构,分析国内外35起油气管道事故原因,并依据扎根理论对分析结果进行统计编码,得出油气管道事故原因分类模型;其次,应用社会网络分析法构建油气管道事故原因关系网络,通过核心—边缘分析、中心性分析和关联方向指数分析,识别油气管道事故原因中核心及具有高关联性和强影响力因素。研究结果表明:油气管道事故原因分类模型包含6个层次:政府及监管部门因素、第三方因素、运营商组织因素、运营商不安全监督、现场人员不安全行为的前提条件、现场人员的不安全行为,并可将其细分为22个最底层原因因素。其中,政府及监管部门因素、运营商组织因素、运营商不安全监督和第三方因素均为核心因素;制度缺陷、监督不充分、运行计划不当、第三方破坏行为、管材与焊缝缺陷、施工/维修/配件问题、技能失误均为具有高关联性和强影响力因素。

采用STAMP-24Model的多组织事故分析

安全生产事故往往由多组织交互、多因素耦合造成,事故原因涉及多个组织。为预防和遏制多组织生产安全事故的发生,基于系统理论事故建模与过程模型(Systems-Theory Accident Modeling and Process,STAMP)、24Model,构建一种用于多组织事故分析的方法,并以青岛石油爆炸事故为例进行事故原因分析。结果显示:STAMP-24Model可以分组织,分层次且有效、全面、详细地分析涉及多个组织的事故原因,探究多组织之间的交互关系;对事故进行动态演化分析,可得到各组织不安全动作耦合关系与形成的事故失效链及管控失效路径,进而为预防多组织事故提供思路和参考。

重特大生产安全事故致因间作用关系统计分析

为有效防范遏制重特大生产安全事故发生,基于设计的“452”逻辑架构,构建了事故致因数据库,定量解析致因及作用关系权重,并通过优化系统理论事故建模与过程(Systems-Theory Accident Modeling and Process,STAMP)模型及决策与实验室(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)分析法的叠加模型(STAMP-DEMATEL),推演关键致因及其作用关系,搭建致因分层控制结构,系统分析安全约束管控策略。研究揭示了监督检查计划落实、作业行为管理、关键技术水平等6个关键致因及监督检查计划落实-关键技术水平、作业行为管理-安全操作规程执行等5对关键作用关系,涉及政府与企业、企业内部两类主体关系范畴,管-人、管-物两类要素关系。对关键作用关系进行致因、要素、主体层面安全约束的系统分析,可为整个安全生产系统平衡运行提供决策支持,在支持系统风险管理、监管资源分配、风险预警等方面发挥重要作用。

基于STAMP模型的地铁拥挤踩踏应急联动系统设计

当前地铁拥挤问题十分突出,而地铁管理仅依赖于经验性措施,无法有效管控拥挤踩踏风险。为解决这一问题,基于系统理论事故及过程(STAMP)模型,设计地铁拥挤踩踏事故应急联动系统。首先研究STAMP模型的原理和结构,将联动系统分为人群密度监测系统、应急疏散系统和广播信息系统3部分,使三者联动对地铁人流进行安全管理。然后分析人群密度安全约束条件,围绕约束条件应急联动系统的分层控制结构,建立应急联动系统中的人群密度监测和应急疏散过程控制模型,并整合形成地铁拥挤踩踏应急联动系统的控制回路,完成整个系统工作循环。研究结果表明,模型可量化拥挤踩踏风险,有效提升地铁的安全管理水平。

STAMP框架下化学品船智能液货系统风险分析

为分析化学品船智能液货系统的安全性,采用系统理论事故模型与过程(System-Theoretic Accident Model and Processes, STAMP)方法,构建了化学品船智能液货系统控制反馈模型;基于系统理论过程分析(System-Theoretic Process Analysis, STPA),确定系统级事故,识别不安全控制行为并分析不安全控制行为关键致因;将不安全控制行为作为风险因素,利用三角模糊数对不安全控制行为风险进行量化。结果表明,26种不安全控制行为中,泵管阀动态调节、人员监测、数据采集、货品相容性判定等因素对风险影响程度较高。该分析结果可为化学品船智能液货系统的应用和安全管理提供参考。

