● 摘要
新技术和发明的不断应用,增加了系统的风险和事故,对安全性理论和应用带来了巨大的挑战。为了确保安全,有必要不断地探究事故发生发展的客观规律,把握其本质,依此建立安全性分析理论与方法,实现事前分析,优化系统设计,对事故进行预防和控制。
本文通过对比分析国内外事故致因理论、安全性分析方法等相关研究,总结了目前的研究成果与不足。以面向系统设计为目标,开展多层流事故模型和多层流安全性分析方法的研究。
首先,讨论了危险与事故的关系,从危险三要素角度对比分析了现有的事故致因理论,提出了从危险元素流动过程来认识事故过程——多层流事故模型。将危险元素在系统内的使用过程看成是一种流动过程,事故是危险元素的一种异常流动过程。讨论了流的结构及其特性、偏差联锁放大过程,阐明了事故的流过程演变机理。
其次,面向系统设计,提出了安全性分析方法原理。在多层流事故模型的基础上,论述了要建立什么样的危险元素和安全相关信息流动模型,需要从什么角度来分析流过程偏差及其传播影响,识别危险。
再次,在多层流事故模型和多层流安全性分析原理的基础上,提出多层流安全性分析方法,主要包括以下两方面:
1)提出单模态多层流安全性分析方法。在多层流模型的基础上,建立危险元素和安全相关信息的流过程建模要素,给出面向安全性分析的流过程建模流程。从单个流功能节点、流结构和流调节控制过程三个层次上开展流模型的定性分析。以飞机燃油系统的供油过程为例,进行了单模态多层流安全性分析,验证了该方法的可行性与实用性。讨论了该分析方法和几类典型的安全性分析方法的区别与联系。
2)针对系统模态切换过程,提出多模态多层流安全性分析方法。给出切换模态过程的流过程建模流程,建立了切换过程流模型的定性分析。以直升机飞行控制系统从主飞行控制模态向降级模态切换过程为例,进行多层流安全性分析,验证了该方法可行性与实用性。
最后,总结论文的研究成果与创新点,并展望进一步的研究工作。