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基于STPA的SSPC不安全控制行为识别与验证

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航空计算技术 2022年第4期52卷 38-42页

作者：张光玖葛红娟李文臣曾郑志远桑益芹南京航空航天大学江苏南京211000

固态功率控制器是飞机配电系统的重要组成部分,是固态配电的核心,需要在系统研制过程中进行完善的风险识别与安全性分析。当今使用较多的方法如故障树分析等主要基于部件独立性计算系统失效率,但针对组件之间非线性交互带来的安全性问... 详细信息

固态功率控制器是飞机配电系统的重要组成部分,是固态配电的核心,需要在系统研制过程中进行完善的风险识别与安全性分析。当今使用较多的方法如故障树分析等主要基于部件独立性计算系统失效率,但针对组件之间非线性交互带来的安全性问题的研究较少。为此以固态功率控制器为对象,应用STPA方法识别不安全控制行为,利用UPPAAL工具建立形式化模型并对不安全控制行为进行验证,基于过程模型识别危害场景并进行形式化验证,形成更详细的SSPC安全控制约束清单。结果表明,方法可以有效识别出SSPC组件交互不当产生的安全性问题。

关键词：固态功率控制器系统理论过程分析不安全控制行为形式化验证

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民机气象雷达任务过程安全性分析方法研究

西北工业大学学报 2020年第1期38卷 84-94页

作者：牛浩田马存宝韩佩孙笑言西北工业大学航空学院陕西西安710072 中国电子科技集团公司第20研究所通信事业部陕西西安710068 杭州公共交通云科技有限公司数据中台产品部浙江杭州310051

针对气象雷达系统任务过程安全性问题,以基于系统论的事故模型及过程(systems-theoretic accident model and process)理论方法为基础,提出了一种案例激励安全性分析方法。在进近阶段机载气象雷达任务过程中,通过构建系统分层控制结构,... 详细信息

针对气象雷达系统任务过程安全性问题,以基于系统论的事故模型及过程(systems-theoretic accident model and process)理论方法为基础,提出了一种案例激励安全性分析方法。在进近阶段机载气象雷达任务过程中,通过构建系统分层控制结构,识别系统任务过程中存在的不安全控制行为,并辨识与不安全控制行为关联的潜在危险致因;构建安全飞行控制结构模型,以达美航空事故为例,提出安全约束建议控制事故衍变机制来优化模型,以提高系统任务过程安全。以上分析表明,该方法能更全面地识别系统深层危险致因,为机载气象雷达的安全性设计提供技术支持。

关键词：机载气象雷达任务过程安全性系统论事故模型过程模型 STAMP理论方法案例激励进近阶段系统分层控制结构不安全控制行为飞行事故危险致因安全约束事故衍变机制模型优化安全性设计技术支持

飞机差动刹车纠偏过程的 STAMP/STPA 安全性分析

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哈尔滨工业大学学报 2020年第4期52卷 66-73页

作者：刘炳琪胡剑波刘畅李俊空军工程大学装备管理与无人机工程学院西安710051 空军工程大学研究生学院西安710051

为防止飞机在全电差动刹车纠偏过程中发生危险或事故,将该过程的安全问题视为一个控制问题,从控制的角度开展STAMP/STPA安全性分析.首先,基于系统理论事故模型及过程(system-theoretic accident model and process,STAMP)建立考虑人机... 详细信息

为防止飞机在全电差动刹车纠偏过程中发生危险或事故,将该过程的安全问题视为一个控制问题,从控制的角度开展STAMP/STPA安全性分析.首先,基于系统理论事故模型及过程(system-theoretic accident model and process,STAMP)建立考虑人机协调的飞机全电差动刹车系统STAMP模型,确定整个差动刹车系统的控制反馈关系;然后,采用系统理论过程分析(system theoretic process analysis,STPA)方法对差动刹车纠偏过程进行安全性分析,确定系统级事故和危险,识别潜在风险和不安全控制行为(unsafe control action,UCA),从控制、反馈和协调3个方面对不安全控制行为进行定性致因分析;最后,建立飞机地面滑跑模型,对纠偏过程中出现的部分不安全控制行为(UCA1、UCA2和UCA5)进行仿真分析.仿真结果表明:在1°初始偏航角或1 m/s持续侧风的情况下未提供差动刹车动作,飞机在5 s后会偏出跑道;在1°初始偏航角(无侧风)情况下发生差动刹车动作延迟,延迟大于5 s时飞机会偏出跑道.仿真结果从定量角度对飞机全电差动刹车纠偏过程提出了安全约束,并验证了STAMP/STPA方法的有效性.

