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《江苏科技大学》 2019年
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基于AltaRica的建模和故障分析技术研究

吴梦杰  
【摘要】:随着科学技术的飞速发展,设备的集成度越来越高,系统规模越来越大,系统的功能也变得更加复杂。一个部件的失效可能引起整个系统的故障,进而导致严重的安全事故。因此,人们对系统的安全性问题十分重视。传统的故障分析技术太过于依赖人的作用,分析人员对系统结构的了解程度在故障系统的构建中起很大的作用,具有高度主观的特点。现在的安全系统和装备越来越复杂,所以分析过程和分析结果很难做到完整、连续并且没有错误。传统的安全性模型脱离了系统本身的结构和运行机制,难于设计且局限于个别分析方法,更难于在系统寿命周期内和相关人员之间进行共享和维护。基于AltaRica的建模技术研究项目起始于90年代末,AltaRica是用于安全性分析的高级建模语言,AltaRica模型能够更好的反映系统功能和物理结构,消除传统安全性分析手段与系统设计的隔阂,提高安全性模型的可维护性和可重用性。AltaRica语言是一门面向故障逻辑的建模语言,在安全关键系统中采用AltaRica语言建模,可以真实地反映系统物理架构和运行机制。同时,由于AltaRica语言易于对组件进行修改和维护,使得模型也易于同步进行修改和维护,这给系统分析带来了很大的方便。在对系统进行安全性建模和分析时,如果采用传统的手工方式编写系统AltaRica代码,存在着很多问题,手工编写代码只适用于工程量小且简单的系统,对于一些复杂的嵌套系统,很难做到建模的规范性和正确性,不便于故障模型的维护和修改,并且手工编码的工作量巨大而效率太低。利用AltaRica编码对复杂系统进行安全性分析的工作量太大;代码是一种语言,不能反应系统的物理结构,也体现不出层次感,不便于分析研究,代码的一处修改会可能引起到整个系统的修改;对于复杂系统的多节点、多层次、带嵌套的故障描述,特别是故障经过接口的动态复杂传递情况,使用人工编写和分析模型代码绝对是难以想象的耗时耗力,同时又极其容易产生遗漏和错误。本文基于AltaRica的语言规范,通过研究AltaRica语言的语法和语义,将可视化建模和AltaRica语言相结合,不仅提高了模型的安全性分析能力,还实现了将编码和可视化建模结合起来。在对系统进行故障树代码生成时,可以提高编码的效率,也便于对故障模型进行修改和维护。同时,实现了代码自动生成、故障建模和分析的工作的同步对接,极大地提高了对安全关键系统的故障建模分析工作。
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