【摘要】：傳統(tǒng)危險分析方法無法勝任對復雜的非線性社會技術系統(tǒng)的分析。系統(tǒng)理論過程分析(STPA)方法是建立在系統(tǒng)理論事故建模和過程(STAMP)基礎上的一種新型的危險分析方法,它將安全視為系統(tǒng)的一種涌現(xiàn)特性,認為除了組件失效,組件間的非功能交互也是導致危險的主要原因,并通過定義系統(tǒng)危險、繪制安全控制結構、識別不安全控制行為、確定不安全控制行為起因等4個步驟完成危險分析過程。美國的空中交通態(tài)勢感知尾隨程序(ATSA-ITP)設計案例分析表明,STPA方法的組織形式有序,邏輯結構嚴謹,分析過程透徹。
【圖文】：

圖1廣義的安全控制結構Fig．1Generalsafetycontrolstructure2．4確定不安全控制行為的起因要找出不安全控制行為的起因，需要參照相應控制器回路的各個重要環(huán)節(jié)，逐一比對分析，逐條落實存在的潛在原因，廣義控制回路中各個環(huán)節(jié)的失效原因，如圖2所示。實際上，圖中控制器和執(zhí)行器之間的箭頭即為前述的“識別不安全的控制行為”過程，而回路其余部分則為“確定不安全控制行為的起因”過程。而所謂“確定不安全控制行為的起因”過程就是通過分析控制回路中的控制器(控制算法和過程模型)、執(zhí)行器、受控過程、傳感器以及組件之間的連接部分出現(xiàn)的問題，調(diào)查導致出現(xiàn)不安全控制行為的原因。3案例分析3．1案例簡介為便于理解STPA的分析過程，引用了ITP設計的危險分析案例。ITP是美國為實現(xiàn)國家空域系統(tǒng)由空中交通管制的地基系統(tǒng)向空中交通管理的星基系統(tǒng)的升級換代(NextGen)而設計的。通過在適于程序管制的空域內(nèi)使用ITP，能夠使請求改變飛行高度層(flightlevel，F(xiàn)L)的飛機更加頻繁、自如地達到預期FL，從而在保證安全間隔前提下提高飛行效率。·82·中國安全科學學報ChinaSafetyScienceJournal第25卷2015年

圖2廣義控制回路各個環(huán)節(jié)的失效原因Fig．2Faultcauseofeachlinkingeneralcontrolloop圖3ITP機動幾何示意圖Fig．3GeometricdiagramofITPmaneuver對于標準的改變FL，根據(jù)最小間隔標準及有關程序規(guī)定，管制員就可使請求飛機與其他飛機保持應有安全間隔。而在新設計的ITP中，通過穿越當前標準間隔規(guī)定中不允許穿越的FL，能夠使引導和跟隨的同航跡飛機達到所請求的FL，如圖3所示。ITP飛機相對于參考飛機是否滿足ITP標準，可由機組通過機載ITP設備來確定。一旦滿足標準，機組即可向管制員發(fā)送ITP許可請求，確認參考飛機。而此時管制員的任務是核實2機航向和最大接近速度差等條件。若滿足條件，，管制員即可同意ITP請求，而無需確認2機的間隔距離，有關ITP更詳細資料可查閱文獻［10］。3．2案例STPA分析根據(jù)前述的STPA具體分析步驟，結合ITP的設計思想，其分析過程如下:3．2．1定義系統(tǒng)危險使用STPA進行危險分析，需預先定義系統(tǒng)危險。那么，以跨洋區(qū)空域飛行的機組為例，所考慮的基本事故/損失主要是人員傷亡，通過分析后定義的系統(tǒng)危險包括:①2架飛機違反了最小間隔標準;②飛機進入了不安全大氣區(qū);③飛機進入了不可控狀態(tài);④飛機進入了不安全飛行姿態(tài);⑤飛機進入了飛行禁區(qū)。因篇幅有限，僅選取系統(tǒng)危險①作為研究的主要關注點，其他4種系統(tǒng)危險的分析過程照此類推。3．2．2繪制控制結構繪制準確的安全控制結構是應用STPA的基矗那么，通過對ITP設計思想的消化與理解，繪制出的安全控制結構如圖4所示。其中，TCAS表示空中防撞系統(tǒng)(trafficcollisionavoidancesystem);ADS-B表示廣播式自動相關監(jiān)視(automaticdepend-entsurveillance-broadcast);GNSS表示全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(globalnavigationandpositioningsatellitesys-tem);

【參考文獻】

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本文編號：2565218