● 摘要
近年来,随着我国载人航天发射、新型飞机试飞、训练航母服役等各类复杂装备试验项目的实施,复杂装备试验项目相关的研究得到了越来越多的关注。复杂装备试验项目具有的高风险属性使得应急管理成为成为亟待研究的问题。虽然参试单位在每次试验时都会针对可能出现的异常情况编制应急预案,但是目前试验项目的应预案还不能满足项目应急管理的需求,主要体现在预案中的应急场景与实际情况存在着较大的差距。
应急场景是对未来可能出现的异常状态的预测,是开展应急管理活动的基础。在应急场景的生成和分析中存在一些问题导致了应急场景与实际情况的匹配度过低:1.目前的场景生成主要基于专家知识和经验,缺乏对试验项目客观数据的梳理;2.应急场景并不是独立存在的,各个场景之间存在着相互影响,目前的研究较少对这种影响进行分析;3.应急场景的生成与分析都是预案管理的业务过程,对这些过程的管理能力会对应急场景与现实情况的匹配程度产生重要影响,当前还缺乏对应急预案管理能力进行综合评价的理论和方法。针对这些问题,本文的研究内容包括:
(1) 提出了基于突发事件致因模型的应急场景辅助设计方法,充分利用了项目中的客观数据。通过用组件-功能矩阵对项目进行分解,并用有限状态机描述项目运行的状态变化,本方法把试验项目的客观数据进行了梳理。突发事件致因模型是对以复杂装备试验项目突发事件发生机理的解释,是应急场景生成方法的理论基础。本文以该模型作为理论基础,以项目中的客观数据为输入,运用二元规划算法生成应急场景,并通过卫星系统与航空器导航系统的案例演示了关键技术。
(2)提出了基于Copula函数的应急场景分析方法。本文用突发事件构成的场景对该方法进行了阐述。首先构建了一个融合了多种方法的危险源识别框架。该框架被用于识别危险源与突发事件的相互影响。这种相互影响关系在影响图模型中被定性描述。本方法以影响图模型的定性分析为基础,把应急场景的发生概率作为衡量标准,运用了Copula函数与蒙特卡罗仿真技术对应急场景之间的关系进行了定量分析。算例显示该方法的有效性。
(3) 创建了基于解释结构模型的应急场景分析方法。交叉影响分析被用于对应急场景之间的影响进行评估,在评估过程中专家经验和知识能够被充分吸收。随后,本方法把交叉影响分析的结果输入到解释结构模型,通过解释结构模型来对应急场景进行结构化分析。在结合交叉影响分析和解释结构模型的过程中会发生丢失信息,本文提出了两个指标来衡量信息的损失程度,防止遗漏重要影响关系。无人机试飞中的场景分析被用于展示本方法的流程。
(4) 构建了应急预案管理成熟度模型来评估应急预案管理业务流程及过程控制的能力。本模型符合应急预案管理成熟度的内涵,把应急预案管理能力划分为五个层级,对各个层级对应的业务流程和过程控制能力进行了总结。本文结合复杂装备试验项目管理的特点选取了评价指标体系及相应的指标权重,从实用、可操作的角度讨论了成熟度的量化标准,并对该模型在实际项目中的应用提出了建议。实施本模型将能规范应急场景生成与分析,提高应急场景与实际情况的匹配程度。