关键词：人机协调差动刹车系统控制反馈关系不安全控制行为安全约束

STPA危险分析方法及其在ATSA-ITP设计中的应用

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中国安全科学学报 2015年第5期25卷 80-86页

作者：甘旭升崔浩林刘卫东戴哲李玉彬西京学院应用统计与理学系空军工程大学空管领航学院

传统危险分析方法无法胜任对复杂的非线性社会技术系统的分析。系统理论过程分析(STPA)方法是建立在系统理论事故建模和过程(STAMP)基础上的一种新型的危险分析方法,它将安全视为系统的一种涌现特性,认为除了组件失效,组件间的非功能交... 详细信息

传统危险分析方法无法胜任对复杂的非线性社会技术系统的分析。系统理论过程分析(STPA)方法是建立在系统理论事故建模和过程(STAMP)基础上的一种新型的危险分析方法,它将安全视为系统的一种涌现特性,认为除了组件失效,组件间的非功能交互也是导致危险的主要原因,并通过定义系统危险、绘制安全控制结构、识别不安全控制行为、确定不安全控制行为起因等4个步骤完成危险分析过程。美国的空中交通态势感知尾随程序(ATSA-ITP)设计案例分析表明,STPA方法的组织形式有序,逻辑结构严谨,分析过程透彻。

关键词：系统理论过程分析(STPA) 危险分析方法涌现特性安全约束安全控制结构不安全控制行为

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基于STPA的鱼雷发射安全性分析

兵器装备工程学报 2021年第4期42卷 42-46页

作者：秦楠马亮周杰魏勇海军潜艇学院山东青岛266000

针对复杂鱼雷发射系统传统安全性分析方法的局限性问题,提出了一种新的鱼雷发射安全性分析方法。采用系统理论过程分析方法对鱼雷发射安全性问题进行研究。通过系统级分析建模,识别鱼雷发射过程的不安全控制行为,分析其产生的关键原因;... 详细信息

针对复杂鱼雷发射系统传统安全性分析方法的局限性问题,提出了一种新的鱼雷发射安全性分析方法。采用系统理论过程分析方法对鱼雷发射安全性问题进行研究。通过系统级分析建模,识别鱼雷发射过程的不安全控制行为,分析其产生的关键原因;构建鱼雷发射安全性计算分析框架,选取具体不安全控制行为作为计算分析对象,开展了基于STPA的鱼雷发射定量安全性分析。结果表明,采用STPA方法可为鱼雷发射安全性设计提供指导。

关键词：鱼雷发射系统理论过程分析不安全控制行为安全性定量分析

基于STPA和模糊BN的装配式建筑吊装施工安全风险分析

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中国安全生产科学技术 2022年第4期18卷 12-19页

作者：王军武潘子瑶王靖田梦圆刘森武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

为有效评估装配式建筑吊装施工中的安全风险状态,识别关键风险因素,运用系统理论过程分析方法(STPA)构建吊装施工过程中的控制反馈结构,识别导致危险的不安全控制行为,确定不安全控制行为的致因因素;基于风险因素间的关联关系构建贝叶... 详细信息

为有效评估装配式建筑吊装施工中的安全风险状态,识别关键风险因素,运用系统理论过程分析方法(STPA)构建吊装施工过程中的控制反馈结构,识别导致危险的不安全控制行为,确定不安全控制行为的致因因素;基于风险因素间的关联关系构建贝叶斯网络(BN)模型,推理计算装配式建筑吊装施工安全风险状态概率,并结合反向诊断推理分析影响安全事故的风险因素;通过敏感性分析,识别装配式建筑吊装施工安全中的关键风险因素。结果表明:装配式建筑吊装施工安全风险处于低风险状态;起重机械超负荷运行、现场安全管理不到位和吊索吊具存在缺陷等因素是影响装配式建筑吊装施工安全风险的关键风险因素。

