[发明专利]一种考虑环境干扰的大型工业系统结构安全性评估方法

说明书

一种考虑环境干扰的大型工业系统结构安全性评估方法，属于大型工业系统结构安全性评估技术领域，其特征在于：基于监测数据平均距离的方法计算得到指标不确定度，通过指标不确定度反应监测数据中含有不确定信息的程度；再根据数据不确定性的输入匹配度计算将不确定信息分配给监测数据剩余匹配度；最后构建大型工业系统结构安全性评估模型，将输入指标信息进行融合，得到大型工业系统结构安全性评估结果，具有实现环境干扰情况下大型工业系统结构的安全性评估；提高模型的精度；提高了系统实际工作过程中其安全性监控的精度，保证国之利器工作的安全性的优点。

技术领域

本发明属于大型工业系统结构安全性评估技术领域，尤其涉及一种考虑环境干扰的大型工业系统结构安全性评估方法。

背景技术

大型工业系统作为航空航天、国防军事等领域重要的运输载体，随着航天科技的不断发展，其承担的任务也越来越多，一旦发生安全事故将对国民经济造成严重的损失，因此保障其安全可靠的遂行任务成为了目前迫切需要解决的问题。对于大型工业系统结构安全性评估方面，目前我国学者开展了广泛的研究工作。例如，赵丽艳等基于概率风险评估方法对我国某型号运载火箭安全性进行了分析；徐洪平等人基于聚类分析的方法对火箭发动机的故障程度进行了评估，其评估结果满足要求。

目前，在大型工业系统工作的过程中，其结构安全性评估主要受两个因素的影响。首先，在实际工作过程中，由于工作环境的复杂性，导致监测数据受到一定的干扰，监测数据中包含了部分噪声信息，且无法准确的对噪声进行滤波，降低了监测指标对系统真实工作状态的表达能力，导致监测数据存在一定不确定性；其次，由于系统承担任务的特殊性，对其安全性要求极高，内部设计采用了大量的容错控制手段，鲁棒性强，这就造成系统实际工作的过程中，虽然监测的数据量很大，但其中的故障数据很少。因此，由于大型工业系统工作的这两个特殊性，对其安全性进行准确的评估造成了很大的难度。目前开展的研究中，没有考虑监测数据存在不确定性的问题，并且对于数据驱动的建模方法而言，受系统故障数据缺乏的影响，降低了其评估精度。因此，在对大型工业系统结构进行安全性评估的过程中，需要充分考虑其故障数据缺乏和监测数据存在不确定性的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种考虑环境干扰的大型工业系统结构安全性评估方法。

本发明所述考虑环境干扰的大型工业系统结构安全性评估方法，基于监测数据平均距离的方法计算得到指标不确定度，通过指标不确定度反应监测数据中含有不确定信息的程度；再根据数据不确定性的输入匹配度计算将不确定信息分配给监测数据剩余匹配度；最后构建大型工业系统结构安全性评估模型，将输入指标信息进行融合，得到大型工业系统结构安全性评估结果。

本发明所述考虑环境干扰的大型工业系统结构安全性评估方法，所述基于监测数据平均距离的方法计算得到指标不确定度的步骤为：利用指标每个监测数据之间的平均距离大小来反映指标受环境干扰的程度，通过求取平均的受干扰程度来得到指标不确定度。

本发明所述考虑环境干扰的大型工业系统结构安全性评估方法，所述输入匹配度计算是通过监测数据的剩余匹配度来反应指标受环境干扰程度的大小，再基于BRB构建大型工业系统结构安全性评估模型，对大型工业系统结构监测指标进行融合，得到大型工业系统结构的安全性状态。

本发明所述考虑环境干扰的大型工业系统结构安全性评估方法，所述基于监测数据平均距离的方法计算得到指标不确定度的具体步骤包括：设已知的第i个监测指标数据第t时刻的值为x_i(t),t＝1,2,...,T，T为所获取的指标监测数据的个数；第t时刻的指标监测数据与其它数据之间的平均距离表示为：

其中，表示第i个指标监测数据x_i(t)和x_i(t'),t'＝1,2,...,T之间的平均距离；|x_i(t)-x_i(t')|表示t时刻和t'时刻之间指标监测数据之间的距离；