CN105068447B

CN105068447B - 一种导弹贮存安全性评价系统及方法

Info

Publication number: CN105068447B
Application number: CN201510490757.8A
Authority: CN
Inventors: 田瑾; 荣灏; 赵廷弟
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-08-25
Anticipated expiration: 2035-08-11
Also published as: CN105068447A

Abstract

本发明提供一种导弹贮存安全性评价系统及方法，本发明通过建立导弹贮存过程使用模型，确定各模型分析参数，并根据各个模型分析参数，识别危险分析项目；针对各个危险分析项目，建立导弹贮存过程中的安全控制模块，建立安全性评价模型，对安全性评价模型进行安全性仿真，得出事故致因因素，并对安全控制措施进行修改。对导弹贮存过程中的安全性进行动态的综合评价，评价结果包含了导弹贮存过程中可能存在的危险因素及其对风险的影响，以及综合风险水平在较长贮存期内所呈现的变化趋势,对导弹贮存过程中可能产生的危险起到安全指导的作用。

Description

一种导弹贮存安全性评价系统及方法

技术领域

本发明涉及导弹贮存领域，具体地涉及一种导弹贮存安全性评价系统及方法。

背景技术

导弹产品结构复杂，危险物质与能量密集，在长期的贮存过程中，需反复经历测试、维护、运输、转载等过程，人员作业比重大，环境变化频繁，由于人机环多因素及其耦合作用，增加了导弹贮存使用过程的安全隐患和事故风险。

导弹在定型交付使用后，由于训练演习等任务的需要，在规定的条件下要对产品实施特定的作业活动，即在贮存期间导弹需反复经历运输、转载、吊装、测试、维护、装填等活动过程。导弹贮存过程中的各类运输、测试、维护等活动较为频繁，这些活动实施情况可能对导弹产品造成一定的影响，一旦发生异常，轻则可能对导弹造成损伤，影响战斗力，重则可能引起爆炸、起火、意外发射等恶性事故，导致人员伤亡及巨大的损失。目前，针对导弹贮存使用过程的特点，在安全性综合分析、评估与风险控制方面的研究和实践体现出以下两点需求：

第一，导弹贮存时间长，贮存期内人员作业比重大，设备众多，作业场所及其环境变化频繁，人机环多因素交互耦合特性显著，增加了导弹贮存使用过程的安全隐患和事故风险。导弹是一次性使用产品，工作时间很短，而贮存时间往往长达十年以上，在此期间与活动的安全风险相关的因素及其影响能力将会发生变化，如管理政策的变化、人员的变动、设备的老化等，这些影响因素的变化可能导致导弹贮存使用过程整体安全性水平的变化，如何掌握这种变化规律，对于活动的安全改善和风险控制具有重大的意义。

第二，传统的静态评估方法在分析长期变化的导弹贮存使用过程活动安全性水平时存在一定的局限性，这就需要研究适合导弹贮存使用过程特点的安全性动态评估方法，通过定性的分析识别危险因素，探讨并量化各因素在交互耦合的过程中的变化以及因素之间的影响关系，建模并仿真预测安全性的变化趋势，掌握系统发展的不同时期对安全性水平影响能力较大的关键因素，有效地支持制定改进措施，及时控制过程活动的安全风险。

系统方法论发源于20世纪70年代末到80年代中期，以赫尔所代表的系统工程方法论是我国以及西方国家主要的系统分析方法。在美国，由于系统工程和系统分析方法在航天航空等工业界的成功应用，人们便力图将之用于解决社会、经济问题。而在现有的导弹贮存使用过程中，并没有系统的对导弹贮存使用过程中可能出现的危险进行分析，并确定危险的致因因素，以确定危险解除的方法，保障导弹贮存使用过程中的安全。而传统的分析方法在处理由于系统要素交互关系所导致危险时的局限性非常显著，换言之，其并不能解决导弹贮存中可能出现的安全问题。

发明内容

本发明为识别导弹贮存期间可能存在的危险并综合评估风险水平提供一种系统性的分析方法，从导弹贮存过程中多因素交互作用方式的角度识别危险以作为贮存安全性评价的基础，并对事故致因参数进行修改，保证导弹贮存过程的安全，其以系统方法论为基础，将系统方法论应用在导弹贮存领域，保障导弹贮存过程中导弹的安全，并对导弹贮存中可能出现的危险提出修正，避免导弹贮存过程中危险的发生。

具体地，本发明提供一种导弹贮存使用过程安全性评价系统，其包括控制器、过程描述模型建立单元、安全性动态评估模型建立单元、事故因果关系量化单元以及比较判别单元，所述控制器与所述过程描述模型建立单元相互通讯连接，所述过程描述模型建立单元的一个输出端连接所述事故因果关系量化单元的一个输入端，所述控制器以及所述事故因果关系量化单元的输出端连接所述安全性动态评估模型建立单元的输入端，所述安全性动态评估模型建立单元的输出端连接所述比较判别单元的输入端，所述比较判别单元的输出端连接所述控制器的输入端；

所述过程描述模型建立单元预存储有导弹的多种参数，其用于根据导弹的多种参数，建立导弹贮存使用过程描述模型，

所述控制器预先存储有多个典型事故类型及其安全约束因素，其根据导弹贮存使用过程描述模型确定典型事故类型及其安全约束因素，并建立安全控制模块，并确定事故致因参数，并将所述事故致因参数发送至所述安全性动态评估模型建立单元，

