为了辨识油气智慧管道系统中存在的信息安全风险,通过基于系统论事故分析模型(systems-theoretic accident modeling and process,STAMP)的方法,对油气智慧管道系统的信息物理安全进行全面评估与分析。首先,系统综合分析了油气智慧管道...为了辨识油气智慧管道系统中存在的信息安全风险,通过基于系统论事故分析模型(systems-theoretic accident modeling and process,STAMP)的方法,对油气智慧管道系统的信息物理安全进行全面评估与分析。首先,系统综合分析了油气智慧管道涉及的设备、设施、工艺、元件,评估其安全性。其次,通过建立STAMP模型,深入分析了各层级、元件之间的反馈信息与控制动作,形成了明确的控制反馈回路,突显了元件之间的关联与控制关系。在此基础上,系统辨识出了潜在的信息风险因素,推导并构建了可能发生的系统失效场景。以天然气输气首站油气智慧管道系统为例,研究验证了基于STAMP模型的可行性和有效性。结果显示,该方法不仅直观地描述了元件之间的关联与控制关系,而且从物理层功能安全的角度全面考虑了信息风险,特别凸显了过程控制系统(process control systems,PCS)及易受攻击的操作员站。与传统方法相比,本研究所提出的方法将信息物理安全风险因素的识别率提升至80%以上,提高了40%以上,有助于避免不必要的安全措施冗余设计,提高了安全风险管控的准确性。展开更多
地下储气库(以下简称储气库)老井封堵施工,因井况复杂、动态交互性强,存在井筒窜气及封堵失效等高风险隐患。现有封堵井施工风险评价方法多依赖定性分析,难以量化关键因素间的非线性影响,且传统决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法存在...地下储气库(以下简称储气库)老井封堵施工,因井况复杂、动态交互性强,存在井筒窜气及封堵失效等高风险隐患。现有封堵井施工风险评价方法多依赖定性分析,难以量化关键因素间的非线性影响,且传统决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法存在主观偏差问题。为此,基于模糊集理论改进DEMATEL算法,通过量化专家判断与引入原因度—中心度权重优化机制,构建了从系统级事故到不安全控制行为(UCA)的动态因果路径;然后结合概率阈值判定与多级风险传递分析,实现关键风险因素的定量排序与演化机理解析,最后建立了一种融合模糊逻辑与系统理论过程分析(Systematic Theory Process Analysis, STPA)的多尺度风险评价模型。研究结果表明:(1)融合改进的模糊DEMATEL与系统理论过程分析(STPA)方法能有效量化关键风险因素,通过引入原因度和中心度优化权重计算,显著降低了主观偏差,改进后方法的皮尔逊积矩(Pearson)相关系数优于传统模糊DEMATEL;(2)改进后的多级分析能对多个相互影响的风险因素进行多尺度的风险评价,确定不同风险因素的优化权重、相互间的因果关系、整体概率分布和传递路径;(3)多级风险传递路径分析揭示了不安全控制行为动态演化机制。结论认为,案例验证识别结果与施工现场实际风险高度吻合,该方法可以有效识别关键风险因素,且能够克服专家评价的模糊性与不确定性,为储气库老井封堵施工系统精准风险管控提供了理论和技术支撑。展开更多
文摘为了辨识油气智慧管道系统中存在的信息安全风险,通过基于系统论事故分析模型(systems-theoretic accident modeling and process,STAMP)的方法,对油气智慧管道系统的信息物理安全进行全面评估与分析。首先,系统综合分析了油气智慧管道涉及的设备、设施、工艺、元件,评估其安全性。其次,通过建立STAMP模型,深入分析了各层级、元件之间的反馈信息与控制动作,形成了明确的控制反馈回路,突显了元件之间的关联与控制关系。在此基础上,系统辨识出了潜在的信息风险因素,推导并构建了可能发生的系统失效场景。以天然气输气首站油气智慧管道系统为例,研究验证了基于STAMP模型的可行性和有效性。结果显示,该方法不仅直观地描述了元件之间的关联与控制关系,而且从物理层功能安全的角度全面考虑了信息风险,特别凸显了过程控制系统(process control systems,PCS)及易受攻击的操作员站。与传统方法相比,本研究所提出的方法将信息物理安全风险因素的识别率提升至80%以上,提高了40%以上,有助于避免不必要的安全措施冗余设计,提高了安全风险管控的准确性。
文摘地下储气库(以下简称储气库)老井封堵施工,因井况复杂、动态交互性强,存在井筒窜气及封堵失效等高风险隐患。现有封堵井施工风险评价方法多依赖定性分析,难以量化关键因素间的非线性影响,且传统决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法存在主观偏差问题。为此,基于模糊集理论改进DEMATEL算法,通过量化专家判断与引入原因度—中心度权重优化机制,构建了从系统级事故到不安全控制行为(UCA)的动态因果路径;然后结合概率阈值判定与多级风险传递分析,实现关键风险因素的定量排序与演化机理解析,最后建立了一种融合模糊逻辑与系统理论过程分析(Systematic Theory Process Analysis, STPA)的多尺度风险评价模型。研究结果表明:(1)融合改进的模糊DEMATEL与系统理论过程分析(STPA)方法能有效量化关键风险因素,通过引入原因度和中心度优化权重计算,显著降低了主观偏差,改进后方法的皮尔逊积矩(Pearson)相关系数优于传统模糊DEMATEL;(2)改进后的多级分析能对多个相互影响的风险因素进行多尺度的风险评价,确定不同风险因素的优化权重、相互间的因果关系、整体概率分布和传递路径;(3)多级风险传递路径分析揭示了不安全控制行为动态演化机制。结论认为,案例验证识别结果与施工现场实际风险高度吻合,该方法可以有效识别关键风险因素,且能够克服专家评价的模糊性与不确定性,为储气库老井封堵施工系统精准风险管控提供了理论和技术支撑。
