基于STPA与模糊BN的新能源汽车安全性分析方法研究

随着新能源汽车自动化程度不断提高,各系统之间耦合造成的故障急剧增加,传统的安全分析方法已无法满足当前汽车复杂系统的危险性分析要求。针对新能源汽车突然失控事故存在的高危性、复杂多样的问题,提出一种基于STPA与模糊BN的新能源汽车安全性分析方法。首先,运用系统理论过程分析方法(STPA)分析新能源汽车突然失控事故,得出系统级事故及危险,构建控制反馈回路,并识别不安全控制行为;接着,根据STPA分析结果构建模糊BN,通过GeNIe软件训练数据,可视化模糊BN,得到基本事件的发生概率,并由试验仿真得出蓄电池及储能系统、电机电控和整车控制器的后验概率分别为0.70、0.17和0.16。结果表明,所提方法能有效识别系统潜在危险,发现系统薄弱环节,可为提高系统可靠性提供依据。

安全协议形式化分析方法研究综述

介绍了安全协议的基本概念和分类,然后对安全协议形式化分析方法进行了详细介绍,包括基于模态逻辑的方法、基于模型检测的方法、基于定理证明的方法和基于可证明安全性理论的方法。其中,基于模型检测的方法是目前应用最广泛的一种方法,因此详细介绍了一些常用的基于模型检测方法的工具。最后,总结了当前安全协议形式化分析方法的研究热点和未来的发展方向。

基于云模型-模糊FMECA法的水库大坝安全性分析

模糊FMECA法通过对水库大坝隐患出现的频率、影响程度进行评价,并通过赋予权重及模糊综合评判对大坝进行风险评估,具有一定的科学性及实用性,但仍存在无法体现大坝隐患因子的随机性及无法准确反应专家主观偏好关系的缺陷。基于此,提出了云模型-模糊FMECA法的水库大坝安全性分析方法,将模糊FMECA法中的评判矩阵、权重矩阵、对应的评语集进行逆向计算,得出了云模型数字特征值,通过模糊评判得到水库大坝风险评判结果的云模型;根据约束条件确定相应评语集的云模型的数字特征值,将大坝风险评判结果的云模型及各评语集云模型通过MATLAB仿真化,以此实现对水库大坝的安全性评价;将该方法运用到云南省某大坝中,得到了该大坝的内部安全评估等级为A,与现场专家组评判结果一致。证明了基于云模型-模糊FMECA法的水库大坝安全性分析具有一定的可行性及科学性。

基于有限元等效模型的大型膜顶搪瓷拼装储罐安全性分析

为了提高储罐的安全性,建立了大型膜顶储罐的等效分析模型,分析不同工况下罐体壁板及其零部件的应力及变形,探究拉筋带数量、中心立柱高度等对罐体的应力及变形的影响规律,求解得到了其最优值。结果表明:在膜顶拼装储罐未产气加上雨雪天气影响等极端工况下,储罐的罐壁以及抗风圈发生失效,需要对储罐结构进行优化以提高罐体安全性;拉筋带数量和中心立柱高度是影响罐体安全性的主要因素,拉筋带数量增加到80根,中心立柱与拉筋带夹角增大到77.5°可以有效提高罐体的安全性;首层壁板厚度和膜压已为最优值,满足罐体安全性要求。所得结论可提高拼接罐体的可靠性,为后续拼接罐体的设计提供参考。

农机安全性能检测方法与评估模型构建

农机安全性能检测与评估是确保农业机械安全运行与提高农业生产效率的重要环节,能够减少农机事故的发生,保障农民的生命安全。基于此,文章阐述了农机安全性能检测方法,构建了农机安全性能评估模型。模型的评估方法立足实测数据,运用编程提取特征,结果直观明晰,可定量优化指导产品安全设计。同时,为了验证农机安全性能评估模型的有效性,针对某小型拖拉机进行安全性能检测实验,实验从测试样机确定、检测方案制定和实验装置搭建三个方面展开,并进行验证。结果表明,设备运行可靠,满足检测精度需求,能有效提高拖拉机的综合安全系数,为用户提供可靠安全的操作使用保障。