一种提高系统柔性的工作流建模方法研究

针对目前工作流管理系统在描述能力和柔性上存在的严重不足,提出了一种基于协调理论和反馈机制的工作流建模方法.该方法扩展了传统活动网络模型,提出了新的建模机制,增加了请求、服务、协调、多实例化等新的建模元素.详细给出了扩展建模元素的实现机制和应用场景,同时还给出了两个模型实例.研究结果表明,与传统的活动网络模型相比,该建模方法在提高模型描述能力、降低模型复杂性、提高系统柔性及适应性方面有明显优点,对于设计开发高可靠性、柔性和适应性的工作流管理系统具有重要的应用价值.

基于协调理论的工作流建模方法

针对目前工作流管理系统在描述能力和柔性上的严重不足 ,本文提出了一种基于协调理论和反馈机制的工作流建模方法。该方法扩展了传统活动网络模型 ,增加了请求、服务、协调、多实例化等新的建模元素。同时还给出了一个招标与评标过程的工作流模型实例 ,研究结果表明 ,与传统的活动网络模型相比 ,该建模方法在提高模型描述能力、降低模型复杂性、提高系统柔性及适应性方面都有明显优点 ,对于设计开发高可靠性。

基于STAMP模型的军机飞行训练安全性分析

为系统地量化分析军机飞行训练的安全性,基于系统理论事故模型与过程(STAMP),识别军机飞行训练中的风险源和安全约束条件,明确风险因素;构建军机飞行训练仿真模型,将各风险因素转化为仿真系统输入量,通过仿真得到不同条件下的军机飞行参数,根据对飞行参数的不同安全要求定义风险度,定量描述军机飞行训练安全状况;通过案例分析,验证该模型的有效性。结果表明:军机飞行训练仿真模型从系统的角度充分考虑各风险因素特别是人为因素对飞行安全的影响,能够量化分析飞行训练安全水平。

基于GM(1,1)模型的铁路行车事故预测

铁路行车事故的发生具有偶然性 ,但可利用预测理论的方法加以预测。笔者简述了灰色理论中GM(1,1)预测模型的建模过程和精度检验的方法及步骤 ,在某铁路分局 1995～ 2 0 0 2年间的铁路行车事故统计的基础上 ,应用GM(1,1)预测模型预测了该铁路分局 2 0 0 4年的铁路行车事故发生趋势 ,经精度检验表明 ,模型的精度等级合格 ,其预测结果为铁路行车事故的防范和降低事故损失提供了指导和科学依据。

加权均值GM(1,1)模型及应用

通过数据处理,寻求一种改进灰色系统GM(1,1)模型的方法 文中首先论证了加权均值生成的若干相关性质,然后将加权均值生成法运用于灰色系统GM(1,1)模型的建模过程 计算结果表明,加权均值GM(1,1)模型比传统的GM(1,1)模型有所改进,精度得到提高 并将改进后的模型应用于应力集中问题,也取得了较好的效果 这表明,加权均值GM(1,1)

基于STAMP的舰载作战系统软件安全研究

为有效保障系统安全性,应用系统理论事故建模和过程,以安全控制为核心,针对舰载作战系统软件研制过程,总结了软件安全相关活动的层次控制结构和过程控制结构。在此基础上,进一步分析了软件开发和运行各环节的安全约束,可能的设计缺陷和智力模型缺陷;并以实例说明基于STAMP的软件风险分析的过程。系统安全定义、控制缺陷识别和设计约束创建,可以通过系统设计消除或控制风险。本研究对于开发满足系统安全需求的舰载作战系统软件具有积极的指导意义。

