【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可靠性工程与系统安全分析领域，特别涉及一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法。
技术介绍
1、系统过程安全问题始终是石油化工、核动力装置、海上油气开采、航运等高风险工业领域重点关注的内容。而且，以上所述安全关键设施通常运行在极端复杂和恶劣的工况环境条件下，工作人员承受着长时间工作、繁重的认知和操作负荷压力，容易诱发人因失误。尤其是在极端陌生任务场景下，操纵员在缺乏行之有效的规程操控指引或技术支持下，只能依靠自身知识结构和经验进行应急安全响应，心理压力极大，不利于事故的缓解和恢复。
2、现有事故经验教训再次表明，即使是在高设计标准、高运行安全规范和多层纵深防御保障的前提下，在极端环境和运行条件下非预期性事件仍有可能发生并超出现有的系统安全防护、事故缓解和响应能力，尤其是在缺乏行之有效的应急管理策略和系统化规程指引的前提下，如何采取合适的应急响应措施，使装置能够在安全模式下得到控制和恢复，是有效预防和遏制重大事故风险的关键。
3、目前，针对非预期性突发事件下的关键安全功能恢复和缓解的应急响应任务和动作规划主要是基于安全分析模型或知识推理模型实现。然而，对于大型复杂工程系统而言，系统建模过程是一个非常繁琐、费力和耗时的过程，不同建模分析人员对系统行为和失效特征的理解存在差异化，模型知识表达不够完备，一致性不能得到充分保证。而且，功能知识模型推理关系复杂，因各种未知不确定性问题引入，模型难以精准地预测和捕捉到非预期性突发事件下的系统运行动态，对系统设备的操控动作规划不够细化具体(m.c.so
技术实现思路
1、本专利技术针对现有系统可靠性和安全分析方法模型映射关系差、连接关系不明确、成功路径规划工具缺乏、结果难以验证等技术问题，提出一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，本专利技术将在go-flow方法理论研究的基础上，提出一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，通过系统工艺流程图设计输入，自动构建go-flow模型，结合对go-flow模型文件数据的解析，沿信号流方向识别不同功能部件go-flow操作符之间的连接关系，应用深度优先遍历搜索得到系统成功路集全集，通过共有信号处理和理想信号计算，实现系统成功路径有效性能综合评价，为操纵员提供行之有效的操控指引建议，并以此作为功能知识推理方法的一种有效补充，提高操纵员对非预期性突发事件的应急操控和响应能力，从而为系统实时运行风险指引安全管理奠定技术基础。
2、本专利技术的第一个目的在于提供一种基于系统工艺流程图go-flow自动建模方法，保障建模的一致性和高效性。
3、本专利技术的第二个目的在于提供一种共有信号识别和重命名方法，便于系统部件之间相关性分析、信号流的分析计算以及成功路径搜寻。
4、本专利技术的第三个目的在于提供一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，为极端陌生任务场景下的系统功能恢复和缓解提供运行操控指引。
5、本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
6、一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，包括以下步骤：
7、s1、基于系统工艺流程图(p&id)输入，读取系统设备结构组成及物理部件之间的连接关系，根据通用设备类go-flow模型化组件，自动构造系统go-flow模型；通过设备可靠性特征参数导入，初始化系统go-flow模型参数，生成系统go-flow模型文件；
8、s2、基于系统go-flow模型文件输入，通过文件数据解析实现对go-flow操作符、信号线及对应连接关系的自动识别和获取；
9、s3、根据go-flow信号流编译结果，提取系统最终输出信号，通过信号流回溯追迹算法实现对最终信号流路径的溯源，沿逆流路径方向完成对所有上游关联操作符的最终信号标识；
10、s4、依据系统go-flow模型中各操作符的最终信号标记显示，由信号流分支和合并准则判别共有信号；针对共有信号，进行标记和重命名处理，便于信号流的快捷分析计算；
11、s5、根据系统go-flow模型中各操作符类型及上下游连接关系，结合深度优先搜索策略，由源信号开始，遍历所有操作符，通过信号流合并、化简及共有信号的重命名处理，生成系统最小路集全集，即系统成功路集；
12、s6、通过对最小路集全集中信号流的重命名还原，得到包括实际物理部件功能模式组合的系统最小成功路径，实现系统成功路径规划；
13、s7、针对系统成功路集中的每一条成功路径，读入路径上所包括的设备的可靠性特征参数，按串联可靠性计算得到每一条路径的成功概率，实现系统成功路径有效性性能评价，根据系统成功路径有效性性能评价执行系统成功路径规划。
14、进一步地，步骤s2中，所述系统go-flow模型文件是对系统go-flow图形化模型的具体结构数据呈现，系统go-flow模型数据结构反映了系统设备的上下游物理和逻辑连接关系；系统go-flow模型文件数据结构包括五部分，分别为：系统go-flow模型结构数据、设备可靠性特征参数、系统运行操纵时间序列、设备状态触发控制信号和最终信号标记；
15、系统go-flow模型数据解析的目的是实现对系统go-flow模型中的go-flow操作符、信号线及对应连接关系的识别，从而为基于图论搜索的最小路集全集求解奠定基础；
