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安全性分析是指利用系统运行过程中可获取的风险信息对系统的安全性进行评价的过程,当前有很多可用的安全性分析方法,但是这些方法均未从状态空间的角度进行分析,在此论文将提出一种基于风险状态的安全性分析方法。首先,描述了系统的安全风险,并给出了安全风险状态、临界状态和关键部件的定义;在此基础上,提出了安全风险临界状态的识别方法,并对安全风险失效序列进行分析;然后,建立了安全风险状态转移过程模型,对安全风险状态和安全风险状态转移时间进行估计;最后,充分考虑当前多数系统运行过程中可获取反映其安全风险的性能退化数据,提出了考虑性能退化情形的安全风险水平估计方法,在安全风险水平不符合要求时,给出基于重要度的安全风险控制方法。论文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)提出安全风险及其状态描述方法。对安全风险进行了描述,包括后果严重性和可能性的描述;在此基础上,从状态空间的角度对系统状态、安全风险状态及其对应的临界状态和关键部件进行定义并给出实例分析。安全风险状态能够清晰、直观的描述系统的安全风险,也能明确系统运行过程中需监测的重点,为基于风险状态的安全性分析提供了理论基础。(2)提出安全风险临界状态识别方法。在对系统所面临的危险以及危险的影响进行分析之后,给出了安全风险临界状态识别的petri网建模方法。然后,通过对Petri网仿真得到其可达图,可达图描述了正常状态、低风险状态、中风险状态和高风险状态等系统能够到达的状态及其转移路径,根据可达图可以识别出安全风险临界状态。安全风险临界状态识别的Petri网模型能够有效地描述系统失效过程中的“与”、“或”、“并发”、“冲突”等多种复杂的时序逻辑关系,并能够通过可达图识别系统的安全风险临界状态,对安全风险的控制具有重要的意义。(3)提出融合多种信息的安全风险状态转移过程分析方法。为解决安全风险状态转移过程分析问题,提出了融合多种信息的安全风险状态转移过程分析方法。首先,描述了安全风险状态转移过程并建立了模型;之后,利用粒子滤波器和Markov过程模型融合监测到的各种数据对安全风险状态转移过程进行分析,并基于分析结果给出安全风险状态转移时间的估计方法;最后,利用自助法对结果精度进行了分析。明确安全风险状态的转移过程,也就相当于掌握了安全风险向事故转移的路径,对于事故的预防与控制具有重要意义。(4)提出考虑性能退化的安全风险水平估计方法。多数系统在运行过程中都有反映其安全风险的性能退化数据,为解决存在性能退化数据情形的安全风险水平估计问题,提出一种考虑性能退化的安全风险水平估计方法。给出了退化失效部件状态的可靠性建模方法之后,构建系统运行过程中的安全风险模型,并给出模型输入信息的处理方法;基于给定的判定准则和计算所得系统处于各个安全风险状态的概率对安全风险水平进行判定,并利用自助法分析误判率“安全风险弃真概率”和“安全风险采伪概率”。在给出安全风险重要度的定义后,提出基于重要度的安全风险控制方法。