[發明專利]一種考慮環境干擾的大型工業系統結構安全性評估方法

有效

• 申請號: 201910640496.1
• 申請日: 2019-07-16
• 公開（公告）號: CN110348752B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 周志杰;馮志超;胡昌華;胡冠宇;賀維
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 李永剛

一種考慮環境干擾的大型工業系統結構安全性評估方法，屬于大型工業系統結構安全性評估技術領域，其特征在于：基于監測數據平均距離的方法計算得到指標不確定度，通過指標不確定度反應監測數據中含有不確定信息的程度；再根據數據不確定性的輸入匹配度計算將不確定信息分配給監測數據剩余匹配度；最后構建大型工業系統結構安全性評估模型，將輸入指標信息進行融合，得到大型工業系統結構安全性評估結果，具有實現環境干擾情況下大型工業系統結構的安全性評估；提高模型的精度；提高了系統實際工作過程中其安全性監控的精度，保證國之利器工作的安全性的優點。

技術領域

本發明屬于大型工業系統結構安全性評估技術領域，尤其涉及一種考慮環境干擾的大型工業系統結構安全性評估方法。

背景技術

大型工業系統作為航空航天、國防軍事等領域重要的運輸載體，隨著航天科技的不斷發展，其承擔的任務也越來越多，一旦發生安全事故將對國民經濟造成嚴重的損失，因此保障其安全可靠的遂行任務成為了目前迫切需要解決的問題。對于大型工業系統結構安全性評估方面，目前我國學者開展了廣泛的研究工作。例如，趙麗艷等基于概率風險評估方法對我國某型號運載火箭安全性進行了分析；徐洪平等人基于聚類分析的方法對火箭發動機的故障程度進行了評估，其評估結果滿足要求。

目前，在大型工業系統工作的過程中，其結構安全性評估主要受兩個因素的影響。首先，在實際工作過程中，由于工作環境的復雜性，導致監測數據受到一定的干擾，監測數據中包含了部分噪聲信息，且無法準確的對噪聲進行濾波，降低了監測指標對系統真實工作狀態的表達能力，導致監測數據存在一定不確定性；其次，由于系統承擔任務的特殊性，對其安全性要求極高，內部設計采用了大量的容錯控制手段，魯棒性強，這就造成系統實際工作的過程中，雖然監測的數據量很大，但其中的故障數據很少。因此，由于大型工業系統工作的這兩個特殊性，對其安全性進行準確的評估造成了很大的難度。目前開展的研究中，沒有考慮監測數據存在不確定性的問題，并且對于數據驅動的建模方法而言，受系統故障數據缺乏的影響，降低了其評估精度。因此，在對大型工業系統結構進行安全性評估的過程中，需要充分考慮其故障數據缺乏和監測數據存在不確定性的問題。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供一種考慮環境干擾的大型工業系統結構安全性評估方法。

本發明所述考慮環境干擾的大型工業系統結構安全性評估方法，基于監測數據平均距離的方法計算得到指標不確定度，通過指標不確定度反應監測數據中含有不確定信息的程度；再根據數據不確定性的輸入匹配度計算將不確定信息分配給監測數據剩余匹配度；最后構建大型工業系統結構安全性評估模型，將輸入指標信息進行融合，得到大型工業系統結構安全性評估結果。

本發明所述考慮環境干擾的大型工業系統結構安全性評估方法，所述基于監測數據平均距離的方法計算得到指標不確定度的步驟為：利用指標每個監測數據之間的平均距離大小來反映指標受環境干擾的程度，通過求取平均的受干擾程度來得到指標不確定度。

本發明所述考慮環境干擾的大型工業系統結構安全性評估方法，所述輸入匹配度計算是通過監測數據的剩余匹配度來反應指標受環境干擾程度的大小，再基于BRB構建大型工業系統結構安全性評估模型，對大型工業系統結構監測指標進行融合，得到大型工業系統結構的安全性狀態。

本發明所述考慮環境干擾的大型工業系統結構安全性評估方法，所述基于監測數據平均距離的方法計算得到指標不確定度的具體步驟包括：設已知的第i個監測指標數據第t時刻的值為x_i(t),t＝1,2,...,T，T為所獲取的指標監測數據的個數；第t時刻的指標監測數據與其它數據之間的平均距離表示為：

其中，表示第i個指標監測數據x_i(t)和x_i(t'),t'＝1,2,...,T之間的平均距離；|x_i(t)-x_i(t')|表示t時刻和t'時刻之間指標監測數據之間的距離；