功能危险分析在大型复杂系统中的应用

1 引言 飞机可靠性、维修性及安全性的目标和工作计划,要求在方案论证阶段和设计阶段对飞机进行全面的安全性分析.常用的安全性分析技术有功能危险分析(FHA)、故障模式及影响分析(FMEA)、故障树分析(FTA)和区域安全性分析(ZSA)等.     

飞机区域安全性分析流程优化与实施方法

区域安全性分析(ZSA)是系统安全性分析的一项重要内容,已被美国联邦航空局(FAA)明确列为民航安全分析工作要求。本文通过对比分析当前国内外区域安全性分析现状,结合国内工程实际,建立了工程适用的、操作性强的区域安全性(ZSA)准备和实施流程,并结合飞机及其系统在不同研制阶段的设计特点,建立了与系统研制同步的过程控制流程,给出了各流程具体实施方法,研究成果可为飞机及其他武器装备开展区域安全性分析工作提供参考和借鉴。     

基于系统安全理论的适航安全性评估研究

以美国联邦航空条例(FAR)和中国民用航空规章(CCAR)为基础,围绕民机适航审定工作中的系统安全性评估流程和方法进行了探索和研究.首先,分析功能危险评估、初级系统安全性评估、系统安全性评估在系统安全性分析中所处的阶段和所起的作用,并探讨故障模式及其影响分析、故障树分析和共因分析等分析方法在适航性安全性评估中的应用.其次,以飞机系统框图为依据,分析系统发生故障可能造成的影响,并举例分析飞机系统中的部分单元的系统安全评估过程.通过研究系统安全理论在适航性安全性评估中的应用,为在航空器适航认证中进行安全性评估或验证提供了理论和方法支持,并有效说明了系统安全分析方法在航空器适航安全性评估中的良好适用性.     

民用飞机适航符合性验证方法与程序研究

研究了功能危险分析、故障树分析、故障模式影响分析以及共因故障分析等安全性分析方法在民用飞机适航符合性验证中的应用,明确了各种方法的应用时机与输入输出信息.分析了民用飞机设计各阶段适航安全性工作内容,以各项安全性分析技术为基础,建立了民用飞机适航符合性验证流程,初步构建了民用飞机适航符合性验证的理论体系.     

基于模糊推理的舰载机进舰过程安全性仿真分析

 舰载机进舰过程复杂,驾驶员对舰载机的控制是影响进舰安全的重要因素,驾驶员操作的偏差受到人员自身状态、环境状态以及设备(舰载机)状态的综合影响。以国外某型舰载机为例,提出了基于模糊推理的舰载机进舰过程安全性建模与仿真方法。考虑舰载机进舰过程中驾驶员控制的不确定性,分析了引起驾驶员不确定性的人-机-环因素,基于模糊推理建立不确定因素引起的驾驶员控制偏差模型,并在此基础上建立了舰载机进舰过程安全性仿真模型。通过仿真分析明确危险模式、危险程度以及危险发生的时刻点等关键因素的影响程度,为进一步保证舰载机进舰安全提供基础。     

区域安全性分析在飞机总装过程中的应用探索

区域安全性分析(ZSA)是指为降低飞机机载系统在整机装配、维护等物理性集成时引起的飞机系统、飞机整机工作过程中的功能性风险,而在传统飞机物理样机阶段提前开展的结构与系统、系统与系统间协调性、技术符合性的分析检查工作.随着数字化设计模式的引入,部分区域安全性分析也尝试在设计阶段基于设计数字样机开展.在民用飞机设计领域,国...     

一种半实物仿真试验软件安全性评估方法

针对机载软件在多因素耦合复杂飞行情形下的安全性评估与开发安全控制,提出一种基于半实物仿真试验的软件安全性评估方法。介绍了采用飞行模拟器试验对软件安全性进行评估的思想;设计了实施该方法的操作流程;建立了试验平台中仿真系统主要的数学模型;借鉴生物学理论,分析了软件缺陷诱发飞机飞行危险的机理;最后,运用该方法对增稳系统嵌入式软件安全性进行了评估,验证了该方法运用于工程实践的可行性。利用该方法能够减少潜在的机载软件缺陷,降低复杂情形下软件诱发飞机功能危险的概率,提高机载软件安全性。     

靶用型无人机安全性分析方法

文章从建立靶用型无人机可靠性模型出发,通过对靶用型无人机故障危险等级和故障可能性等级进行归纳分析,并计算出某型无人机的危险概率,最后对影响其使用安全性的因素进行了分析。     

基于STPA的FADEC系统TLD安全性方法研究

为有效满足民航对于安全性和经济性的综合需求,运用全权限数字电子式系统冗余架构故障的限时派遣决策技术,通过梳理限时派遣分析应用的安全性方法,明确了系统理论分析的限时派遣安全性要素,发展了系统理论分析法辅助进行系统危险性评估方法,并通过建立安全性分析流程对限时派遣分析作出解释。结果表明该方法可以在传统安全性方法上对航空发动机型号适航评估提供系统性参考,也可以为判断故障对发动机LOTC事件的影响等级做出参考。     

