基于组合体航天器的相对风险评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于组合体航天器的相对风险评估方法，包括以下步骤：a.确定风险故障，熟悉组合体航天器功能系统，然后根据风险故障和航天器功能系统确定引起风险故障的开始因素；b.建立组合体航天器任务过程中的故障树和事件树；c.根据组合体航天器的不同构型确定相对故障树和相对事件树；d.分析评估组合体航天器任务过程中的风险故障，对风险故障的重要度排序。根据本发明专利技术的基于组合体航天器的相对风险评估方法可以克服传统风险评估方法对数据要求高和工作量大的问题，提高风险评估的准确率和工作效率。

Relative risk assessment method based on composite spacecraft

The invention relates to a relative risk assessment method based on a composite spacecraft, including the following steps: A. determines the risk failure, is familiar with the integrated spacecraft functional system, and then determines the starting factor of the risk failure according to the risk failure and the spacecraft functional system; the B. builds the fault of the spacecraft in the mission process. The tree and event tree; C. determines the relative fault tree and the relative event tree based on the different configurations of the composite spacecraft; the D. analysis and evaluation of the risk malfunction in the spacecraft mission process and the importance of the risk malfunction. The relative risk assessment method based on the composite spacecraft based on the invention can overcome the problems of high demand and heavy workload in the traditional risk assessment method, and improve the accuracy and efficiency of risk assessment.