所述事故因果关系量化单元根据导弹贮存使用过程描述模型以及事故致因参数获得事故判据条件，并将所述事故判据条件发送至所述安全性动态评估模型建立单元，

所述安全性动态评估模型建立单元根据接收到的事故致因参数以及事故判据条件，建立安全性动态评估模型，并在安全性动态评估模型内进行模拟获得事故率输出至比较判别单元，

所述比较判别单元预先存储有事故危险阈值与接收到的事故率进行比较，将事故率大于事故危险阈值的事故作为关键事故，并将这些事故的事故致因参数作为对导弹贮存使用过程中安全影响能力大的关键事故致因参数，并将关键事故致因参数输出至控制器。

具体地，本发明还提供一种导弹贮存使用过程安全性评价方法，其包括以下步骤：

S1、过程描述模型建立单元建立导弹贮存使用过程描述模型，确定描述模型的过程参数、资源参数、组织参数、信息参数和功能参数；

S2、控制器根据预先存储的多个典型事故类型及其安全约束因素，识别并确定模型的典型事故类型及其安全约束因素，根据安全约束因素确定控制组件及控制反馈关系参数，从而建立导弹贮存使用过程的安全控制模块；

S3、控制器确定安全控制模块中能够导致事故的控制行为缺陷参数，分析确定事故致因参数，并按照事故潜在时间的长度对事故致因参数进行类型划分，得到不同时间类型的事故致因参数，并将得到的事故致因参数输出至过程描述模型建立单元，过程描述模型进一步将事故致因参数输出至事故因果关系量化单元；

S4、事故因果关系量化单元根据过程参数和功能参数进行事故致因参数的交互分析，从而建立事故因果关系量化模型，并获得事故判据条件；

S5、安全性动态评估模型建立单元根据步骤S2中确定的安全控制模块和步骤S3中的不同类型的事故致因参数建立导弹贮存使用过程安全性动态评估模型；

S6、安全性动态评估模型建立单元基于安全控制模块，在安全性动态评估模型中输入进行安全性仿真的时间，在这段时间内获得多个模拟场景值，将多个场景值与S4中得到的事故判据条件进行比较，获得与所述多个模拟场景值一一对应的事故率并输出至比较判别单元；

S7、比较判别单元将多个事故率与事故危险阈值进行比较，将事故率大于事故危险阈值的事故作为关键事故，并将这些事故的事故致因参数作为对导弹贮存使用过程中安全影响能力大的关键事故致因参数，并将关键事故致因参数输出至控制器；

S8、控制器根据关键事故致因参数确定安全性动态评估模型中对应的变量参数，并对变量参数进行调整，改变安全控制模块的控制组件，建立新的安全控制模块，重复步骤S3-S5，获得新的安全性动态评估模型，并重复步骤S6，在新的安全性动态评估模型中进行导弹贮存使用过程的安全性仿真，验证控制组件的改进有效性，如改进有效则输出该安全控制模块以作为导弹贮存使用过程中的安全依据。

优选地，所述资源参数包括设备参数；所述组织参数包括组织人员参数；所述信息参数包括组织人员关系参数；所述功能参数包括设备功能关系参数、设备操作参数。

优选地，所述事故致因参数的交互分析包括：根据过程参数和功能参数确定活动步骤涉及的控制结构、控制组件及控制反馈关系；识别事故致因参数间的关联关系；总结事故致因参数交互组合情况，描述事故场景。

优选地，安全性动态评估模型包括四个相互进行数据交换的模块，用于获得事故率：人的失误模块、环境影响模块、设备故障仿真模块和离散事件系统仿真模块，人的失误模块与环境影响模块相互之间进行数据连接，所述环境影响模块的一个输出端连接所述设备故障仿真模块的输入端，所述人的失误模块、环境影响模块以及设备故障仿真模块的一个输出端分别连接所述离散事件系统仿真模块的一个输入端，人的失误模块、环境影响模块以及设备故障仿真模块用于对安全控制模块和事故致因参数进行分析，并分别将分析结果输出至所述离散事件系统仿真模块，所述离散事件系统仿真模块对接收到的分析结果进行模拟，输出模拟场景值与事故判据条件对比得到事故率，

所述人的失误模块计算组织管理因素影响下的人的失误概率，并将人的失误概率输出到环境影响模块和设备故障仿真模块；

所述环境影响模块分析工作环境因素对人的失误的影响，对输入的人的失误概率进行环境影响的修正并输出至离散事件系统仿真模块；

所述设备故障仿真模块分析维修活动中人的失误对设备的影响，将设备故障状态输出到离散事件系统仿真模块；

所述离散事件系统仿真模块根据环境影响模块和设备故障仿真模块的输出，通过仿真生成操作活动中的模拟场景，输出模拟场景值与事故判据条件对比得到事故率。

优选地，得到事故率的具体方法为将安全性仿真得到的模拟场景值与事故判据条件对比统计得到符合事故判据条件的次数，计算仿真过程中事故发生次数与系统寿命单位总数的比值，计算方法如下所述：

