[发明专利]一种基于权限管理和模型分解的故障树协同分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于权限管理和模型分解的故障树协同分析系统，属于系统可靠性和概率安全分析中的故障树分析技术领域。

背景技术

故障树分析(Fault Tree Analysis，FTA)方法是美国航空航天局和国防部于20世纪60年代发展的一种安全分析技术，60年代初在航空航天工业中得到应用，此后有了迅速发展，并成为反应堆、化工等领域不可缺少的分析工具之一。故障树建模(Fault Tree Modeling)是在系统设计过程中通过对可能造成系统失效的各种因素进行分析，画出逻辑框图的过程，该框图是系统失效模式的一种抽象。

要建立尽可能符合系统实际失效状况的故障树，首先要求建模分析者或专家熟悉系统的组成及工作原理。只有充分深入地分析系统的结构和工作机理，才能准确地把握系统的元件、部件(模块)间的影响关系和逻辑关系，这是故障树建模的关键；其次，对底事件、顶事件和故障状态进行准确地定义；第三，收集底事件的完整失效信息，分析各种故障形成的原因。这些过程要反复迭代进行，获得的结论要经过多次修正。具体建立步骤如下：

(1)分析系统的结构和工作机理，广泛收集系统的设计、运行资料、流程图、设备技术规范和描述系统有关状态的技术数据；

(2)选择和确定顶事件；

(3)寻找引起顶事件发生的直接原因。将顶事件作为输出事件，将所有直接原因作为输入事件。根据事件间的逻辑关系，用适当的逻辑门来连接输入事件；

分析每一个与顶事件直接相联系的输入事件。如果该事件还能进一步分解，则将其作为下一级的输出事件(子模块的顶事件)；

(4)重复步骤2～4，逐级向下分解，直到所有的输入事件不能再分解或不必再分解为止。

依次执行上述步骤，则可建立一棵倒树状逻辑图——故障树。

随着现代科技和工业水平的不断发展，大型复杂系统的故障树建模对于传统的计算机辅助建模技术提出了挑战，传统计算机辅助建模为建模人员提供了一个可视化的工作平台，建模人员可以借助计算机的运算性能和操作便利性来提高自己的工作效率，并且可以有效地与后端的分析相结合，但是现代的大型复杂系统无论在规模上和包括的学科背景上都呈现出快速增长的趋势，传统的代表性故障树分析软件CAFTA，RiskSpectrum等仍然采用单人单计算机建模的方式，无论从效率和正确性上已经不能满足现代大型复杂故障树建模的需要。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提出一种基于权限管理和模型分解的故障树协同分析系统，使得建模分析流程的效率和正确性得到提高。

本发明的技术方案如下：一种基于权限管理和模型分解的故障树协同分析系统，如图1所示包括：

(1)建模目标解析器：完成对故障树顶事件失效模式的初步解析，解析器接收顶事件失效的详细数据，存储数据到服务器端数据库中，同时发送数据到分析人员或者专家的系统客户端，分析人员或专家根据对数据的分析结果确立建模目标；

(2)建模任务分解器：根据建模目标确立建模任务，顶事件的失效被分解到子系统单元的失效上，相当于故障树被分解成为次级故障树，建模任务被分解为下一层次级建模任务，次级建模任务根据需求可继续分解为多级子建模任务，建模管理人员或专家确立分配原则，分解器根据分解原则将次级建模任务分配到各个建模小组，建模管理人员或专家可以对分配结果进行手动调整；

(3)权限管理器：对所有使用建模系统的人员按照角色定义进行动态权限分配和管理，管理员按照建模人员的知识背景和分工为其定义一个角色，并为该角色分配建模权限，该建模权限定义了建模人员对模型的操作类型；

(4)权限映射器：将建模人员的操作权限映射到模型的具体部分，建模人员拥有的操作权限只可以在被分配到的建模任务中使用，根据实际需求映射器能将单个建模人员的操作权限映射到多个建模任务中，也能将多个拥有操作权限的建模人员映射到单个建模任务中；

(5)冲突预防器：避免不同建模人员对同一建模任务的操作产生冲突，预防器实时读取模型的结构和模型中的逻辑门，基本事件等单元的状态，状态中包含目前该单元当前的操作情况，根据操作情况对单元进行读写限制，避免该单元多个修改同时进行造成的冲突；

(6)模型合并器：将所有已完成的子建模任务按照分解时的逻辑关系连接起来，组成最终的故障树模型，各个子建模任务都作为单独的子故障树保存在模型文件中，合并器将这些文件按照合并协议合并起来，通过建模组的审核之后此合并模型才能成为最终结果；