“中国制造2025”出版工程动态系统运行安全性分析与技术:中国制造2025出版工程

第1章　概述　/ 1

　1.1　引言　/ 1

　　　1.1.1　大型工业过程的运行安全需求　/ 1

　　　1.1.2　复杂装备系统运行的安全需求　/ 2

　1.2　系统运行安全性　/ 3

　　　1.2.1　故障　/ 4

　　　1.2.2　事故　/ 6

　　　1.2.3　运行安全性　/ 6

　1.3　系统运行安全性分析及评估　/ 12

　　　1.3.1　系统运行安全事故分析　/ 12

　　　1.3.2　系统运行危险特性与影响　/ 13

　　　1.3.3　系统运行危险因素　/ 14

　　　1.3.4　系统运行安全性分析　/ 16

　　　1.3.5　系统运行安全性评估　/ 18

　　　1.3.6　系统运行安全保障　/ 19

　参考文献　/ 21



第2章　系统运行安全危险分析及事故演化　/ 22

　2.1　概述　/ 22

　2.2　危险源分析　/ 23

　　　2.2.1　危险源分类　/ 23

　　　2.2.2　危险源识别与控制　/ 25

　　　2.2.3　系统危险因素分析　/ 30

　2.3　系统运行危险分析　/ 30

　　　2.3.1　运行危险分析方法　/ 31

　　　2.3.2　“危险因素-事故”演化机理分析与建模　/ 33

　　　2.3.3　系统运行故障危险分析　/ 35

　　　2.3.4　人因误操作危险分析　/ 37

　　　2.3.5　外扰作用下的危险分析　/ 39

　2.4　系统运行安全事故演化分析　/ 40

　　　2.4.1　事故动态演化　/ 40

　　　2.4.2　事故链式演化　/ 47

　2.5　系统运行安全事故典型分析方法　/ 52

　　　2.5.1　典型分析方法1：事故树分析方法　/ 53

　　　2.5.2　典型分析方法2：失效模式与影响分析　/ 57

　　　2.5.3　典型分析方法3：因果分析法　/ 62

　　　2.5.4　典型分析方法4：事件树分析　/ 64

　2.6　典型案例分析　/ 66

　　　2.6.1　案例一：基于事故树的低温液氢加注事故演化分析　/ 66

　　　2.6.2　案例二：基于层次分解方法的复杂系统漏电分析　/ 70

　参考文献　/ 74



第3章　运行系统检测信号处理　/ 75

　3.1　概述　/ 75

　3.2　信号降噪　/ 75

　　　3.2.1　噪声在小波变换下的特性　/ 77

　　　3.2.2　基于阈值决策的小波去噪算法步骤　/ 78

　　　3.2.3　阈值的选取及量化　/ 78

　　　3.2.4　小波去噪的在线实现　/ 81

　3.3　信号一致性检验　/ 82

　　　3.3.1　动态系统信号一致性检验　/ 83

　　　3.3.2　信号的相似程度聚类分析　/ 84

　3.4　非平稳信号分析　/ 90

　　　3.4.1　希尔伯特变换　/ 90

　　　3.4.2　固有时间尺度分解方法　/ 96

　　　3.4.3　冗余小波变换　/ 99

　　　3.4.4　线性正则变换　/ 102

　参考文献　/ 110



第4章　系统运行异常工况识别　/ 111

　4.1　概述　/ 111

　4.2　基于统计分析的运行工况识别　/ 112

　　　4.2.1　PCA方法及其发展　/ 112

　　　4.2.2　基于特征样本提取的KPCA异常工况识别　/ 115

　　　4.2.3　基于MSKPCA的异常工况识别　/ 117

　　　4.2.4　基于滑动时间窗的MSKPCA在线异常工况识别　/ 125

　4.3　基于信号分析方法的运行系统异常工况识别　/ 134

　　　4.3.1　信号分析方法与运行异常工况识别　/ 134

　　　4.3.2　小波奇异值检测及运行异常工况识别　/ 135

　4.4　基于模式分类的运行系统异常工况识别　/ 139