P_A＝N_A/N_T

式中：P_A为事故率，单位为次/单位时间；N_A为事故发生次数；N_T为系统寿命单位总数。

优选地，可能导致事故的控制行为缺陷参数的识别对象包括第一控制主体、第二控制主体以及被控客体。

优选地，事故致因参数包括社会因素参数、技术因素参数以及环境影响因素参数。

优选地，计算组织管理因素影响下的人的失误概率的方法如下所述：

其中，p_HE为人的失误概率，

p_BHE为基本的人的失误概率，取值为0.003，

N_i为第i个组织管理因素的影响指数，由组织管理因素数据表中得到，

A_i为第i个组织管理因素的影响权重，取值范围为[0,1]，具体取值由权重数据表中得到。

优选地，本发明提供一种导弹贮存过程中的安全性动态评估模型，其包括四个相互进行数据交换的模块：人的失误模块、环境影响模块、设备故障仿真模块以及离散事件系统仿真模块，人的失误模块与环境影响模块相互之间进行通讯连接，所述环境影响模块的一个输出端连接所述设备故障仿真模块的输入端，所述人的失误模块、环境影响模块以及设备故障仿真模块的一个输出端分别连接所述离散事件系统仿真模块的一个输入端，

所述离散事件系统仿真模块根据环境影响模块和设备故障仿真模块的输出，通过仿真生成操作活动中的模拟场景，输出模拟场景值。

本发明采用了系统分析方法，通过建立导弹贮存过程使用模型、建立事故因果关系模型，对导弹储存过程中的安全性进行动态的综合评价，从而解决了本领域对导弹储存安全性过程控制的技术问题，为制定有利于提高导弹储存安全性的技术措施提供量化的设计依据。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图；

图2为本发明的工作流程示意图之一；

图3为本发明的模型参数建立流程示意图；

图4为本发明的流程示意图之二；

图5为本发明的导弹测试活动管理层级致因因素分析图；

图6为本发明的维修活动控制缺陷致因分析图；

图7为本发明的安全性动态评估模型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构及工作步骤做进一步解释：

本发明提供一种导弹贮存使用过程安全性评价系统，如图1所示，其包括控制器10、过程描述模型建立单元20、安全性动态评估模型建立单元30、事故因果关系量化单元40以及比较判别单元50，控制器10与过程描述模型建立单元20相互通讯连接，过程描述模型建立单元20的一个输出端连接事故因果关系量化单元40的一个输入端，控制器10以及事故因果关系量化单元40的输出端连接安全性动态评估模型建立单元30的输入端，安全性动态评估模型建立单元30的输出端连接比较判别单元50的输入端，比较判别单元50的输出端连接控制器10的输入端。

过程描述模型建立单元20预存储有导弹的多种参数，其用于根据导弹的多种参数，建立导弹贮存使用过程描述模型，确定描述模型的过程参数1、资源参数2、组织参数3、信息参数4和功能参数5。

控制器10预先存储有多个典型事故类型及其安全约束因素，其根据导弹贮存使用过程描述模型确定典型事故类型及其安全约束因素，建立安全控制模块，并确定事故致因参数，并将所述事故致因参数发送至安全性动态评估模型建立单元30。

事故因果关系量化单元40根据导弹贮存使用过程描述模型以及事故致因参数获得事故判据条件，并将所述事故判据条件发送至安全性动态评估模型建立单元30。

安全性动态评估模型建立单元30根据接收到的事故致因参数以及事故判据条件，建立安全性动态评估模型，并在安全性动态评估模型内进行模拟获得事故率输出至比较判别单元50。

比较判别单元50预先存储有事故危险阈值与接收到的事故率进行比较，将事故率大于事故危险阈值的事故作为关键事故，并将这些事故的事故致因参数作为对导弹贮存使用过程中安全影响能力大的关键事故致因参数，并将关键事故致因参数输出至控制器10，控制器10根据关键事故致因参数对控制组件的参数进行修改验证，获得有效的控制组件，输出该有效控制组件的安全控制模块以作为导弹贮存使用过程中的安全依据。

本发明还提供一种导弹贮存使用过程安全性评价方法，如图2及图4所示，其包括以下步骤：

S1、过程描述模型建立单元20建立导弹贮存使用过程描述模型，确定描述模型的过程参数1、资源参数2、组织参数3、信息参数4和功能参数5。

S2、控制器10根据预先存储的典型事故类型及安全约束因素，识别典型事故类型并确定其安全约束因素。根据资源参数2、组织参数3和典型事故类型的安全约束因素确定安全控制中的控制组件，根据功能参数和信息参数确定安全控制中的控制反馈关系参数，从而建立导弹贮存使用过程的安全控制模块，安全控制模块能够对导弹贮存使用过程中的安全性进行指导。

S3、控制器10识别安全控制模块中可能导致事故的控制行为缺陷参数，分析确定事故致因参数，并按照事故潜在时间的长度对事故致因参数进行类型划分，得到不同时间类型的事故致因参数，例如长时间影响的事故致因参数以及短时间影响的事故致因参数，具体的不同时间类型的事故致因参数包括社会因素、技术因素以及环境影响因素。技术因素的影响时间较短，而环境影响因素的影响则较长。

S4、事故因果关系量化单元40根据过程参数和功能参数进行事故致因参数的交互分析，从而建立事故因果关系量化模型，对各事故致因参数及事故致因参数之间的关系进行量化，对各事故致因参数及事故致因参数之间的关系进行分析，获得事故判据条件；