基于模型检验的飞机系统安全性分析方法研究

传统的安全性分析方法,受到分析人员自身技能和经验等因素的影响,容易疏漏系统的失效状态或误判失效的影响。模型检验利用遍历算法,既可以从数学上保证搜索出系统的所有状态,不会发生疏漏;又可以利用计算机检验工具,实现自动分析过程,减少对分析人员技能和经验的依赖。将模型检验引入飞机系统安全性领域,提出了一种基于模型检验的安全性分析方法,以SAE ARP 4761标准附录中的机轮刹车系统为例,利用模型检验工具NuSMV对其安全性进行了分析,自动识别出导致某系统顶事件发生的最小失效组合,完成了传统故障树分析的目的。

一种针对嵌入式系统的安全性分析方法

嵌入式系统广泛应用于安全关键的工业领域,但目前嵌入式系统的安全性缺乏整体性的分析。为此,提出了一种较为全面且融合了失效概率及失效路径的嵌入式系统的故障演化链分析方法。对系统采用层次分析法,借鉴失效模式和影响分析的方法,构建出故障的演化关系链条,即故障演化链。利用故障演化链可以对系统中可能包含的故障、故障产生的原因、故障带来的危害等级及故障的传播路径进行分析。在2个嵌入式软件系统上进行实验,结果显示:基于故障演化链方法比故障影响分析、功能危害性分析和故障树分析更全面,故障演化链的方法能较好地对嵌入式系统进行安全性分析。

基于同伦分析方法和神经网络的复杂腐蚀缺陷海底管道屈曲压力计算方法

针对含复杂形状腐蚀缺陷海底管道屈曲压力计算难的问题,本研究中采用同伦分析方法对含复杂腐蚀缺陷海底管道的屈曲压力进行了计算,并用有限元方法进行了对比验证,进而根据计算结果提出了基于神经网络模型的海底管道屈曲压力的计算方法。结果显示:同伦分析方法可以有效、准确地计算含复杂腐蚀缺陷海底管道的屈曲压力,在相同情况下抛物线形腐蚀管道的临界屈曲压力大于椭圆形管道的临界屈曲压力。基于神经网络模型的腐蚀海底管道屈曲压力计算方法具有良好的泛化性能,可以很好地应用于工程现场的计算。

一种利用故障特征模型的系统安全性分析方法

系统安全性分析是系统安全工程的重要内容,但是传统安全性分析过程中面临着故障空间过大的问题.并且传统安全性分析中以故障列表的方式描述故障无法刻画故障间的约束关系.特征模型是软件产品线工程中描述软件产品家族共性和可变性特征以及特征之间关系的模型.本文提出一种利用特征模型描述故障约束关系的安全性分析方案.首先,从系统描述及安全需求中提取故障约束关系,利用特征模型对其建模,通过故障特征模型优化故障空间;然后,建立系统行为模型并利用时序逻辑描述系统安全属性;最后利用软件产品线模型检测器对系统进行验证.本文通过A320液压系统对方法进行说明,证明了方法的正确性,进而验证故障特征模型对于分析效率的提升.

地铁供电系统可靠性和安全性分析方法探研

地铁作为一种重要的城市轨道交通工具,其供电系统负责向列车提供足够的电力,是保障地铁正常运行的关键部分。地铁供电系统的可靠性和安全性对于地铁运营的安全稳定至关重要。当前,由于人口增加、城市扩张等原因,越来越多的城市开始建设地铁。然而,供电系统的故障情况时有发生,会导致列车停运或减速,进而对整个市民出行造成严重影响。同时,一旦发生安全事故,也将严重威胁乘客的生命财产安全。因此,研究地铁供电系统的可靠性和安全性,完善地铁的应急措施和管理制度,对于保障城市交通运输的快速、便捷和安全具有重要意义。另外,随着市场开放及技术创新的不断深入,地铁供电系统在节能减排、降本增效、智慧化管理等方面也存在较大的改进空间。通过研究地铁供电系统的可靠性和安全性,可以进一步推动地铁行业的可持续发展。本篇文章以地铁供电系统为研究对象,深入了解地铁供电系统的可靠性和安全性,全面分析地铁供电系统的安全措施,为后续更好的提升地铁供电系统的稳定性提供一定的帮助。

