[发明专利]一种基于STPA形式化模型的安全分析方法

权利要求书

1.一种基于STPA形式化模型的安全分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、识别出相应的系统级危险，确定相应的系统级安全约束；

二、建立系统分层控制结构；

三、建立系统STPA形式化模型并生成不安全控制行为；

四、针对步骤三生成的不安全控制行为，确定产生所述不安全控制行为的原因。

2.根据权利要求1所述的一种基于STPA形式化模型的安全分析方法，其特征在于，在步骤三中，基于四变量模型提取的变量建立STPA形式化模型并生成不安全控制行为。

3.根据权利要求2所述的一种基于STPA形式化模型的安全分析方法，其特征在于，所述四变量模型提取的变量包括监督变量、受控变量、输入变量和输出变量。

4.根据权利要求2所述的一种基于STPA形式化模型的安全分析方法，其特征在于，对STPA模型而言，其基本定义如下：

定义1 系统危害是一种系统状态或一系列条件的描述，它和最坏情况下的环境条件组合在一起会导致事故；所有系统危害的集合用H表示；

定义2 变量是系统运行时取值会发生变化的参数，可以用v_i表示，所有变量集合V＝{v₁，v₂，…v_n}，n∈N；

定义3 环境变量即EV＝{ev₁，ev₂，…ev_m}，ev_i∈V，m∈N；EV是实际系统运行时所需要考虑的外界条件；

定义4 被控变量集即CV＝{cv₁，cv₂…cv_p}，cv_i∈V，p∈N；CV是由系统来控制改变的一些变量；

定义5 控制动作是可以对被控变量赋值的操作，可以用a_i表示，所有的控制动作集合CA＝{a_i|1<i<n}；

定义6 控制部件是系统中的一个组件，它可以通过外界环境输入EV，发出不同的控制动作a_i，来改变被控变量集CV的取值；系统中所有的控制部件集合用SC表示；

定义7 引导词是控制部件的控制动作是否提供(或者提供过早、过晚)的标识；四种引导词的集合用GU表示，即GU＝{Provided，Not provided，Provided too early，Providedtoo late}，其中Provided对应于提供控制动作，Not provided对应于没有提供控制动作，Provided too early对应于提供控制动作过早，Provided too late对应于提供控制动作过晚；

定义8 潜在的危险控制行为PHCA(Potential Hazard Control Action)定义为PHCA＝SC×GU×CA×EV，其中SC为控制部件集合，GU为引导词集合，CA为控制动作集合，EV为环境；潜在的危险控制行为包含了可能的危险控制行为；

定义9 危险控制行为模型HCA(Hazard Control Action)定义为如若&lt;sc,gu,ca,ev>∈PHCA&h∈H，假设<<sc,gu,ca,ev>，当且仅当在ev环境中，控制部件sc，以gu引导词提供控制动作ca时，会导致h危险。