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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