深水井控STAMP/STPA安全性分析

传统安全分析方法无法解决复杂系统部件之间异常交互作用的评价问题。针对深水井控的复杂性和动态性特点,将井控系统在钻井过程中的安全性问题作为系统控制和反馈问题,基于系统理论的事故模型和过程(STAMP)模型,采用STPA系统性安全评估方法,构建井控系统在深水钻井过程中的控制关联模型和反馈回路,通过识别系统安全风险与约束、定义安全控制结构、分析不安全控制行为及关键因素等进行深水井控安全性分析。以STAMP/STPA作为分析准则,结合全动态多相流模拟软件OLGA,建立深水井控工艺流程,以井涌后没有提供控制行为以及关井和压井等控制行为发生延迟为例,对井控作业的安全性进行动力学分析。结果表明:运用STAMP/STPA方法可从控制和约束角度为深水井控的安全系统性分析提供指导,通过对溢流、关井和压井过程模拟,可量化施加安全控制与约束行为以免事故发生与升级的时间裕量;该方法作为指导准则用于深水井控复杂系统安全性分析可行且有效。

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。

基于STAMP的民航进餐推车人因设计

目的为解决空乘人员因工作负荷大、工作环境颠簸易发生碰撞事故等导致患肌肉骨骼病概率逐年上涨的问题,对民航进餐推车造型设计过程进行研究。方法确定民航进餐推车系统中的安全约束,构建基于层级模式的民航进餐推车事故风险控制—人因模型;识别控制模型中潜在的不安全控制行为,采用层次分析法对这些行为的综合权重值进行计算并排序;运用虚拟仿真软件进行人因分析与设计优化,得到最优方案。结果通过民航进餐推车设计实践,验证该方法的可行性与有效性。结论在民航进餐推车设计过程的前期,引入STAMP模型和人因工程理论,可提升空乘人员在进餐推车服务过程中的安全性与舒适性,为研制符合空乘人员行为方式的新型民航进餐推车提供新的思路。