　　　4.4.1　模式分类与运行系统异常工况识别　/ 139

　　　4.4.2　基于潜在信息聚类的工况在线识别　/ 140

　参考文献　/ 156



第5章　系统运行故障诊断　/ 158

　5.1　概述　/ 158

　5.2　机械传动系统的故障诊断　/ 160

　　　5.2.1　机械传动系统的故障特点　/ 160

　　　5.2.2　机械传动系统典型故障诊断方法　/ 161

　　　5.2.3　应用案例　/ 163

　5.3　电气系统的故障诊断　/ 171

　　　5.3.1　电气系统的故障特点　/ 172

　　　5.3.2　电气系统典型故障诊断方法　/ 173

　　　5.3.3　应用案例　/ 175

　5.4　驱动控制系统的故障诊断　/ 185

　　　5.4.1　驱动控制系统的故障特点　/ 186

　　　5.4.2　驱动控制系统典型故障诊断方法　/ 188

　　　5.4.3　应用案例　/ 190

　5.5　过程系统的故障诊断　/ 199

　　　5.5.1　过程系统的故障特点　/ 199

　　　5.5.2　过程系统典型故障诊断方法　/ 201

　　　5.5.3　应用案例　/ 203

　参考文献　/ 213



第6章　系统运行安全分析与评估　/ 214

　6.1　概述　/ 214

　6.2　动态系统运行安全风险表征和建模　/ 215

　　　6.2.1　系统运行安全风险表征　/ 216

　　　6.2.2　系统运行安全风险转移过程　/ 218

　　　6.2.3　系统运行安全风险水平估计　/ 219

　　　6.2.4　系统运行安全风险建模　/ 220

　6.3　系统运行安全分析　/ 223

　　　6.3.1　系统动态安全分析方法　/ 223

　　　6.3.2　系统运行过程安全分析　/ 228

　6.4　系统运行安全评估　/ 234

　　　6.4.1　系统运行安全评估体系构建　/ 234

　　　6.4.2　系统运行安全评估指标体系及评价体系　/ 235

　　　6.4.3　运行安全性评估计算方法　/ 237

　　　6.4.4　典型评估方法——层次分析方法　/ 238

　　　6.4.5　典型评估方法——灰色评估决策方法　/ 241

　　　6.4.6　典型评估方法——模糊决策评价方法　/ 243

　　　6.4.7　典型评估方法——概率安全性评估方法　/ 245

　参考文献　/ 247



第7章　动态系统安全运行智能监控关键技术及应用　/ 248

　7.1　动态系统安全运行监控信息化需求　/ 248

　7.2　动态系统运行实时监测数据处理技术分析　/ 251

　　　7.2.1　动态系统安全监测管控系统构建技术　/ 251

　　　7.2.2　动态系统安全监测数据组织处理技术　/ 254

　　　7.2.3　动态系统安全监测决策数据呈现技术　/ 256

　7.3　动态系统安全运行监测管控系统功能分析　/ 259

　　　7.3.1　数据资源管理需求　/ 260

　　　7.3.2　监测数据分析处理功能　/ 260

　　　7.3.3　动态系统安全分析决策功能　/ 261

　　　7.3.4　健康管理功能　/ 262

　7.4　动态系统安全运行智能监控决策关键技术　/ 262

　　　7.4.1　运行过程智能物联感知技术　/ 263

　　　7.4.2　智能诊断技术　/ 265

　　　7.4.3　智能健康评估及安全决策技术　/ 267

　7.5　动态系统安全运行控制决策——以航天发射飞行为例　/ 268

　　　7.5.1　航天发射飞行安全控制域及安全等级　/ 269

　　　7.5.2　航天发射飞行安全控制参数计算　/ 273

　　　7.5.3　航天发射飞行安全控制决策模式及框架　/ 281

　　　7.5.4　航天发射飞行安全智能应急决策　/ 285

　　　7.5.5　系统应用　/ 292

参考文献　/ 294



索引　/ 296