论灰色系统理论与统计科学统计实践的一致性

一、灰色系统理论的基本观点 控制论中常用颜色的深浅来形容信息的多少。根据信息量,我们将客观系统分为三类: A、信息一无所知; B、信息无所不知; C、信息部分已知,部分未知; 分别称A、B、C、为黑色系统、白色系统和灰色系统。

多重防护机制下LNG动力船风险态势分析方法

为探讨多重防护机制下的液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)动力船营运风险特征,提出了一种基于复杂性控制系统作用模式的风险态势分析方法。从系统控制过程视角,采用系统控制过程分析方法(System-Theoretic Process Analysis,STPA)确立LNG动力船系统安全控制的风险致因,揭示基于LNG泄漏三重防护机制的风险因子体系和风险形成机制;引入隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM),进行无监督学习并确立模型参数,推理多重防护机制下的LNG动力船风险转移特征;结合LNG动力船营运的具体场景,对三重防护机制分别进行仿真并统计风险态势。仿真结果表明,三重防护机制在降低LNG动力船营运风险态势方面具有因子诱导的针对性,在防漏因子、止漏因子和治漏因子诱导下LNG动力船分别趋向一般风险状态、较高风险状态和高风险状态。基于复杂性控制系统作用模式的风险态势分析可为LNG动力船营运的安全控制和风险管理提供管控模式和手段。

液化天然气动力船航行过程风险动态仿真

为研究复杂装备系统液化天然气(LNG)动力船的营运风险演变规律,受限水域船舶航行的过程风险,本文采用系统理论过程分析方法,通过构建船舶系统、LNG燃料系统及燃料使用过程的系统理论事故建模与过程模型,从组件失效、外部环境干扰及组件交互3个维度分析LNG动力船航行系统的安全性。基于马尔可夫过程假设,采用马尔可夫链与云模型并构的方法,提出LNG动力船受限水域船舶航行的过程风险性态仿真模型。以LNG动力船从长江某锚地航行至指定泊位为例,结合复杂水域船舶航行的场景,对LNG动力船受限水域船舶航行的过程风险进行性态仿真。通过单一环境和真实环境下仿真结果对比分析,验证模型的有效性和灵敏性。仿真结果表明:LNG动力船舶航行过程风险演化呈“浴盆曲线”规律,船舶航行初始和终末时段风险较高,且人因素和外部环境干扰是LNG动力船系统营运过程中风险形成的首要原因。

高铁应急调度STAMP/STPA安全性分析

为克服传统安全分析模型不能评估高铁调度系统中组件之间复杂交互的缺陷,基于系统理论的事故过程模型(STAMP),将高铁应急指挥系统中人员与设备之间交互安全性问题视作系统控制和反馈问题,构建高铁应急调度控制反馈模型,识别系统安全风险与约束;采用系统理论过程分析法(STPA),分析不安全控制行为及诱发不安全控制行为的控制缺陷;基于台高铁脱轨事故实例分析,验证STAMP/STPA应用于高铁应急调度安全分析的有效性。结果表明:构建的高铁应急调度控制反馈模型可分析得到高铁应急调度指挥的风险因素为感知或执行误差、决策失误、接收或执行时延;同时通过该模型可演绎安全约束失效路径。

重大城市燃气管道泄漏爆炸事故定量分析方法研究——以湖北十堰“6·13”事故为例

为深入探讨重大城市燃气管道泄漏爆炸事故致因的属性特征,有效预防和控制事故,集成系统理论事故模型与过程(System Theoretic Accident Modeling and Process,STAMP)方法和复杂网络构建分析框架。运用STAMP模型详细分析事故,建立安全控制结构,据此逐级辨识事故致因;将事故致因及其逻辑关系转化为复杂网络的节点和边,并建立事故网络拓扑结构;通过平均路径长度、聚类系数、度和PageRank值等参数定量分析事故致因性质,确定关键影响因素;以湖北十堰“6·13”事故为例进行分析。结果表明:政府安全生产理念与属地责任未贯彻落实、安全生产监管工作严重失察等是事故的客观深层根源;燃气公司和物业公司等企业未落实安全生产主体责任和安全生产监督指导不力是事故的主观关键致因;应从政府部门、燃气公司和物业公司等方面采取多元协同的风险防控措施;STAMP-复杂网络集成方法能够有效地刻画事故系统及致因特性,是STAMP模型的有益补充。