S5、安全性动态评估模型建立单元30根据步骤S2中确定的安全控制模块和步骤S3中的不同类型的事故致因参数建立导弹贮存使用过程安全性动态评估模型，以便对导弹使用过程进行安全性仿真。

S6、安全性动态评估模型建立单元30基于安全控制模块，在安全性动态评估模型中输入进行安全性仿真的数据，在设定的时间内，获得多个模拟场景值，将多个场景值与S4中得到的事故判据条件进行比较，获得多个随时间变化的事故率并输出；

S7、比较判别单元将多个事故率与事故危险阈值进行比较，分析事故率大于事故危险阈值的事故及其事故致因参数，并确定这些事故致因参数为对导弹贮存使用过程中安全影响能力大的关键事故致因参数，并将关键事故致因参数发送至控制器10；

S8、控制器10根据关键事故致因参数确定安全性动态评估模型中对应的变量参数，并对变量参数进行调整，改变安全控制模块的控制组件，建立新的安全控制模块，重复步骤S4-S6，获得新的安全性动态评估模型，并重复步骤S7，在新的安全性动态评估模型中进行导弹贮存使用过程的安全性仿真，验证改进后控制组件的有效性，如改进有效则输出该安全控制模块以作为导弹贮存使用过程中的安全依据。

下面结合图2、图4以及具体实施例对本发明的方法的工作流程做进一步解释：

建立导弹贮存使用过程描述模型，确定模型的过程参数、资源参数、组织参数、信息参数和功能参数。如图3所示，资源参数包括设备参数；组织参数包括组织人员参数；信息参数包括组织人员关系参数；功能参数包括设备功能关系参数以及设备操作参数。

过程参数根据操作规程中规定的活动步骤逻辑顺序建立，功能参数根据过程参数中各活动步骤细节建立，组织参数根据功能参数中各活动步骤的参与人员项目建立，资源参数根据功能参数中各活动步骤的设备保障项目建立，信息参数根据过程参数、组织参数和资源参数的信息联系关系建立。

在运输、测试、发射等操作过程中，操作人员严格按照相关的操作规程进行操作。这些规程的核心内容主要关注过程活动的路径和相关的操作要求，即对各操作活动的活动步骤及步骤要求的详细说明和指导，因此导弹贮存使用过程以各过程操作活动的操作逻辑执行顺序为核心，过程的各种对象及资源都围绕其来组织。过程参数描述过程活动的操作步骤名称、各步骤间的关联关系，反映过程的逻辑时序关系；选取功能参数描述过程各活动步骤要实现的工作内容和操作要求，以及相关的参与人员、保障设备和场地环境等。其中，过程参数是基于“工作流模式”来实现的，在工作流模式中，共有顺序、并行分支、同步、选择、简单汇集和M中选N合并六种基本模式，实现过程参数时需根据操作活动各步骤之间的关系，确定各步骤的基本模式，最后将所有步骤的基本模式进行组合，得到完整的过程分析单元。功能参数通过列表的形式实现，列表当中的项目包括活动项目、步骤名称、目标要求、场地环境、参与人员、设备保障以及备注信息等。

导弹贮存使用过程涉及到的资源较多。由于导弹武器系统本身的复杂性，所涉及的人员众多，人员操作所需的各类辅助工具、保障设备包括战地工程设施、维护与安全设备、供电供气设备、起竖装填设备、贮存运输设备等，这些设备工具也增加了操作活动的复杂程度，成为影响过程活动安全性的重要因素。因此，选取资源参数，呈现过程活动的执行人员，执行活动所需的设备、工具等硬件资源实体，以及操作规程等活动执行所需的软件资源实体，并特别描述硬件资源实体的类型和用途，以反映过程活动的资源使用特点。资源参数以资源层次信息图的方式实现。在进行信息整理时按照人员、设备、工具、知识和其他项目5个类别进行划分，其中，人员、设备和工具可根据功能参数中的“参与者”和“设备保障”信息进行汇总，知识指过程活动如导弹维修和测试等的标准、手册、规则、方法、典型案例，也包括维修、测试等导弹操作人员长期以来根据经验积累形成的各类知识等。另外，针对硬件资源，还需进一步列表总结出资源的编号、名称和数量等信息。

在使用部门具体的组织管理和操作活动时，需要严格遵守组织管理流程，并且操作活动要按照上级的各类指令信息进行，这些指令信息包括组织管理中的任务命令或操作活动中的指挥口令等，是重要的信息传递和沟通交流方式，所以导弹贮存使用过程的组织管理和相关的信息传递也是过程描述应关注的方面。

根据多个典型事故类型及其安全约束因素识别典型事故类型并确定其安全约束，在本实施例中，综合危险严重性和危险发生可能性，将导弹燃烧或爆炸事故作为导弹测试活动中的典型事故类型。根据该事故类型，确定导弹测试活动系统级的安全约束参数为“防止导弹燃烧或爆炸事故的发生”。在此基础上将此安全约束参数分解到各实体元素。