关键词：装配式建筑吊装施工系统理论过程分析方法(STPA) 不安全控制行为模糊贝叶斯网络(FBN) 安全风险分析

导弹攻击过程的STAMP/STPA任务失效及仿真研究

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弹箭与制导学报 2019年第3期39卷 53-57,68页

作者：李俊胡剑波王应洋邢晓波空军工程大学装备管理与无人机工程学院

在采用传统的安全分析方法进行安全性分析时,常常关注系统的组件可靠性,很难避免由于组件交互、软件设计缺陷等引起事故的发生。STAMP把安全问题看作是控制问题,认为事故是由于控制不足导致的。文中以导弹攻击过程为例,建立导弹攻击过程... 详细信息

在采用传统的安全分析方法进行安全性分析时,常常关注系统的组件可靠性,很难避免由于组件交互、软件设计缺陷等引起事故的发生。STAMP把安全问题看作是控制问题,认为事故是由于控制不足导致的。文中以导弹攻击过程为例,建立导弹攻击过程的STAMP模型,采用STPA方法识别了导致导弹攻击任务失效的不安全控制行为,同时进行关键原因分析,最后对其中部分不安全控制行为进行仿真分析,为减少导弹攻击任务失效和导弹设计提供了参考。

关键词：安全性 STAMP 导弹攻击过程 STPA 任务失效不安全控制行为关键原因仿真分析

基于STPA与模糊BN的新能源汽车安全性分析方法研究

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现代电子技术 2024年第8期47卷 18-24页

作者：张顺周娟中国计量大学质量与安全工程学院浙江杭州310018

随着新能源汽车自动化程度不断提高,各系统之间耦合造成的故障急剧增加,传统的安全分析方法已无法满足当前汽车复杂系统的危险性分析要求。针对新能源汽车突然失控事故存在的高危性、复杂多样的问题,提出一种基于STPA与模糊BN的新能源... 详细信息

随着新能源汽车自动化程度不断提高,各系统之间耦合造成的故障急剧增加,传统的安全分析方法已无法满足当前汽车复杂系统的危险性分析要求。针对新能源汽车突然失控事故存在的高危性、复杂多样的问题,提出一种基于STPA与模糊BN的新能源汽车安全性分析方法。首先,运用系统理论过程分析方法(STPA)分析新能源汽车突然失控事故,得出系统级事故及危险,构建控制反馈回路,并识别不安全控制行为;接着,根据STPA分析结果构建模糊BN,通过GeNIe软件训练数据,可视化模糊BN,得到基本事件的发生概率,并由试验仿真得出蓄电池及储能系统、电机电控和整车控制器的后验概率分别为0.70、0.17和0.16。结果表明,所提方法能有效识别系统潜在危险,发现系统薄弱环节,可为提高系统可靠性提供依据。

关键词：新能源汽车安全性分析系统理论过程分析方法模糊BN 系统级事故不安全控制行为

STPA在重装空投任务安全性分析中的研究及应用

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电光与控制 2023年第6期30卷 96-101页

作者：田文杰徐吉辉王宇宋宴空军工程大学装备管理与无人机工程学院西安710000 陆军航空兵学院陆军航空兵研究所北京101000

针对重装空投任务复杂、风险性大、不确定性强等问题,将重装空投任务中的安全问题视为控制问题,并首次将STPA方法应用于重装空投任务的安全性分析。通过系统分析识别重装空投任务中的不安全控制行为,建立重装空投任务的控制反馈结构,对... 详细信息

针对重装空投任务复杂、风险性大、不确定性强等问题,将重装空投任务中的安全问题视为控制问题,并首次将STPA方法应用于重装空投任务的安全性分析。通过系统分析识别重装空投任务中的不安全控制行为,建立重装空投任务的控制反馈结构,对不安全控制行为(UCA)进行致因分析;构建重装空投任务安全性计算框架,并选取典型不安全控制行为作为计算分析对象,开展重装空投的定量安全性分析。结果表明,STPA方法能够有效开展重装空投的安全性分析,定量计算结果能为机组人员科学决策提供一定的指导帮助。

关键词： STPA 重装空投安全性分析不安全控制行为

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