基于ISM结构模型的建筑装配式安全性评估

现代装配式建筑吊装的安全性评估具有重要意义,有利于降低事故风险。为了实现现代装配式建筑吊装的安全性评估,研究引入了解释结构模型与决策试验和评价实验法相融合的评估方案,构建20个安全影响因素,采用毕达哥拉斯模糊集与层次分析法-最优解法对其进行评估。结果表明:安全措施投入与使用情况的中心度高达2.49,重要性最高。安全标准政策环境的中心度最低仅为1.12,重要性最低。安全应急方案的原因度高达0.75,影响力最高。D3工种搭配协调度的原因度最低,仅为-1.24,其受其他因素的影响作用最高。经过对相关案例的深入分析,发现研究所提方法的应用结果与实际情况高度一致,充分证明了该方法在实际应用中的可行性。

面向人因的船舶极地航行过程安全性分析

为探究船舶极地航行过程中的人机环系统性影响,从人为因素视角出发,构建极地航行人因分析与分类系统(HFACS-PN),辨识出人-组织因素在浮冰水域船舶航行安全的影响因子;建立适用于极地航行环境的系统理论事故模型与过程(STAMP-PN),并采用系统理论过程分析方法(STPA)分析极地航行过程中不安全控制行为及其反馈信息的突出危险。研究结果表明:冰困事故是由复杂的动态系统过程中不安全的控制反馈行为所导致,船舶资源保障和船员极地航行专业素质安全约束力是事故防控的关键。研究结果揭示人为因素对船舶冰困事故发生及后果严重性的影响机理,对全行业提升船员岗位适任能力和应急响应效能具有重要参考意义。

一种新兴的基于模型的民机安全性分析方法

本文描述了一种民用飞机研制安全性评估领域新兴的基于模型的安全性分析方法,通过介绍该方法理念以及具体实施流程,剖析了其不同于传统安全性分析方法之处,即优势所在。最后总结了此方法优缺点及未来得到推广应用所面临的挑战。

基于模型的初步飞机安全性分析方法研究

安全性工作是航空装备研制过程中的重要内容,针对目前国内航空装备安全性工作,分析了工作中存在的安全性工作与飞机级架构设计、飞机级和系统级安全性工作脱节的问题。结合航空型号工作中飞机级安全性工作的大工作量、迭代更改多等现状,引入了国内外军民机安全性工作研究和应用的最新趋势,应用基于模型的系统工程(MBSE)思想对基于模型的初步飞机安全性分析方法和过程进行了研究,给出了开展初步飞机级安全性工作的具体步骤,并通过实例演示了方法的应用过程和结果,证明了研究成果能够完整地将飞机级和系统级的安全性工作进行有效串联,有力地支撑型号后续系统级的安全性工作。

基于模型的民航客机碰撞安全性研究

考虑民航客机多为下单翼的特性,对传统的Event模型进行改进,将原长方体碰撞盒替换为一个小长方体和2个小四棱锥的组合体,更贴近实际机身形状,减少模型冗余,并根据改进的碰撞盒推导机身侧向、纵向、垂直3个方向的碰撞风险计算公式。通过干线客机和支线客机的实例计算分析,得出改进的碰撞模型的碰撞风险值明显低于传统Event模型,最低可降低至传统模型的57%左右,平均为76%左右,且满足国际民航组织(ICAO)规定的安全目标等级,使用改进的模型做碰撞风险量化评估更加合理和精确。