多个典型事故类型包括一岗测试人员，其对应的安全约束因素为按照测试操作规程操作相关设备进行测试活动以及出现意外情况及时向上级报告；

二岗测试人员，其对应的安全约束因素为对一岗测试人员的操作进行把关；

测试保障人员，其对应的安全约束因素为按照操作规程对所负责设备进行操作以及出现意外情况及时向上级报告；

维修人员，其对应的安全约束因素为确保设备检测和维修工作不出现失误以及确保设备在测试活动进行前功能正常；

设备，其对应的安全约束因素为测试设备、配气系统等测试相关设备以及配电系统、温湿度控制系统等测试辅助设备，其对应的安全约束因素为按照人员设定正常执行功能、不产生漏电、火源等危险、防爆、消防等安全保障设备设施、在危险发生时功能正常并遏止危险或事故后果的扩大；

管理，其对应的安全约束因素为正常业务管理活动、管理决策层应在战斗力和安全之间做出有效权衡、

安全管理活动，其对应的安全约束因素为应对基层安全运行状况进行有效的监督、营造部队安全文化氛围，提高个人安全意识、合理安排操作、维修任务计划，确保操作、维修、人员任务压力适中、定期进行操作、维修安全培训，确保操作、维修以及人员经验水平充分。

在导弹测试活动中，测试人员采取双岗制，一岗测试人员负责操作，二岗测试人员负责操作过程中的监督把关，测试保障人员通过设定设备的目标控制参数(如温湿度、接地电阻等)、监测设备设施来保证测试相关设备设施的正常运行。一岗测试人员首先进行外观检查、单元拆装，然后利用测试设备、供气系统对导弹进行单元测试、分系统测试、匹配测试等测试活动，围绕测试活动，配电系统为测试、照明、空调等提供用电，同样会在工业电源断电时切换备用电源，确保测试活动的环境安全，告警系统对测试活动中的火灾毒气进行监控，接地设施、避雷设施起消除电危险的作用，防火设施在火灾发生后起控制作用。

根据资源参数、组织参数和典型事故类型的安全约束参数确定控制组件，根据功能参数和信息参数确定控制反馈关系参数，从而建立导弹贮存使用过程的安全控制模块，本实施例中，在建立安全控制模块时，利用资源参数和组织参数首先把导弹贮存使用过程中的实体元素作为控制组件，在此基础上利用信息参数和功能参数确定安全控制模块中的控制反馈关系参数，整个导弹测试活动系统的安全控制结构如图7所示。

识别安全控制结构中可能导致事故的控制行为缺陷，分析确定事故致因参数，并按照事故潜在时间的长度对事故致因参数进行类型划分；

1)针对控制结构中的各控制组件的控制行为，识别可能导致事故的控制行为缺陷参数；

2)分析导致控制行为缺陷参数的原因：由于控制结构中上层的管理相关层级和维修人员控制结构较为简单，因此直接呈现，分析结果如图5和图6所示。对于控制结构中底层的导弹测试活动，首先识别控制结构中各控制组件的过程参数，进而识别出可能的事故致因参数。

控制行为缺陷参数包括沟通协调参数、操作报告参数、操作参数、测试程序参数、外观检查设备参数、技术把关参数、监视参数、参数设定开关设定参数、仪表参数、信号指令参数、气源参数、照明参数、温湿度控制参数、接地设施参数、配电系统参数、供气系统参数、风力温度控制参数、被测参数、多余物仪表参数、防火控制参数、防雷电控制参数、告警信号参数、防爆设施参数以及恶劣天气参数。

3)按照对操作活动事故作用时间范围的程度，分类总结事故致因参数。

根据过程参数和功能参数进行事故致因参数的交互分析，从而建立事故因果关系量化模型，并得到事故判据；所述事故致因参数的交互分析包括：根据过程参数和功能参数确定活动步骤涉及的控制结构控制组件及控制反馈关系；识别致因因素间的关联关系；总结事故致因参数交互组合情况，描述事故场景。可能导致事故的控制行为缺陷的识别对象包括第一控制主体、第二控制主体以及被控客体。

根据S3中确定的安全控制结构和S4中的事故致因参数类型建立导弹使用过程安全性动态评估模型，安全性动态评估模型包括四个相互进行数据交换的模块组织管理因素导致人的失误模块①、环境影响模块②、考虑维修失误时的设备故障仿真模块③和基于安全控制结构的离散事件系统仿真模块④，

模块①量化计算组织管理因素影响下的人的失误概率，并将操作人员和维修人员的失误概率分别输出到模块②和模块③，模块②分析工作环境因素对人的失误的影响，对输入的人的失误概率进行环境影响的修正并输出至模块④；模块③分析维修活动中人的失误对设备的影响，将设备故障状态输出到模块④；模块④利用模块②和模块③的输出，通过蒙特卡洛仿真生成操作活动中可能的场景，与事故判据对比得到事故率，并将事故率反馈输出到模块①。

本实施例中，安全性动态评估模型的建立步骤如下所述：

(1)建立模块①：组织管理因素导致测试和维修人员的失误模块

首先对组织管理因素进行分析，这些事故致因因素共分为八类，其中“个人安全意识”、“个人经验水平”和“个人任务压力”将会直接影响操作人员和维修人员的行为，对人员失误有直接的影响作用；“战斗力要求”、“安全管理和安全文化”、“培训”和“任务计划”则是通过营造安全文化、开展培训或安排任务计划等间接影响操作人员和维修人员的行为，对人员失误有间接的影响作用；“反馈”类的事故致因参数则代表了人员失误、事故报告等对控制结构中管理层级的反馈影响作用，代表了管理层级对基层操作和维修活动安全状况的重视程度。

