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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