工法创新的系统过程模型应用研究

利用现有技术创新工具研究了工法的快速开发.在分析工法开发传统流程的基础上,提出了工法创新的系统过程模型,包括四个环节和九大步骤:问题定义、根原因分析、目标技术选定、功能模型分析及修正、方案评估、实验测试、效果评估、工法总结和推广应用.探索了工法开发系统过程模型(SPIP)的具体实施过程:采用根原因分析模型描述问题;通过专利分析和工法分析,寻求解决问题的办法;依据TRIZ和发明原则生成解决方案.该模型能够满足新工法开发速度和质量的双重要求,为解决施工工法开发指出了新的思路.

过程模型库管理系统的决策支持策略

在CIMS工程实践中 ,根据企业的实际需要 ,开发了基于Web的企业参考过程模型库管理系统 ,对过程建模工作进行规范化管理。以此为背景 ,针对过程模型库管理系统实现过程中遇到的过程分类结构树和核心过程的确定两个决策问题 ,应用模糊聚类和层次分析法 ,提出了相应的解决方案 ,并介绍了基于Web的过程模型库管理系统对过程模型交互评价的支持。鉴于模型库管理的相似性 。

基于CLPN的系统安全性分析方法

随着安全性攸关系统的智能化、自动化发展,系统规模和复杂度急剧增加,传统基于链式/树式安全性因果模型的安全性分析方法在非线性致危因素、非失效致危因素分析方面存在很大的局限性,现代基于系统理论的安全性因果模型虽然在航空航天、核电能源等多个领域得到有效性验证,但目前该类方法尚缺乏严格统一的分析步骤和自动化分析工具。为此,提出复杂系统控制过程的建模工具——控制逻辑Petri网(CLPN),对控制过程中的活动及其之间的交互影响关系进行形式化描述,并对系统CLPN模型的可达图进行失效扩展,在不影响安全性分析的前提下尽量避免因失效事件建模造成的分析模型规模激增。基于CLPN模型,以系统理论事故模型与过程(STAMP)系统安全性因果模型危险因素分类为标准,在可达性分析的基础上对作为系统致危因素的危险控制活动进行探索,实现系统安全性的自动化分析。最后,通过实例分析和方法对比,对所提方法的可用性和有效性进行验证。实验结果表明,基于CLPN的系统安全性分析方法在结果完备性和分析效率方面具有较大的优势。

植被生产力模型研究进展

植被生产力模型作为生态系统植被研究的重要工具在植被生产力研究等方面都发挥着至关重要的作用。基于国内外相关文献,对植被生产力模型的应用范围、实用条件进行论述,总结了不同植被生产力模型的研究进展。结果表明:植被生产力的估算模型主要包括生态系统过程模型和光能利用率模型。生态系统过程模型综合考虑了多维度环境因素,对碳氮循环和土壤呼吸的动态变化过程模拟精确。光能利用率模型主要聚焦于植被生产力与光合有效辐射吸收之间的关联研究,能够与卫星数据结合,计算大面积植被生产力。讨论每个模型的应用范围、实用条件,在不同应用场景中的优缺点。植被生产力模拟应根据不同场景,运用多种模型综合分析,避免单一模型带来的不足,为植被生产力可持续发展提供准确数据。在未来研究中进一步关注模型参数优化和不确定性分析,以提升植被生产力模型的模拟性能和实用价值。

面向服务的开放架构复杂过程系统模型化与优化

分析了复杂过程系统建模优化软件的需求与现状,提出了一种面向服务的开放架构的应用模式.以复杂系统开放方程建模软件ASCEND为基础,对其内在结构、运行模式、外部接口等进行了重组,在AUTOMATION技术支持下实现了AscendServer建模优化核心服务器(组件),能提供基于组件化封装、消息驱动机制和进程间协同工作的一种应用程序接口,使得大规模、复杂系统的建模与优化能够具有更广泛的数据交互、更弹性的应用模式、更强的适应性.某石化企业PTA生产过程水平衡数据调和计算实例验证了这种开放架构优化求解服务的有效性.