(2)建立模块②：环境影响模块，针对导弹测试活动的作业场所物理环境进行专家打分，本实施例中，通过综合评分和权重计算出测试活动物理作业环境因素为0.534。

(3)建立模块③：考虑维修失误时的设备故障仿真模块，通过专家咨询以及文献调研，对导弹测试活动设备故障状态仿真所需数据总结。

(4)建立模块④：离散事件系统模块。

根据影响时间，得出事故致因参数包括社会因素、技术因素以及环境影响因素，用于进行导弹贮存过程中的安全性仿真。

计算组织管理因素影响下的人的失误概率的方法如下所述：

其中，p_HE为人的失误概率，

p_BHE为基本的人的失误概率，为0.003，

N_i为第i个组织管理因素的影响指数，由组织管理因素数据表中得到，组织管理因素数据库由专家对组织管理因素的影响进行评分得到。其中包含有多个组织管理因素的影响指数。

组织管理因素数据表如下所述：

其余的组织管理因素影响为0。

A_i为第i个组织管理因素的影响权重，取值范围为[0,1]，具体取值由权重数据表中得到，权重数据表为专家数据库，专家数据库如下所述：

组织管理因素	影响指数
		个人经验水平	0.8
个人任务压力	0.6
		个人安全意识	0.3
战斗力要求	0.02
		安全管理和安全文化	0.03
培训	0.1
		任务计划	0.05
反馈	0.2

进行导弹使用过程安全性动态评估模型仿真，输入仿真时间，在仿真时间内生成操作活动中可能的场景，输出模拟场景值，与S5中得到的事故判据进行对比统计，得到事故率；各模块在模型设定的时间内循环往复，输出随时间变化的事故率作为安全性动态评估结果；

得到事故率的具体方法为将仿真得到的操作活动中可能的场景与事故判据对比统计得到符合事故判据的次数，计算仿真过程中事故发生次数与系统寿命单位总数的比值，计算公式如下所述：

P_A＝N_A/N_T

根据安全性动态评估结果，确定对系统安全影响能力较强的关键事故致因参数；通过对各变量的灵敏度分析结果分析发现，对事故率和人的失误概率影响能力较大的变量有：管理因素相关变量中的“计划任务量”，人员因素相关变量中的“人员对活动安全的重视程度”，设备因素相关变量中的“配电系统故障率”。

根据关键事故致因参数制定改进措施，找出安全性动态评估模型中对应的变量进行相应调整，运行改进后的安全性动态评估模型验证改进措施的有效性。

其中事故致因参数分析方法包括以下步骤：

①识别可能导致事故的控制行为缺陷，事故发生是由于控制行为缺陷打破了安全约束，这些控制行为缺陷可分为四类：控制行为未施加、施加了不安全的控制行为、控制行为施加的顺序或时机错误、控制行为施加停止过快或作用时间过长。需对控制结构中所有的控制行为按照四种类别逐项进行分析，判断其是否会打破识别出的安全约束，例如针对导弹测试活动，测试人员对测试设备施加的“测试活动”这一控制行为，可能打破“按照测试操作规程操作相关设备”这一安全约束的控制行为缺陷可能有：

控制行为未施加：测试前未采取静电防护措施；

不安全的控制行为：带电、带液、带气插拔连接器或管路；危险动作；危险用电用气；

控制行为施加的顺序或时机错误：不按测试顺序操作；

控制行为施加停止过快或作用时间过长：释放静电时间不够；加电操作过快；测试时间过长。

②识别可能导致事故控制行为缺陷的原因：对找出的控制行为缺陷进行分析，获得可能导致事故控制行为缺陷的原因。对步骤①中识别出的控制行为缺陷，分析其发生的原因。由于导弹贮存使用过程活动特殊性，预期识别出的这些致因因素涉及的方面广泛，一些与系统的固有设计相关、客观长期存在的致因因素不能进行改进，因此，在识别致因因素时，主要考虑可控的致因因素。具体步骤如下。

识别控制结构中各控制组件的“过程参数”。“过程参数”是指控制主体对被控客体施加控制行为时所依据的参考模式，这种参考模式可以是定量的参数数值调整模式(如设备的功能模式)，也可以是图6所示的定性的行为实施模式(如人员的职责或任务)。针对各控制行为缺陷，分析识别出可能的致因因素。

③确定事故致因参数，根据控制行为缺陷以及产生这些控制行为缺陷的原因确定事故致因参数。

事故致因参数交互分析方法包括以下步骤：：

①根据过程参数和功能参数确定各活动步骤涉及的控制组件以及控制反馈关系；

②识别事故致因参数间的关系；

③总结事故致因参数交互组合情况，描述事故场景。

可能导致事故的控制行为缺陷的识别对象包括第一控制主体、第二控制主体以及被控客体。

下面结合具体实施方式对本发明的工作原理做进一步解释：

S1、建立导弹贮存使用过程描述模型，确定描述模型的过程参数、资源参数、组织参数、信息参数和功能参数，

资源参数包括测试设备参数、供气系统参数、配电系统参数、接地设备参数、照明系统参数、报警系统参数、消防设施参数、避雷设施参数以及防爆设施参数；

过程参数包括测试任务下达参数、进场参数、设备自检参数、单元测试参数、第一次分解再装参数、发动机分解测试参数、发射车、装填装置自检参数、分系统、匹配测试参数、紧急断电参数、火工品安装参数、第二次分解安装参数、技术阵地模飞总检查参数、头体对接参数、转场参数以及发射阵测试发射活的参数；