民机气象雷达任务过程安全性分析方法研究

针对气象雷达系统任务过程安全性问题,以基于系统论的事故模型及过程(systems-theoretic accident model and process)理论方法为基础,提出了一种案例激励安全性分析方法。在进近阶段机载气象雷达任务过程中,通过构建系统分层控制结构,识别系统任务过程中存在的不安全控制行为,并辨识与不安全控制行为关联的潜在危险致因;构建安全飞行控制结构模型,以达美航空事故为例,提出安全约束建议控制事故衍变机制来优化模型,以提高系统任务过程安全。以上分析表明,该方法能更全面地识别系统深层危险致因,为机载气象雷达的安全性设计提供技术支持。

基于信息熵的森林火灾应急指挥信息传递分析

为提升森林火灾应急指挥协同能力,剖析指挥过程中要素之间的影响关系,首先基于系统理论事故模型与过程分析法(STAMP)的思想,明确事故近因事件链,辨识相关的控制组件,构建森林火灾应急指挥控制结构;然后根据复杂网络理论建立森林火灾应急指挥信息流动的有权无项网络,对实时、阶段和固定3类信息的信息量进行建模计算,从而确定信息熵;同时建立边载权重计算模型,用以描述不同信息传递路径的重要度。结果表明:前线指挥部在应急指挥扑火过程中重要性最大,且与联合指挥部的信息传递密集程度最大;扑火组和专业扑火队之间信息总量和信息熵最大,分别为24和3.900,指挥中需保证人员部署的准确性;专家研判和气象信息在一定程度上会影响扑火过程中的指挥决策,应重点监控这2方面的信息传递路径,保证传输通畅性。

塔吊安装与拆卸作业安全性分析

为提高建筑施工塔吊安装与拆卸作业安全管理水平,采用系统理论事故模型及过程(STAMP)分析方法,构建塔吊安装与拆卸作业模型;利用系统危害分析(STPA)方法从组件失效、组件间交互作用、系统外部影响3个方面分析建立模型的安全性,得出60个隐患点;再将60个隐患点分为文档资料、人员、机械设备、管理、外部环境和流程等6个方面共15项,并据此分类统计和分析70起塔吊安装与拆卸阶段事故报告中的事故原因。结果表明:塔吊安装与拆卸作业现场安全管理中,现场管理监督人员缺失或失职、作业工人无证作业、塔吊施工方案的缺失或不合理、安全教育培训和技术交底不到位以及工序执行的正确性是应着重关注的隐患点。

空中加油软管“甩鞭”现象安全性分析与仿真验证

对于软管式空中加油系统,由于受到加油机尾流、大气紊流、受油机艏波、飞行员操作水平、燃油压力脉动等各种因素干扰,加油软管难以稳定在平衡位置,在对接时常发生软管"甩鞭"现象(HWP)。软管"甩鞭"现象严重影响了空中加油任务的安全性,降低对接成功率,是空中加油过程的一种典型危险。基于系统理论事故模型和过程模型(STAMP)理论和系统理论过程分析(STPA)方法对空中加油过程的典型危险——HWP,开展了具体的致因分析,从控制模型的角度系统分析导致HWP发生的不安全行为和相应的致因场景,从系统层、不安全控制行为层和致因因素层分别提出避免空中加油软管HWP发生的一系列安全约束。根据软管HWP的危险功能控制结构,利用Simulink工具搭建仿真验证平台,以对接速度、卷盘机构控制、软管长度关键致因为模型输入,验证所提安全约束的准确性和可行性。