基于stamp模型的航空地面保障安全性分析

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1、基于STAMP模型的航空地面保障安全性分析胡宗顺黄之杰王余奎张永亮空军勤务学院学员一大队空军勤务学院航空四站系航空地面保障是复杂的非线性系统，是保障航空地面安全的关键。在介绍STAMP的基本理论和模型构建过程基础上，结合航空地而保障实际，构架航空地而保障安全分析模型，将安全问题转化为系统的控制问题，以及时发现潸在危险。选取某型制氧制氮设备停机控制系统进行实例分析，从安全约束缺失出发，确立系统层次控制结构并进行失效原因分析，对事故原因进行总结并与己有方法进行比较，最后提出安全防控措施。结果表明，STAMP模型与航空地面保障契合度高，科

2、学性和可信度好，为航空地面保障安全分析提供了新的思路。关键词：航空地面保障;安全性分析;STAMP模型;目前，机场航空地面保障面临较大的安全压力，主要体现在接触高危介质较多、工作用电电压电流较大、高速运转设备较多、外场车辆移动频繁和气电产品质量耍求高等。越来越多的事例表明，有必要运用理论方法对航空地面保障进行安全性分析，为系统性能改进和安全性研究提供依据。安全性分析主要有定性和定量两种方式，多以人为主观判断的定性分析为主。事故分析较多采用LEC、FMEA、FTA、PHA法等，通过建立层次结构来梳理致因因素的逻辑关系，并分析事故发生可

3、能性以及可能导致的后果等，取得丫较好的结果，但线性特性明显，系统要素间的不当交互作用分析受限随着技术的革新，事故的本质也发生着变化，部分针对机电系统的预防事故发生方法无法适用于数字软件引发的事故，复杂系统的运行使得专家对系统潜在危险性分析时易出现考虑不全的情况。这些变化暴露出传统安全分析方法的局限性［7］。复杂系统安全性是特定环境下由系统相关要素交互作用所产生的一种涌现特性。航空地面保障事故的原因是装（设）备因素、人为因素、环境因素、制度与管理因素间复杂，和互作用控制不当的结果。而要保证其安全就要分析航空地面保障的危险状态，并建立和

4、应的系统安全约束。因此，在对航空地面保障进行安全性分析时，除了考虑装(设)备的故障，还应考虑与人员、环境、管理间的复杂动态作用。STAMP(systemstheoreticaccidentmodelingandprocess)模型从非线性系统论的角度出发，把安全看作一个控制问题，认为事故是由于不充分的控制和安全相关约束的缺失所造成的M。该模型是NancyG.Leveson于2004年捉出，并成功应用于航空航天、医疗卫生、交通运输、核安全等领域，取得了显著成果。1STAMP模型1.1STAMP基本理论基于系统涌现性的STAMP模型认为

5、安全性是系统组件间相互作用的结果。给组件的行为及组件间的交互施加约束，使安全成为控制性问题，其控制目标就是确保满足安全约束。事故的发生是系统开发、设计和运行过程中没有充分控制或施加安全约束的结果。基于上述原理，构建的STAMP模型包括安全约束、分层结构和过程模型m。安全约束是STAMP中的基本概念，安全约束没有得到充分的控制或实施，事故就会发生。模型中利用控制结构对各组分的功能进行定义，过程模型包括控制器和被控过程。这种分层的结构将系统分为不同层次的控制过程，即控制器通过控制过程来向下一级施加约束，同时被控对象通过反馈向控制器反映安

6、全约束相关执行情况。当控制器过程模型与被控系统不匹配且控制器发出命令不安全时，事故可能发生。过程控制结构模型如图1所示。图1过程控制结构模型STAMP模型认为棊本控制缺陷有2类:①控制器不能确保安全约束，包括提供的控制行动错误或不足、被控过程反馈信息丢失或不充分;②提供的正确控制行动并没有执行［10］。1.2STAMP分析方法STAMP作为•一种基于系统理论事故模型的危险分析方法，己经应用到涉及多种领域的系统分析，并取得丫有价值的分析成果。它能够从系统分层控制的角度出发由上而下进行分析，且能充分考虑各组件间交互作用对系统安全的影响，

7、利用引导作用的不恰当或控制缺陷来辅助分析［11-12］，分析过程如下。(1)针对系统危险，定义安全约束。利用初步危险分析技术，对系统的危险状态进行定义，辨识出造成环境破坏、人员伤亡、设备财产损失等安全事故和危险事件，并对危险状态进行说明，建立相应的系统安全约束。在保障过程屮，指挥系统、操作控制系统和保障人员共同负责保障工作，以消除和控制保障过程中的危险，其保障控制如图2所示。保障人员包括指挥员、操作员和驾驶员，指挥员下达保障任务并进行业务协调，操作员通过装备操作制取所需保障介质，驾驶员运载车辆装备到达指定地点。操作控制系统主要负责生

8、产工作，是保障安全进行的核心，主要有蓄电池充放电、检测，所需气体的制取、重装、运输等。控制系统对控制过程的影响是多方面的，环境、制度的制约，行车规范及人员状态等共同决定了保障安全。在辨识出不恰当控制行为基础上对安全约束细化，才能有效预