组织参数包括管理决策人员参数、操作管理人员参数、维修管理人员参数、测试人员参数、测试保障人员参数以及维修人员参数；

信息参数包括标准参数、手册参数、案例参数以及指令参数；

功能参数包括测试任务下达参数、准备阶段参数、弹头弹体分解参数、技术阵地单元测试参数、第一次总装参数、技术阵地分系统测试参数以及技术阵地匹配检查参数、垂直模飞总检查参数、紧急断电总检查参数、模发总检查参数、弹头弹体第二次分解再装参数、水平模飞总检查参数、导弹转场参数以及发射阵地测试参数。

S2、控制器根据预先存储的多个典型事故类型及其安全约束因素，确定模型的典型事故类型并确定其安全约束因素，根据安全约束因素确定控制组件及控制反馈关系参数，从而建立导弹贮存使用过程的安全控制模块；

本实施例中，典型事故类型为一岗测试人员，其对应的安全约束因素为按照测试操作规程操作相关设备进行测试活动以及出现意外情况及时向上级报告；

测试保障人员，其对应的安全约束因素为按照操作规程对所负责设备进行操作以及出现意外情况及时向上级报告；以及

维修人员，其对应的安全约束因素为确保设备检测和维修工作不出现失误以及确保设备在测试活动进行前功能正常。

根据上述典型事故类型建立安全控制模块，其包括一岗测试人员、二岗测试人员、测试保障人员以及维修人员。

S3、确定安全控制模块中能够导致事故的控制行为缺陷参数，分析确定事故致因参数，并按照事故潜在时间的长度对事故致因参数进行类型划分，得到不同时间类型的事故致因参数；

本实施例，控制行为缺陷参数包括沟通协调参数、操作报告参数、操作参数、测试程序参数、技术把关参数以及监视参数。

事故致因参数包括测试人员输入时间不一致、维修人员维修不及时、沟通错误及传达治疗不正确等。

S4、根据过程参数和功能参数进行事故致因参数的交互分析，从而建立事故因果关系量化模型，并获得事故判据条件；

S5、根据步骤S2中确定的安全控制模块和步骤S3中的不同类型的事故致因参数建立导弹贮存使用过程安全性动态评估模型；

S6、基于安全控制模块，在安全性动态评估模型中输入进行安全性仿真的时间，在这段时间内获得多个模拟场景值，将多个场景值与S4中得到的事故判据条件进行比较，获得与所述多个模拟场景值一一对应的事故率并输出；

多个模拟场景值如下所述：

事故场景1：测试保障人员对接地设施失去了控制约束，即可能导致接地设施失效或接地电阻达不到安全要求，一岗测试人员在静电防护控制不充分且二岗测试人员并未发现或及时监督的情况下，如果直接对火工品进行操作，人员产生的静电将可能导致火工品燃烧爆炸事故；如果直接对导弹进行操作，操作过程中火工品可能由于操作疏漏未被短接保护，人员产生的静电将可能导致导弹发生燃烧爆炸事故。

事故场景2：当测试保障人员对接地设施失去了控制约束，即可能导致接地设施失效或接地电阻达不到安全要求，如果避雷设施失效的情况未被发现，且测试厂房所属地区出现雷电天气，将可能导致在一岗测试人员在进行火工品测试时遇雷电发生爆炸事故，或者一岗测试人员测试导弹时未对火工品进行短接保护且未被二岗测试人员发现，也可能导致导弹燃烧爆炸事故。

事故场景3：当一岗测试人员对导弹进行测试准备时，可能会发生测试电缆连接不充分或误连接至火工品等，在二岗测试人员未发现的情况下，一岗测试人员对导弹进行各类测试操作，一旦加电将可能导致导弹发生燃烧爆炸事故。

事故场景4：如果一岗测试人员在测试准备时出现危险品漏检的情况，将可能导致易燃易爆危险品出现在测试场所或导弹周围，可能由于设备、电缆漏电等导致危险品发生燃烧爆炸，告警系统未及时告警，二岗测试人员未及时告知一岗测试人员，一岗测试人员继续测试未及时采取灭火措施，或者防火措施失效，将可能导致危险品的燃烧爆炸间接引起导弹的燃烧爆炸事故。

S7、将多个事故率与事故危险阈值进行比较，将事故率大于事故危险阈值的事故作为关键事故，并将这些事故的事故致因参数作为对导弹贮存使用过程中安全影响能力大的关键事故致因参数；

本实施例中，事故危险阈值为3，上述4个事故场景的事故率均高于3，因此上述事故致因参数均为关键事故致因参数。

针对上述事故致因参数，提出改进措施如下：

方案1，通过提高任务量需求达到了征兵增加劳动力的效果，缓解了个人的任务压力，但同时由于在系统初始阶段事故率较低，管理者并没有在培训方面充分重视，造成个人经验处于较低水平，人的失误概率增加，导致事故率持续升高；而在系统发展的后期阶段，测试活动设备设施的老化成为事故发生的主要原因，方案1的措施已无法扭转事故率的持续上升趋势。

