【摘要】：傳統(tǒng)危險(xiǎn)分析方法無法勝任對(duì)復(fù)雜的非線性社會(huì)技術(shù)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(chǔ)上的一種新型的危險(xiǎn)分析方法,它將安全視為系統(tǒng)的一種涌現(xiàn)特性,認(rèn)為除了組件失效,組件間的非功能交互也是導(dǎo)致危險(xiǎn)的主要原因,并通過定義系統(tǒng)危險(xiǎn)、繪制安全控制結(jié)構(gòu)、識(shí)別不安全控制行為、確定不安全控制行為起因等4個(gè)步驟完成危險(xiǎn)分析過程。美國的空中交通態(tài)勢感知尾隨程序(ATSA-ITP)設(shè)計(jì)案例分析表明,STPA方法的組織形式有序,邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),分析過程透徹。
【圖文】：

圖1廣義的安全控制結(jié)構(gòu)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(yīng)控制器回路的各個(gè)重要環(huán)節(jié)，逐一比對(duì)分析，逐條落實(shí)存在的潛在原因，廣義控制回路中各個(gè)環(huán)節(jié)的失效原因，如圖2所示。實(shí)際上，圖中控制器和執(zhí)行器之間的箭頭即為前述的“識(shí)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(dǎo)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(shè)計(jì)的危險(xiǎn)分析案例。ITP是美國為實(shí)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(jí)換代(NextGen)而設(shè)計(jì)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(jī)更加頻繁、自如地達(dá)到預(yù)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(xué)學(xué)報(bào)ChinaSafetyScienceJournal第25卷2015年

圖2廣義控制回路各個(gè)環(huán)節(jié)的失效原因Fig．2Faultcauseofeachlinkingeneralcontrolloop圖3ITP機(jī)動(dòng)幾何示意圖Fig．3GeometricdiagramofITPmaneuver對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的改變FL，根據(jù)最小間隔標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)程序規(guī)定，管制員就可使請求飛機(jī)與其他飛機(jī)保持應(yīng)有安全間隔。而在新設(shè)計(jì)的ITP中，通過穿越當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)間隔規(guī)定中不允許穿越的FL，能夠使引導(dǎo)和跟隨的同航跡飛機(jī)達(dá)到所請求的FL，如圖3所示。ITP飛機(jī)相對(duì)于參考飛機(jī)是否滿足ITP標(biāo)準(zhǔn)，可由機(jī)組通過機(jī)載ITP設(shè)備來確定。一旦滿足標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)組即可向管制員發(fā)送ITP許可請求，確認(rèn)參考飛機(jī)。而此時(shí)管制員的任務(wù)是核實(shí)2機(jī)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(rèn)2機(jī)的間隔距離，有關(guān)ITP更詳細(xì)資料可查閱文獻(xiàn)［10］。3．2案例STPA分析根據(jù)前述的STPA具體分析步驟，結(jié)合ITP的設(shè)計(jì)思想，其分析過程如下:3．2．1定義系統(tǒng)危險(xiǎn)使用STPA進(jìn)行危險(xiǎn)分析，需預(yù)先定義系統(tǒng)危險(xiǎn)。那么，以跨洋區(qū)空域飛行的機(jī)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(xiǎn)包括:①2架飛機(jī)違反了最小間隔標(biāo)準(zhǔn);②飛機(jī)進(jìn)入了不安全大氣區(qū);③飛機(jī)進(jìn)入了不可控狀態(tài);④飛機(jī)進(jìn)入了不安全飛行姿態(tài);⑤飛機(jī)進(jìn)入了飛行禁區(qū)。因篇幅有限，僅選取系統(tǒng)危險(xiǎn)①作為研究的主要關(guān)注點(diǎn)，其他4種系統(tǒng)危險(xiǎn)的分析過程照此類推。3．2．2繪制控制結(jié)構(gòu)繪制準(zhǔn)確的安全控制結(jié)構(gòu)是應(yīng)用STPA的基矗那么，通過對(duì)ITP設(shè)計(jì)思想的消化與理解，繪制出的安全控制結(jié)構(gòu)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(dòng)相關(guān)監(jiān)視(automaticdepend-entsurveillance-broadcast);GNSS表示全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(globalnavigationandpositioningsatellitesys-tem);

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本文編號(hào)：2565218