16、所述go-flow操作符、信号线及对应连接关系可直接通过系统go-flow模型结构数据获取得到，系统go-flow模型结构数据由多个并列行组成，每一行记录一个go-flow操作符信息，由左向右依次覆盖操作符序号、操作符类型、同一类型操作符但不同参数设置行序号、操作符输出信号序号、主输入信号个数、主输入信号来源、次输入信号个数、次输入信号来源。
17、进一步地，如果操作符存在多个主输入信号，则在主输入信号个数列后插入多个列，同样如果操作符存在多个次输入信号，则在次输入信号个数列后插入多个列；go-flow操作符类型用于表征不同系统设备及其功能状态模式，信号线用于连接不同的go-flow操作符，表示实际物理部件的上下游连接关系和逻辑结构关系，信号流方向代表工质流流动方向。
18、进一步地，步骤s3中，基于系统go-flow模型文件数据解析，提取系统最终输出信号，沿信号流反方向追溯至始发源信号，并将对应流路径上的所有go-flow操作符加以最终信号标记，由信号流分支和合并准则判别共有信号，具体如下：
19、s3.1、从系统go-flow模型文件中的最终信号标记区域读取一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：步骤S2中，所述系统GO-FLOW模型文件是对系统GO-FLOW图形化模型的具体结构数据呈现，系统GO-FLOW模型数据结构反映了系统设备的上下游物理和逻辑连接关系；系统GO-FLOW模型文件数据结构包括五部分，分别为：系统GO-FLOW模型结构数据、设备可靠性特征参数、系统运行操纵时间序列、设备状态触发控制信号和最终信号标记；
3.根据权利要求2所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：如果操作符存在多个主输入信号，则在主输入信号个数列后插入多个列，同样如果操作符存在多个次输入信号，则在次输入信号个数列后插入多个列；GO-FLOW操作符类型用于表征不同系统设备及其功能状态模式，信号线用于连接不同的GO-FLOW操作符，表示实际物理部件的上下游连接关系和逻辑结构关系，信号流方向代表工质流流动方向。
4.根据权利要求2所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径
5.根据权利要求4所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：步骤S5具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：所述通用功能操作符包括21、26、27、35、37、38、39号GO-FLOW操作符，分别用于表述两状态结构单元、常关部件、常开部件、设备随时间的运行失效、设备随时间的备用失效、维修过程、以及频繁开关类元器件；
7.根据权利要求6所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：步骤S7中，针对每一最小成功路集，确定面向系统任务成功的最小设备功能模式组合，由系统设备功能模式的具体组合方式确定成功路集阶数及复杂度，以此作为系统成功路径有效性能定性评价准则；阶数越高，为达成系统成功所须操控任务越复杂，可靠性相对较低；反之亦然；
9.根据权利要求1所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：步骤S7中，根据最小成功路集中信号流的组成，由理想信号的定义计算给出每一GO-FLOW信号流的强度，通过组成GO-FLOW操作符理想信号强度的求积运算得到最小路集的发生概率。
10.根据权利要求9所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：所述理想信号是指GO-FLOW操作符输出主信号与输入主信号强度的比值。
...【技术特征摘要】
1.一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：步骤s2中，所述系统go-flow模型文件是对系统go-flow图形化模型的具体结构数据呈现，系统go-flow模型数据结构反映了系统设备的上下游物理和逻辑连接关系；系统go-flow模型文件数据结构包括五部分，分别为：系统go-flow模型结构数据、设备可靠性特征参数、系统运行操纵时间序列、设备状态触发控制信号和最终信号标记；
3.根据权利要求2所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：如果操作符存在多个主输入信号，则在主输入信号个数列后插入多个列，同样如果操作符存在多个次输入信号，则在次输入信号个数列后插入多个列；go-flow操作符类型用于表征不同系统设备及其功能状态模式，信号线用于连接不同的go-flow操作符，表示实际物理部件的上下游连接关系和逻辑结构关系，信号流方向代表工质流流动方向。
4.根据权利要求2所述的一种基于流信号结构化解析的系统成功路径规划方法，其特征在于：步骤s3中，基于系统go-flow模型文件数据解析，提取系统最终输出信号，沿信号流反方向追溯至始发源信号，并将对应流路径上的所有go-flow操作符加以最终信号标记，由信号流分支和合并准则判别共有信号，具体如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于...
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