一种液氧加注系统运行安全评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种液氧加注系统运行安全评估方法，包括以下步骤：S1：划分加注系统的层次结构；S2：构建加注系统各子系统的评价指标；S3：建立加注系统综合评估模型；S4：计算加注系统运行安全评估的综合指数；S5：加注系统运行安全性的实时评估。本发明专利技术基于航天发射场加注系统的实时运行数据，对加注系统运行的安全程度和安全状态进行实时的评估，为提升安全评价的科学性、预防安全事故的发生、优化安全措施提供依据，对于提高加注系统运行的安全性和保障发射任务的顺利进行具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于系统安全评估领域，涉及一种液氧加注系统运行安全评估方法。
技术介绍
航天系统的安全性一直是人们所关注的问题，液氧加注系统作为航天发射场的重要系统，其安全问题更是不容忽视。随着我国航天事业的蓬勃发展，航天发射活动越来越密集，发射任务交叉并行情况普遍，参试设备任务状态变化大、技术状态转换快，检测检修时间越来越紧张，设备状态的不确定性越来越突出，且设备在长期使用中，其零部件的性能会逐渐发生退化。在这种情况下，加注系统在加注过程中的诸多安全问题和隐患逐渐暴露出来，因此对航天发射场加注系统的安全评价具有重大意义。目前，针对加注系统的安全评价基本上是静态的安全评价，是某一时间截面下的安全评价。基于静态的安全评价，一般采用各种统计指标来定期衡量系统安全状况的好坏，只要统计资料真实，评价指标合理，静态安全评价是有作用的。然而，在发射加注过程中，静态的安全评价不能动态地分析加注系统运行的安全程度和安全状态，各种随机因素都有可能导致设备损坏、加注失败以及人员伤亡等事故。因此，科学、及时、动态地对加注系统运行的安全性进行评估显得尤为迫切。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种科学、及时、动态的航天发射场液氧加注系统运行安全评估方法。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术提供的一种液氧加注系统运行安全评估方法，包括以下步骤：S1：划分加注系统的层次结构；S2：构建加注系统各子系统的评价指标；S3：建立加注系统综合评估模型；S4：计算加注系统运行安全评估的综合指数；S5：加注系统运行安全性的实时评估。进一步，所述步骤S1中，根据加注系统组成部件的结构和功能，可将加注系统分成控制系统、贮存增压系统、推进剂输送系统和液位指示系统，形成一个包含四大子系统的两级层次结构。进一步，所述各子系统，其相互关系和功能可描述为控制系统接受来自液位传感器、阀门位置等信号，向贮存增压系统发出规定的流量加注指令，由泵将液体推进剂通过输送系统注入火箭贮箱，当加注推进剂到达预定的液位时，液位传感器的敏感元件感受并发出报位信号，激发继电器向控制系统发出加注减速或停止信号。进一步，所述步骤S2中，子系统评价指标的构建采用以下步骤：S21.针对系统运行监测数据，从多变量数据相关分析、大规模数据相关分析、增长性数据相关分析角度出发，利用因素分析、聚类分析、判别分析、回归分析等相关性分析方法，分析各子系统过程变量的相关关系，选取可表征各子系统运行安全状态的过程变量作为安全性实时评估基本指标集；S22.结合《系统安全性通用大纲》和《航天产品安全性保证要求》以及设备和子系统有关额定运行参数，建立和补充定性、半定量和定量评价指标集；S23.结合步骤S21和步骤S22，即可构建出子系统运行安全的评价指标。进一步，所述步骤S3中,加注系统的综合评估模型的建立采用以下步骤：S31.根据加注系统各子系统的评价指标和层次结构，对同一层次的各元素关于上一层的重要性进行两两比较，构造判断矩阵，采用一致性指标和平均一致性指标检验判断矩阵的一致性，通过利用MATLAB编程以及Excel软件处理，可得到各元素的权重以及排序；S32.计算各层元素对系统总目标的合成权重并进行排序；S33.通过标准化处理，将指标变换成统一的、无量纲的标准化指标，其加权和即为加注系统的综合评估模型。进一步，所述步骤S4中，通过采集加注系统的实时运行数据，代入步骤S33所建立的综合评估模型，其运算结果即为用于加注系统运行安全评估的综合指数。进一步，所述步骤S5中，加注系统运行安全性的实时评估采用以下步骤：S51.根据步骤S4中所计算的综合指数，划分安全性等级，建立加注系统运行安全性的判断标准；S52.结合步骤S4中所得的综合指数以及步骤S51所建立的判断标准，实现对加注系统运行的安全程度和安全状态的实时评估。本专利技术的优点在于：本专利技术基于航天发射场加注系统的实时运行数据，对加注系统运行
