基于制导策略框架的动态概率风险评价软件平台研究

论文摘要

概率风险评价(Probabilistic Risk Assessment简称PRA)是一个确保系统安全的分析过程。随着动态系统的规模和硬件、软件及人因之间相互作用的复杂程度日益增加,由传统PRA方法列举风险假想存在着极大的难度。在过去15年里,很多动态概率风险评价(Dynamic Probabilistic Risk Assessment简称DPRA)方法已作为辅助手段,用于处理大型复杂动态系统。本文在对DPRA常用方法研究的基础上提出基于制导策略的DPRA框架,即通过工程认识来指导仿真,由此进一步提高效率、获取更高的精度。工程认识体现在计划程序上,将生成的计划作为蓝图指导仿真；调度程序通过控制时间和随机事件来指导仿真。仿真期间,随机事件在支点处被载入调度程序,由调度程序决定是否予以仿真,调度程序原则上偏重更有价值的事件。载入事件的价值取决于研究过程中获取的信息增益及重要度。获取信息的价值由平均信息量来衡量、重要度则是基于对该工程的判断及认识。仿真结果将在运行中记录并归类。计划程序从仿真结果中获取经验数据并升级,继续指导下一步仿真。为实现基于制导策略的DPRA框架,本文开发了DPRAP(Probabilistic Risk Assessment Platform)。该软件平台包括友好的人机界面,设有DPRA模型数据库,用以辅助建立仿真模型。将工程认识载入计划程序中,可自动生成计划；随后调度程序将根据制定的计划指导仿真。通过仿真生成事故事件序列,从而估算出系统末状态的失效概率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第2章 DPRA方法研究
• 2.1 动态概率理论
• 2.2 图表法
• 2.3 离散动态事件树
• 2.4 蒙特卡罗仿真
• 2.5 离散事件仿真
• 2.6 事件序列空间研究
• 2.6.1 系统研究
• 2.6.2 随机研究
• 2.7 自适应研究
• 2.7.1 传统的研究策略
• 2.7.2 基于贝叶斯判决规则的自适应研究
• 2.8 本章小结
• 第3章 基于制导策略的DPRA框架
• 3.1 框架要点
• 3.2 计划程序
• 3.3 调度程序
• 3.4 计划程序和调度程序的交互作用
• 3.4.1 计划在调度程序中的表示
• 3.4.2 在调度程序中加载计划
• 3.4.3 利用仿真结果更新计划
• 3.5 随机事件生成支点的问题
• 3.5.1 基于概率生成的支点
• 3.5.2 基于时间生成的支点
• 3.5.3 基于事件需求生成的支点
• 3.6 基于数值的调度算法
• 3.6.1 用平均信息量表述信息
• 3.6.2 平均信息量增益
• 3.6.3 评价假想值的原则
• 3.6.4 评价事件值的算法
• 3.6.5 分支研究
• 3.7 事件序列的量化
• 3.8 末状态概率评估
• 3.9 本章小结
• 第4章 DPRAP开发
• 4.1 DPRAP总览
• 4.2 计划程序
• 4.3 调度程序
• 4.4 仿真模型
• 4.4.1 硬件建模
• 4.4.2 软件建模
• 4.4.3 人因建模
• 4.4.4 模型数据库
• 4.5 计划程序、调度程序、仿真模型之间的交互作用
• 4.6 人机界面
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