【技术实现步骤摘要】
基于组合体航天器的相对风险评估方法
本专利技术涉及载人航天器信息安全
，尤其涉及一种基于多个具备独立飞行能力的航天器在轨交会对接组成组合体航天器的相对风险评估方法。
技术介绍
随着载人航天的快速发展，建造多功能的空间实验室组合体航天器已经成为了航天器发展的新趋势。组合体航天器由多个具备独立飞行能力的航天器在轨交会对接组成，可以组合成多种在轨形态，并且具备极高的重构能力。基于组合体航天器小子样高可靠性的特点，如何对比和量化不同设计方案的风险因素成为了组合体航天器发展的重要瓶颈。传统的风险评估技术在数据不足的情况下应用会导致评估结果的不确定性大幅提高，使风险评估结果的可信度遭到质疑从而失去风险评估的意义。用传统的风险评估技术对我国空间站进行风险评估需要对空间站每种构型方式单独进行评估，然后比对评估结果找出最优的重构方法。传统风险评估方法对数据量要求高、工作量大。传统风险评估方法对组合体类航天器多种设计构型共存评估工作量大、不确定性高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种可以克服传统风险评估方法对数据要求高和工作量大的基于组合体航天器的相对风险评估方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种基于组合体航天器的相对风险评估方法，包括以下步骤：a.确定风险故障，熟悉组合体航天器功能系统，然后根据风险故障和航天器功能系统确定引起风险故障的开始因素；b.建立组合体航天器任务过程中的故障树和事件树；c.根据组合体航天器的不同构型确定相对故障树和相对事件树；d.分析评估组合体航天器任务过程中的风险故障，对风险故障的重要度排序。根据本专利技术的一个方面，所述风险故障为影响组合体航天器安全的故障树中的顶事件。根据本专利技术的一个方面，所述开始因素为影响组合体航天器安全的故障树中的基本事件。根据本专利技术的一个方面，所述相对故障树为不同构型的组合体航天器所具有的相同顶事件的不同故障树相比后得到的只包含不同构型的组合体航天器特有故障的故障树。根据本专利技术的一个方面，所述相对事件树为不同构型的组合体航天器所具有的相同顶事件的不同事件树相比后得到的只包含不同构型的组合体航天器特有的故障事件的事件树。根据本专利技术的一个方面，在所述d步骤中，采用相对风险率R21对组合体航天器任务风险故障进行分析，然后根据相对风险率R21的高低对风险故障的重要度进行从高到低的排序；其中，相对风险率R21为：式中：Ii(1)为特定风险故障的影响量在总风险中的相对重要度，Ci(1)和Ci(2)为不同构型的组合航天器的风险故障中同一顶事件的两个事件。根据本专利技术的一个方案，根据本专利技术的基于具有多种构型的组合体航天器的相对风险评估方法能够解决上述工作量大、评估结果复杂的问题，同时使得评估结果准确，避免了诸多的不确定性。根据本专利技术的一个方案，因为相对风险评估把不同构型同一顶事件的事件进行比对，其中许多相同或相似的影响因子会约去。所以，相对风险评估分析结果与绝对风险评估结果相比，相对风险评估的不确定性会显著减少。根据本专利技术的一个方案，对于组合体航天器这种具有多种构型和多种重构方式的小子样航天器而言，相对风险评估可以明显地区分不同构型的差别。而且可以针对重点故障事件进行有针对性的地面试验，从而节省研制经费。根据本专利技术的一个方案，解决航天风险评估领域缺少在轨和地面试验数据的尴尬现状，以相对较少的数据采集量得到定量的风险评估结果。本专利技术可以有效的减少风险评估因数据采集不足而导致的评估结果不确定性增大的问题。本专利技术针对组合体航天器的特殊性以相对代替绝对，提高风险评估的准确率和工作效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示意性表示根据本专利技术的基于组合体航天器的相对风险评估方法的流程图。具体实施方式此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，附图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属
中的普通技术人员所知的形式。此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本专利技术保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本专利技术并不特别地限定于优选的实施方式。本专利技术的范围由权利要求书所界定。在本专利技术中，基于组合体航天器的相对风险评估方法是应用于具有多种设计构型和多种重构方式的高可靠性小子样复杂组合体航天器。此种组合体航天器是由多个具备独立飞行能力的航天器在轨交会对接而成的。此种组合体航天器具有多种构型，例如在轨目标航天器与载人飞船交会对接时构成的组合体航天器或者在轨目标航天器与货运飞船交会对接时构成的组合体航天器等等。在本专利技术中，根据组合体航天器的不同构型对组合体航天器建立故障树和事件树，通过纵向对比多个故障树和多个事件树得到相对故障树和相对事件树，从而找出不同设计构型的薄弱环节。接下来，设计有针对性的地面试验对相对事件树中展现出来的设计构型的薄弱环节进行针对试验。同时对在轨组合体航天器的薄弱环节进行有针对性的数据采集。在轨及试验数据采集完成后需要对航天器的各种薄弱环节进行重要度排序，并且对每一个薄弱环节所导致的直接后果和间接后果进行分组，对于危害及其严重的薄弱环节在后续的重构设计中应该第一考虑，其他薄弱环节可以根据薄弱环节的重要度排序在考虑重构成本的前提下在重构设计中加以考虑。图1示意性表示根据本专利技术的基于组合体航天器的相对风险评估方法的流程图。如图1所示，根据本专利技术的基于组合体航天器的相对风险评估方法包括以下步骤：a.确定风险故障，熟悉组合体航天器功能系统，然后根据风险故障和航天器功能系统确定引起风险故障的开始因素；b.建立组合体航天器任务过程中的故障树和事件树；c.根据组合体航天器的不同构型确定相对故障树和相对事件树；d.分析评估组合体航天器任务风险故障，对风险故障的重要度排序。根据本专利技术的一种实施方式，在进行风险评估之前，需要熟悉组合体航天器的整体系统设计、运行思路，了解安全性指标的提出依据、目标、范围和类型至关重要。在本专利技术中，对组合体航天器的熟悉程度直接决定了风险评估结果的准确性。在本实施方式中，首先需要明确组合体航天器在任务过程中可能遇到的风险故障，此风险故障即为影响组合体航天器安全运行和/或工作的风险。然后根据上述确定的风险故障和组合体航天器的功能系统确定能够引起风险故障的开始因素。在本实施方式中，风险故障为影响组合体航天器安全的故障树中的顶事件，开始因素为影响组合体航天器安全的故障树中的基本事件。根据本专利技术的一种实施方式，根据确定的风险故障和引起风险故障的开始因素建立一种构型的组合体航天器任务过程中的故障树和事件树，然后再建立另外一种构型的组合体航天器任务过程中的故障树和事件树。将上述两种不同构型的具有相同顶事件(相同风险故障或者相同风险故障事件)的故障树和事件树分别相比后得到本专利技术中的相对故障树和相对事本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于组合体航天器的相对风险评估方法，包括以下步骤：a.确定风险故障，熟悉组合体航天器功能系统，然后根据风险故障和航天器功能系统确定引起风险故障的开始因素；b.建立组合体航天器任务过程中的故障树和事件树；c.根据组合体航天器的不同构型确定相对故障树和相对事件树；d.分析评估组合体航天器任务过程中的风险故障，对风险故障的重要度排序。

【技术特征摘要】
1.一种基于组合体航天器的相对风险评估方法，包括以下步骤：a.确定风险故障，熟悉组合体航天器功能系统，然后根据风险故障和航天器功能系统确定引起风险故障的开始因素；b.建立组合体航天器任务过程中的故障树和事件树；c.根据组合体航天器的不同构型确定相对故障树和相对事件树；d.分析评估组合体航天器任务过程中的风险故障，对风险故障的重要度排序。2.根据权利要求1所述的基于组合体航天器的相对风险评估方法，其特征在于，所述风险故障为影响组合体航天器安全的故障树中的顶事件。3.根据权利要求1所述的基于组合体航天器的相对风险评估方法，其特征在于，所述开始因素为影响组合体航天器安全的故障树中的基本事件。4.根据权利要求1所述的基于组合体航天器的相对风险评估方法，其特征在于，所述相对故障树为不同构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏，周昊澄，张昊，石小林，李学东，朱恩涌，张峤，刘敏，郑昊，李喆，吴冰，曲溪，鲜峰，
申请(专利权)人：北京空间技术研制试验中心，
类型：发明
国别省市：北京,11