的安全程度和安全状态进行实时的评估，为提升安全评价的科学性、预防安全事故的发生、优化安全措施提供依据，对于提高加注系统运行的安全性和保障发射任务的顺利进行具有重要的意义。附图说明本专利技术的附图说明如下。图1为本专利技术所述方法的流程示意图；图2为评估元素权重和排序的设计示意图；具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。图1为本专利技术所述方法的流程示意图，包括以下步骤：S1：划分加注系统的层次结构；S2：构建加注系统各子系统的评价指标；S3：建立加注系统综合评估模型；S4：计算加注系统运行安全评估的综合指数；S5：加注系统运行安全性的实时评估。所述加注系统层次结构的划分是根据加注系统组成部件的结构和功能，将加注系统分成控制系统、贮存增压系统、推进剂输送系统和液位指示系统，形成一个包含四大子系统的两级层次结构。各子系统相互关系和功能可描述为控制系统接受来自液位传感器、阀门位置等信号，向贮存增压系统发出规定的流量加注指令，由泵将液体推进剂通过输送系统注入火箭贮箱，当加注推进剂到达预定的液位时，液位传感器的敏感元件感受并发出报位信号，激发继电器向控制系统发出加注减速或停止信号。子系统评价指标的具体构建步骤如下：S21.针对系统运行监测数据，从多变量数据相关分析、大规模数据相关分析、增长性数据相关分析角度出发，利用因素分析、聚类分析、判别分析、回归分析等相关性分析方法，分析各子系统过程变量的相关关系，选取可表征各子系统运行安全状态的过程变量作为安全性实时评估基本指标集；S22.结合《系统安全性通用大纲》和《航天产品安全性保证要求》以及设备和子系统有
关额定运行参数，建立和补充定性、半定量和定量评价指标集；S23.结合步骤S21和步骤S22，即可构建出子系统运行安全的评价指标。加注系统的综合评估模型的具体建立步骤如下：S31.如图2所示，根据评估元素权重和排序的设计示意图，对同一层次的各元素关于上一层的重要性进行两两比较，构造判断矩阵，采用一致性指标和平均一致性指标检验判断矩阵的一致性，通过利用MATLAB编程以及Excel软件处理，可得到各元素的权重以及排序；S32.计算各层元素对系统总目标的合成权重并进行排序；S33.通过标准化处理，将指标变换成统一的、无量纲的标准化指标，其加权和即为加注系统的综合评估模型。所述综合指数的具体计算是通过采集加注系统的实时运行数据，代入步骤S33所建立的综合评估模型，其运算结果即为用于加注系统运行安全评估的综合指数。所述加注系统运行安全性的实时评估，具体步骤如下：S51.根据步骤S4中所计算的综合指数，划分安全性等级，建立加注系统运行安全性的判断标准，所述安全性等级可分为四级：I级(安全的)、II级(比较安全的)、III级(危险的)和IV级(灾难性的)；S52.结合步骤S4中所得的综合指数以及步骤S51所建立的判断标准，实现对加注系统运行的安全程度和安全状态的实时评估。以上所述仅为本专利技术的优选实施例，并不用于限制本专利技术，显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液氧加注系统运行安全评估方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：划分加注系统的层次结构；S2：构建加注系统各子系统的评价指标；S3：建立加注系统综合评估模型；S4：计算加注系统运行安全评估的综合指数；S5：加注系统运行安全性的实时评估。

【技术特征摘要】
1.一种液氧加注系统运行安全评估方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：划分加注系统的层次结构；S2：构建加注系统各子系统的评价指标；S3：建立加注系统综合评估模型；S4：计算加注系统运行安全评估的综合指数；S5：加注系统运行安全性的实时评估。2.根据权利要求1所述的航天发射场加注系统动态安全评估方法，其特征在于：步骤S1中根据加注系统组成部件的结构和功能，可将加注系统分成控制系统、贮存增压系统、推进剂输送系统和液位指示系统，形成一个包含四大子系统的两级层次结构。3.根据权利要求2所述的航天发射场加注系统动态安全评估方法，其特征在于：所述各子系统，其相互关系和功能可描述为控制系统接受来自液位传感器、阀门位置等信号，向贮存增压系统发出规定的流量加注指令，由泵将液体推进剂通过输送系统注入火箭贮箱，当加注推进剂到达预定的液位时，液位传感器的敏感元件感受并发出报位信号，激发继电器向控制系统发出加注减速或停止信号。4.根据权利要求1所述的航天发射场加注系统动态安全评估方法，其特征在于：步骤S2中子系统评价指标的构建采用以下步骤：S21.针对系统运行监测数据，从多变量数据相关分析、大规模数据相关分析、增长性数据相关分析角度出发，利用因素分析、聚类分析、判别分析、回归分析等相关性分析方法，分析各子系统过程变量的相关关系，选取可表征各子系统运行安全状态的过程变量作为安全性实时评估基本指标集；S22.结合《系统安全性通用大纲》...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴毅，毛永芳，魏善碧，江聪美，杨志敏，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50