方案2，通过提高个人安全意识，增强个人对操作失误的重视程度，在系统的初始阶段起到了良好的效果，事故率处于较低的水平，这也造成了管理上的松懈，进而导致了人的失误概率的升高，同时由于较强的个人安全意识，这种升高又得到了抑制，这从事故率的波动趋势可以看出；同样，在系统发展的后期阶段，测试活动设备设施的老化成为事故发生的主要原因，方案2的措施无法扭转事故率的持续上升趋势。

方案3，对测试活动中的关键设备进行了升级，降低了故障率，在系统的初始阶段起到了良好的效果，事故率处于较低的水平，同样，造成了管理上的松懈，进而导致了人的失误概率的升高，由于设备的改善，人的失误的增加并没有很明显的引起活动事故率的增加；在系统发展的后期阶段，随着其他设备设施的老化日渐明显，单独实施方案3也无法扭转事故率的持续上升趋势。

方案4通过对3种方案的运用，从管理、人员、设备多方面进行风险控制，能够维持事故率在一定的水平内上下波动，抑制了事故率的持续上升趋势，能够有效地控制系统的风险。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种导弹贮存使用过程安全性评价系统，其特征在于：其包括控制器、过程描述模型建立单元、安全性动态评估模型建立单元、事故因果关系量化单元以及比较判别单元，所述控制器与所述过程描述模型建立单元相互通讯连接，所述过程描述模型建立单元的一个输出端连接所述事故因果关系量化单元的一个输入端，所述控制器以及所述事故因果关系量化单元的输出端连接所述安全性动态评估模型建立单元的输入端，所述安全性动态评估模型建立单元的输出端连接所述比较判别单元的输入端，所述比较判别单元的输出端连接所述控制器的输入端；

2.一种根据权利要求1所述的导弹贮存使用过程安全性评价系统对导弹贮存使用过程进行安全性评价的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S5、安全性动态评估模型建立单元根据步骤S2中确定的安全控制模块和步骤S3中的不同时间类型的事故致因参数建立安全性动态评估模型；

3.根据权利要求2所述的对导弹贮存使用过程进行安全性评价的方法，其特征在于：

所述资源参数包括设备参数；所述组织参数包括组织人员参数；所述信息参数包括组织人员关系参数；所述功能参数包括设备功能关系参数、设备操作参数。

4.根据权利要求2所述的对导弹贮存使用过程进行安全性评价的方法，其特征在于：

所述事故致因参数的交互分析包括：根据过程参数和功能参数确定活动步骤涉及的控制结构的控制组件及控制反馈关系参数；识别事故致因参数间的关联关系；总结事故致因参数交互组合情况，描述事故场景。

5.根据权利要求2所述的对导弹贮存使用过程进行安全性评价的方法，其特征在于：

安全性动态评估模型包括四个相互进行数据交换的模块，用于获得事故率：人的失误模块、环境影响模块、设备故障仿真模块和离散事件系统仿真模块，人的失误模块与环境影响模块相互之间进行数据连接，所述环境影响模块的一个输出端连接所述设备故障仿真模块的输入端，所述人的失误模块、环境影响模块以及设备故障仿真模块的一个输出端分别连接所述离散事件系统仿真模块的一个输入端，人的失误模块、环境影响模块以及设备故障仿真模块用于对安全控制模块和事故致因参数进行分析，并分别将分析结果输出至所述离散事件系统仿真模块，所述离散事件系统仿真模块对接收到的分析结果进行模拟，输出模拟场景值与事故判据条件对比得到事故率，

6.根据权利要求5所述的对导弹贮存使用过程进行安全性评价的方法，其特征在于：

得到事故率的具体方法为将安全性仿真得到的模拟场景值与事故判据条件对比统计得到符合事故判据条件的次数，计算仿真过程中事故发生次数与系统寿命单位总数的比值，计算方法如下所述：

P_A＝N_A/N_T

7.根据权利要求2所述的对导弹贮存使用过程进行安全性评价的方法，其特征在于：安全控制模块中能够导致事故的控制行为缺陷参数的识别对象包括第一控制主体、第二控制主体以及被控客体。

8.根据权利要求2所述的对导弹贮存使用过程进行安全性评价的方法，其特征在于：事故致因参数包括社会因素参数、技术因素参数以及环境影响因素参数。

9.根据权利要求5所述的对导弹贮存使用过程进行安全性评价的方法，其特征在于：计算组织管理因素影响下的人的失误概率的方法如下所述：

<mrow> <msub> <mi>p</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>E</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>p</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mi>H</mi> <mi>E</mi> </mrow> </msub> <mo>&times;</mo> <munderover> <mo>&Pi;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <mo>&lsqb;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&times;</mo> <msub> <mi>A</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>&rsqb;</mo> </mrow>

其中，p_HE为人的失误概率，

p_BHE为基本的人的失误概率，为0.003，

N_i为第i个组织管理因素的影响指数，由组织管理因素数据表中得到，A_i为第i个组织管理因素的影响权重，取值范围为[0,1]，由权重数据表中得到。