基于GTST-DMLD的系统安全性分析方法研究

论文摘要

安全性问题是航天、核能、军事等领域面临的重大挑战。随着大型工程系统中新技术的应用和动态性的增强,使得人们难以把握系统的安全特性,因此研究系统安全性的分析方法具有重要意义。目前使用的基于事件的分析方法很难解决当前安全性领域面临的一些问题,如PRA难以分析系统风险因素的动态交互等。功能模拟方法从功能的角度出发分析系统的目标、功能、结构、行为等方面,能够在更高的功能层面对系统进行安全性分析,为全面分析系统的安全性问题提供了一种研究思路。为此,文章围绕一种典型的功能模拟方法——目标树成功树-动态主逻辑图（GTST-DMLD）开展了有关安全性分析方法的研究。主要工作包括:研究了采用GTST-DMLD分析系统在功能设计阶段的模式交互方法,设计了利用GTST-DMLD中的功能知识本体识别详细设计阶段的伴随效应的方法,建立了基于GTST-DMLD的使用阶段系统性能退化引起的潜在危险的分析方法。通过上述工作,形成了基于GTST-DMLD的从系统早期设计阶段到使用阶段的统一的安全性分析框架。鉴于复杂系统存在的动态交互和时序影响等因素,最后探讨了基于GTST-DMLD的分析系统安全性的仿真方法。通过研究表明,GTST-DMLD为解决复杂工程系统的安全性问题提供了新的分析手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 安全性分析研究现状
• 1.2.2 功能模拟方法的研究现状
• 1.3 问题解决思路和主要贡献
• 1.3.1 解决思路
• 1.3.2 论文的主要贡献
• 1.4 论文的主要内容和结构安排
• 第二章 GTST-DMLD 的相关概念及其模型构建
• 2.1 复杂系统的层次结构特性
• 2.2 GTST-DMLD 的建模符号和基本模型结构
• 2.2.1 GTST-DMLD 模型符号
• 2.2.2 GTST-DMLD 基本模型结构
• 2.2.3 GTST-DMLD 的连接关系
• 2.3 GTST-DMLD 的构建过程
• 2.4 GTST-DMLD 规范化建模
• 2.4.1 功能描述
• 2.4.2 功能分解
• 2.5 小结
• 第三章 基于GTST-DMLD 的设计阶段安全性分析
• 3.1 功能设计阶段的安全性分析
• 3.1.1 功能设计阶段的GTST-DMLD 方法
• 3.1.2 基于GTST-DMLD 的功能模式交互分析步骤
• 3.1.3 功能模式交互分析示例
• 3.2 详细设计阶段的安全性分析
• 3.2.1 GTST-DMLD 概念关系的建立
• 3.2.2 伴随效应的分析过程
• 3.2.3 伴随效应分析示例
• 3.3 小结
• 第四章 基于GTST-DMLD 的使用阶段安全性分析
• 4.1 基于GTST-DMLD 的定性安全风险诊断
• 4.1.1 双向推理
• 4.1.2 异常影响分析
• 4.2 基于GTST-DMLD 的系统性能退化分析
• 4.2.1 模糊推理系统
• 4.2.2 模糊推理的基本模型结构
• 4.3 性能退化分析示例
• 4.3.1 液压泵GTST-DMLD 推理模型
• 4.3.2 模糊化输入
• 4.3.3 推理规则
• 4.3.4 解模糊化
• 4.3.5 后果影响分析
• 4.4 小结
• 第五章 基于GTST-DMLD 的安全性仿真方法研究
• 5.1 安全性仿真策略
• 5.1.1 GTST-DMLD 的动态模拟
• 5.1.2 仿真分析原理
• 5.1.3 仿真逻辑
• 5.2 Simulink 安全性分析仿真
• 5.3 仿真示例
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 内容总结
• 6.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果