[發明專利]一種空間人-機系統任務安全性綜合建模與動態仿真方法

在審

• 申請號: 202210125439.1
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114626200A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 周文明;李孝鵬;張桅;覃沙;張姍姍;高樹成;呂明博;李一釗
• 申請（專利權）人: 中國航天標準化研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 楊春穎

1.一種空間人-機系統任務安全性綜合建模與動態仿真方法，其特征在于，包括：

對空間人-機系統的組成進行分析，明確空間人-機系統任務過程中的安全性影響因素：人為因素、軟硬件設備因素和環境因素；并確定每個安全性影響因素的失效分布函數；

對空間人-機系統的任務過程進行分析，從任務角度構建空間人-機系統的任務過程安全性評估基準模型；

基于安全性影響因素，構建空間人-機系統的因素邏輯模型；其中，因素邏輯模型，包括：人的因素邏輯模型、機的因素邏輯模型、環境的因素邏輯模型和人-機-環的因素邏輯模型；其中，機指軟硬件設備；

對人為因素、軟硬件設備因素和環境因素的狀態轉移機制進行分析，確定各類安全性影響因素的狀態觸發機制；

構建空間人-機系統的任務過程中的任務關鍵事件的安全性結構函數；

構建空間人-機系統的任務過程安全性評估綜合集成模型，通過任務過程安全性評估綜合集成模型，將任務過程安全性評估基準模型、因素邏輯模型和任務過程中的任務關鍵事件的安全性結構函數關聯起來；

基于確定各類安全性影響因素的狀態觸發機制，向任務過程安全性評估綜合集成模型中注入狀態轉移觸發機制，使任務過程安全性評估綜合集成模型具備狀態動態轉化的能力；

基于注入狀態轉移觸發機制后的任務過程安全性評估綜合集成模型，進行不確定性動態仿真分析，得到不確定性動態仿真結果；

根據不確定性動態仿真結果，進行空間人-機系統任務安全性仿真結果分析，得到空間人-機系統任務安全性指標。

2.根據權利要求1所述的空間人-機系統任務安全性綜合建模與動態仿真方法，其特征在于，

分析后得到的空間人-機系統S的表示如下：

S＝{H₁,H₂,...,H_h,M₁,M₂,...,M_m,E₁,E₂,...,E_e}

其中，H_i表示第i個人為因素，i＝1,2,...,h，h表示人為因素的總數量；M_j表示第j個軟硬件設備因素，j＝1,2,...,m，m表示軟硬件設備因素的總數量；E_k表示第k個環境因素，k＝1,2,...,e，e表示環境因素的總數量；

H_i、M_j和E_k對應的失效分布函數分別為F_Hi(t)、F_Mj(t)和F_Ek(t)。

3.根據權利要求2所述的空間人-機系統任務安全性綜合建模與動態仿真方法，其特征在于，對空間人-機系統的任務過程進行分析，從任務角度構建空間人-機系統的任務過程安全性評估基準模型，包括：

根據空間人-機系統的任務過程的順序關系，對空間人-機系統的任務過程進行事件樹建模，得到事件樹基準模型；

根據事件樹基準模型，對空間人-機系統的任務過程進行建模，得到空間人-機系統的任務過程安全性評估基準模型。

4.根據權利要求3所述的空間人-機系統任務安全性綜合建模與動態仿真方法，其特征在于，基于安全性影響因素，構建空間人-機系統的因素邏輯模型，包括：

根據空間人-機系統的任務過程中人的參與程度，對人的監視模型和控制路徑模型進行規定，構建得到人的因素邏輯模型；

采用經典的故障樹、動態故障樹、貝葉斯網絡，確定機的各因素之間的邏輯關系，構建得到機的因素邏輯模型；

根據空間人-機系統的任務過程中各具體任務發生時內外部環境的基本情況，構建得到環境的因素邏輯模型；

基于任務過程安全性評估基準模型，結合人的因素邏輯模型、機的因素邏輯模型和環境的因素邏輯模型，確定人-機、人-環、機-環之間的交互和/或耦合的邏輯關系，構建得到人-機-環的因素邏輯模型。