基于动态组合赋权云模型的弧形钢闸门安全性评价

闸门的安全性评估是闸科学管理的关键环节。鉴于传统单一评估方法赋权存在的局限性,综合考虑闸门安装质量、启闭力、腐蚀程度等安全性评价指标,针对某些评价指标具有不确定性和模糊性的特点,引入动态组合赋权算法,重点考虑时间推移下弧形钢闸门各评价指标权重的变化,利用三标度法与熵值法得到组合权重,最终实现评价指标权重的主、客观与动静相结合,构建了基于动态组合赋权的弧形钢闸门安全性云评价模型。工程应用结果表明:所建立的评价模型不仅能定量且直观地反映弧形钢闸门安全性评价结果等级,而且能体现评价等级的时间推移规律,使得评价结果更符合实际情况,可以更好地反映钢闸门的运行情况。

大跨径连续刚构桥安全性评估的综合分析方法

结合不确定层次分析法、考虑专家评判水平群判断理论、加权集值统计理论、重心决策理论和变权原理,提出桥梁安全综合评估方法。阐明该方法涉及的安全性能评估流程、指标体系、评估权重、指标评语及其确定方法等问题。该方法可考虑安全性评估过程中模糊性、不确定性和不均衡性,使安全评估过程更趋可靠。采用该方法对八尺门连续刚构桥进行安全性能评估,结果表明:日常天气下该桥综合得分为95.422,台风天气下综合得分为95.466,汶川地震后综合得分为95.637,安全状态均为良好,"韦帕"台风和汶川地震对八尺门安全性能基本没有影响,这与现场检测结果相符。

电力调控运行中的电网安全性分析与改善

电力系统的稳定运行,如同社会秩序一般,维护它的安全关乎其生死存亡。本文理清了电力系统的安全关键点,是在塑造一个更安全、更稳定的电力环境。首要的工作便是理科电力系统的安全走向,建设一套评估电力系统安全性的评价模型,就如同明白一只钟表的走向,便能掌握时间的规律一般,使人对电力系统的控制更加得心应手。电网安全的问题在电力市场日趋繁杂的环境中显得尤为重要,本文从电力调控运行的视角对其进行分析,提出了解决这一问题的新方略,如同人们巧妙的解决生活中的难题一样,提升电力系统的安全是在实名电力系统的稳定,不断优化、迭代才是关键。这篇文章并不反倒,也给那些钻研电力市场改革的人们开出了一剂良药。研究量的进步在推进电力系统的运行和管理中提供了理论支柱。

增强视景系统形式化安全性分析方法研究

针对传统方法分析增强视景系统所产生的工作量大、依赖安全性分析人员经验、容易出现疏漏等问题,提出了增强视景系统形式化安全性分析方法,即在分析系统需求和安全性需求基础上,利用形式化分层建模方法建立增强视景系统名义模型和失效模型,并针对典型失效状态进行形式化安全性分析,得出定性和定量安全性分析结论。研究结果表明,所提出的方法能够提高安全性分析效率,可降低安全性分析工作量。

基于模型的可靠性、安全性分析方法

随着系统日趋复杂,呈现出功能高度复杂、故障动态重构、各领域耦合关联等特点,传统可靠性、安全性分析方法的局限愈加明显。依托于基于模型的系统工程(MBSE)方法的迅速发展,可靠性、安全性工程师提出了基于模型的安全性分析方法(MBSA)和基于模型的可靠性分析方法(MBRA)。从故障模型与系统模型如何进行集成、如何提高安全性分析结果可读性、如何设计恰当的安全性分析流程等3方面综述了MBSA研究进展;从如何提高分析工具的自动化程度及适用范围、加强建模语言对可靠性分析的适配能力、构建不同模型间的映射转换规则等3方面综述了MBRA研究进展。从如何设计一套针对安全性、可靠性分析的集成分析流程和如何解决可靠性模型、安全性模型和系统模型之间的接口问题等2方面介绍了基于模型的可靠性、安全性集成分析方法,阐述目前该领域所存在的问题和未来的发展方向。