计入导线故障的民机安全性定量分析方法研究

将导线故障引入安全性定量分析方法中,介绍了安全性分析的现状、存在的问题以及计入导线故障的必要性。通过将导线故障和安全性分析相结合,提出一种计人导线故障的安全性定量分析方法。对影响导线故障的机理进行探究与分析,提出“导线故障率影响因子”概念,阐述了影响导线故障率的主要因素及其类型,建立了一种民用飞机实际导线故障率计算方法与模型,以及在单一状态和多种状态下导线故障率计算方法,并对方法进行案例分析,使安全性定量分析更准确、有效和完善,大大减少了导线故障所引起的不安全事件,为民用飞机安全性和合格审定工作提供了有力的支持。     

基于集对分析的区域安全分析研究

区域安全性分析可用来确定系统各区域及整个系统存在的危险。利用集对分析方法对民机区域内含危险源的系统进行风险排序,然后有针对性的及时对设计采取必要的措施,以支持区域安全性设计。最后,给出了后附件舱区域分析实例,从而证明了本文方法的有效性。     

转子非包容失效安全性的计算机辅助分析方法

 转子非包容失效是威胁飞机飞行安全的典型特殊风险之一,为了分析其对飞机安全性的影响,开发了转子非包容失效安全性分析系统(URFSAS)。将飞机功能危险分析(FHA)中的灾难性功能危险与故障树分析(FTA)中的底事件及飞机数字样机中的设备模型形成映射关系,建立了需求信息关系模型。在CATIA环境下基于Monte Carlo法以随机飞散角和平动角对转子碎片及其扫掠路径作空间几何变换,基于区域划分和层次包围盒法检测失效的飞机设备,通过故障树最小割集与仿真结果数据的对比分析,实现了对转子非包容失效所触发最小割集的识别和安全性的定量分析。最后,以某型飞机的应用实例分析,表明了该系统的有效性和实用性。     

商用涡扇发动机推力控制故障处置功能解析

针对运输类飞机对动力装置必须确认任何单一失效或故障及可能的失效组合都不会危及飞机安全飞行的适航要求,经工程研究和飞机运营经验证明,原有的通过安全性分析以及申请豁免来表明设计符合性的验证方法存在不足,为了保障飞机飞行的安全性,可增加推力控制故障处置（TCMA）系统。以B787飞机配装的GEnx发动机TCMA系统为研究对象,采用系统工程的方法研究和分析了该系统的安全性需求来源、符合性验证方法及其演进、TCM事件危害、TCMA系统架构和系统功能,其中包括事件侦测、处置逻辑、激活功能监控与内部自检BIT等功能。分析结果表明：TCMA系统是1个集成的智能控制系统,在TCM事件发生后无需飞机机组人员干预,能够自动处置并保障飞机的飞行安全。     

基于NuSMV的系统安全性分析平台开发和应用

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。模型检验使用严格的数学方法推理,能够验证产品的规范或设计是否符合要求。将模型检验引入飞机系统安全性分析中,基于模型检验工具NuSMV建立安全分析平台,并以＋5V电源监控系统为例,对其安全性进行了分析。     

基于模型的飞行管理系统安全性分析

提出一种基于模型的飞行管理系统安全性分析实施方法，首先对飞行管理系统进行了功能危害性分析， 识别了各项功能的失效状态及其影响，确定了失效状态的分类和失效概率要求。然后采用形式化语言AltaRica 对飞行管理系统模型进行了描述，借助商用软件对飞行管理系统进行了AltaRica 建模和故障树分析。分析过程 表明，基于模型的安全性分析，清晰直观，适合工程应用，是一种简单高效的安全性分析方法。     

基于SysML的反推力系统安全性分析

通过应用系统工程建模工具SysML(系统建模语言),对反推力系统的使用场景进行建模,分别建立起反推力系统的用例图和顺序图模型.在使用场景模型的基础上,进一步应用HAZOP(危险和可操作性)分析方法对使用场景进行危险分析,得到了反推力系统在使用中可能存在的危险状态,并提出了相应的安全性要求.此方法应用表明,综合SysML...     

空中交通管理系统安全绩效评估模型研究

客观准确的安全绩效评估,可以反映出空中交通管制系统运行的安全状况,并识别出安全管理存在的薄弱环节.从管制员、空中交通管制设备、环境、管理四方面找出影响系统安全运行的过程性指标,将过程性指标与结果性指标相结合构建空中交通管制系统安全绩效评估指标体系;在模糊物元分析法的基础上,对隶属度函数的确定方法进行改进,建立基于改进的模糊物元分析法的空中交通管制系统安全绩效评估模型;利用该模型对某空中交通管制单位的安全绩效进行评估,评估结果能够反映出该单位的安全状况,并指出应当改进的环节.结果表明:本模型可以对空中交通管制系统的安全绩效作出综合评判,并可以对空中交通管制系统的安全性进行量化描述.