城市地下燃气管线系统定量风险评估

随着快速的城市化进程,地下管线系统越来越复杂,地下管线系统的风险显著增加。中国地下燃气管线事故数量较多,而且其事故造成的伤亡后果远远高于其他地下管线。其他地下管线在运行过程中对地下燃气管线系统造成的风险也受到燃气领域人员的关注。为了对地下管线系统进行定性、定量和系统的风险评估,综合STAMP和BN两种系统分析方法建立STAMP-BN模型,基于STAMP模型识别系统风险和因果因素,基于STAMP结果和安全控制结构,采用BN建模进行定量风险评估。应用建立的STAMP-BN模型进行地下管线系统风险评估,结果表明造成地下燃气管线泄漏的主要中间原因是三方公司的动土作业,并揭示了第三方公司和燃气公司脆弱的根本原因。可见加强第三方公司运营层协调和燃气公司协调安排、事件应急、对其他地下管线造成的慢性危害识别方面的能力是消减风险的关键。

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。

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。

非线性动态模糊系统过程控制与稳定性分析

针对自动控制领域中存在的大量的非线性动态模糊系统,提出了非线性动态模糊系统过程控制模型,并给出了动态模糊控制器的设计算法和该模型的稳定性分析,很好地解决了模糊控制系统所不能解决的动态性问题。

基于植被羰基硫通量估算陆地生态系统总初级生产力研究进展

羰基硫(COS)是大气中的长周期痕量气体,其分子结构、对流层大气混合比的昼夜和季节动态类似于二氧化碳(CO_(2))。植物光合作用及其水解过程中,受扩散通路导度和酶活性影响,气孔的COS与CO_(2)吸收紧密相关,同时,植物自养呼吸并不释放COS。最新研究中,采用植被COS通量直接指示生态系统总初级生产力(GPP)。综述了植被COS通量与光合作用中碳固定过程的关联机制,以及采用涡度相关观测、整合大气COS监测和生态系统过程模型等方法开展植被COS通量与GPP研究的最新进展,探讨了关键生态过程和参数,发现方法存在以下瓶颈:(1)生理过程、尺度效应和解析效应影响了COS与CO_(2)的叶片相对吸收率,(2)观测与模拟手段有待进一步耦合,(3)全球COS观测密度限制了方法验证,(4)硫循环过程影响了多区域模拟精度。方法发展的前沿领域包括:(1)开展重点地区植被COS通量观测,(2)提高COS卫星柱浓度的覆盖范围,(3)完善生态系统过程模型的COS吸收机理。展望未来研究关注的科学问题是:对于亚热带等尚待开展COS连续观测的区域,采用植被COS通量直接代理GPP的精度和不确定性。

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。

1450mm冷连轧生产线过程控制系统功能分析

对鞍钢1450 mm冷连轧生产线采用的西门子过程控制系统进行了概述,介绍了控制系统的主要设备及组成,对控制系统物料跟踪、进程通讯、轧制模型等功能进行了分析。

通信卫星系统潜在故障识别与应对方法

针对新一代高集成度、高复杂度通信卫星系统应用背景,以通信卫星平台长寿命、高可靠设计需求为牵引,提出一种基于系统理论事故模型与过程(STAMP)的系统级潜在故障识别与分析方法,在总体设计早期即提出对卫星平台各分系统的可靠性设计需求。以某地球同步轨道(GEO)通信卫星为例介绍该方法,通过构建系统控制逻辑架构自上至下地分析潜在的不安全控制过程,通过检查控制与反馈回路的各环节确定故障发生场景,提出对控制过程的约束条件以消除或降低故障发生的可能,最终形成有针对性的分系统可靠性设计需求。

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。

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。

区域作物产量的模型预测研究

区域作物产量预测是国家粮食安全评估的重要内容,关系到国家的安全稳定与可持续发展。首先对目前应用较为广泛的作物产量预测模型进行了简单分析,对比了这些模型的优势与局限性。其中,作物生长模型因其系统性、机理性、动态性的特点而被广泛应用,并在其基础上发展了专家决策系统。作物生长模型不仅在单点尺度上能成功模拟作物的生长发育过程,还可以扩展到区域尺度,符合中国进行粮食产量长期预测的需求。最后,简述了几种常见的生态系统过程模型,以及在其基础上发展的农业版本,并对未来区域作物产量预测的模型方法进行了展望和总结。

PIMS模型开发与应用

介绍了二次开发PIMS长岭炼化模型及应用中所取得的经验 。

基于STAMP-ISM的铁路危险品运输系统风险-事故分析方法

为预防铁路危险品运输系统事故的发生,采用STAMP-ISM模型分析铁路危险品运输系统风险-事故。首先,利用STAMP模型详细分析事故,得到控制结构的相关安全约束、不充分控制行为及产生原因,以及系统的安全动态变化;其次,采用ISM分析事故致因因素之间的关联关系并划分层级;最后,基于STAMP和ISM分析结果提出系统改进方案。以我国一起匿名夹带事故为背景进行案例研究,结果表明,ISM模型的加入可深入挖掘事故因素间的相互关系,为事故致因因素重要度划分层级,分析结果及建议更具针对性。

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。