定 价:315 元
丛书名:大飞机出版工程·民机先进航电系统及应用系列
- 作者:谷青范 著,冯培德,顾诵芬 编
- 出版时间:2019/12/1
- ISBN:9787313227768
- 出 版 社:上海交通大学出版社
- 中图法分类:V243
- 页码:460
- 纸张:胶版纸
- 版次:1
- 开本:16开
《航空电子系统安全性设计与分析技术》从工程实践的角度描述了航空电子系统安全性的相关概念、规范要求以及工作流程,从系统实现的角度阐述了安全性关键架构设计、软件/硬件容错设计技术,以及基于模型的安全性评估方法和数据安全的处理机制;同时,以民用飞机驾驶舱显示系统为对象开展航空电子系统安全性工程实践演示,从系统安全性需求捕获与定义入手,贯穿整个系统安全性设计与评估过程,涵盖了单个失效和组合失效分析,能够指导工程应用。
《航空电子系统安全性设计与分析技术》适用于民用飞机设计人员、航空电子领域以及安全性评估领域的工程技术人员,也可供航空院校的教师、研究生的参考使用。
民用航空电子系统是民用飞机的重要组成部分,是飞行员获取飞行、导航、控制信息,支持飞机安全飞行和引导的关键系统。航空电子技术在保障飞机性能和实现更安全、更舒适、更环保、更高效和更经济的飞行方面发挥着决定性作用。与此同时,也对系统的安全性设计提出了更高的要求。
民用飞机安全性是其不发生事故的能力,它是民用飞机的重要特性。国外航空工业先进国家非常重视飞机安全性设计和分析工作,波音、空客等公司开展的安全性设计、分析和评估工作显著降低了事故发生率。美国联邦航空管理局颁布的运输类飞机适航标准FAR-25是民机适航运营的基础,近年来适航标准不断修订,对飞机安全性设计工作的要求不断提高,除了民用飞机设计本身,还考虑了人、环境和管理等诸多因素。
目前,国内还没有关于航空电子系统安全性设计研究的著作。航空电子系统安全性设计、分析和评估的方法和应用散落在部分期刊、文献之中,不能系统地为该领域的研究人员提供参考。编者在开展航空电子系统安全性设计研究之初,就非常希望能找到一本合适的参考书,既包含基本的方法,又包含工程的最佳实践,无奈没有,只能通过阅读SAEARP4761等外文标准去学习体会。本书在讲解关于航空电子系统的安全性设计、分析和评估方法的同时,会以一个案例说明方法的使用,希望能为相关人员提供帮助。
本书共分为8章,第1章为绪论,描述了航空电子系统领域的安全性内涵及相关适航安全性符合性要求,提出了本书的研究目标。第2章为航空电子系统安全性评估流程与方法,介绍了传统的致因分析方法、系统控制理论方法以及基于模型的安全性分析方法。第3章为安全性需求捕获与确认方法,从飞行任务组织、系统架构约束以及适航规章、运行环境等多个角度阐述了航空电子新系统安全性需求的捕获与确认方法。第4章为综合模块化航空电子系统安全性设计,阐述了基于模型的系统安全性设计方法。第5章为航空电子系统安全性评估技术,阐述了安全性评估流程和方法,并对缓存、单/多粒子影响、共模等内容以专题的形式进行了讨论。第6章为支持安全关键功能的软件/硬件容错架构,阐述了机载软件/硬件的安全性考虑。第7章阐述了航空电子系统数据处理的安全性。第8章以民用飞机驾驶舱显示系统为实例,阐述了航空电子系统安全性工程实践。
本书的编写得到了航空工业无线电电子研究所上海航空电子公司安全性团队和国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“面向大型飞机综合化航空电子系统安全性基础问题研究”相关科研人员的大力支持,包括董海勇、荣灏、周元辉、张福凯、林谢贵、张茂帝、杨亮、陈龙、李娜、鲍晓红、纪华东等;本书还获得了国家出版基金的资助,在此一并表示感谢。同时要特别感谢上海交通大学航空航天学院王国庆教授对本书编写的支持和帮助!
由于航空电子系统安全性设计是面向系统的设计分析技术,具有概念新、领域广和范围宽的特征,因此在本书编写中存在许多不全面、不系统、不完善的地方以及问题和缺陷,希望大家批评指正。
1 绪论
1.1 系统安全性
1.1.1 系统安全工程
1.1.2 系统安全过程
1.1.3 系统安全分析基本方法
1.2 危险、事故和风险
1.2.1 危险基本概念
1.2.2 危险与事故的转换原理
1.2.3 危险与事故的概率
1.3 航空电子系统安全性
1.3.1 飞机系统安全性设计概况
1.3.2 航空电子系统的内涵
1.3.3 航空电子系统安全要求
1.3.4 安全性设计与系统研发过程
1.3.5 适航安全符合性验证方法
1.4 小结
参考文献
2 航空电子系统安全性评估流程与方法
2.1 安全性需求定义
2.1.1 可用性和完整性概率需求
2.1.2 避免无单点失效需求
2.1.3 研制保证等级需求
2.1.4 暴露时间(风险可能发生的时间)
2.2 系统安全性评估与系统开发流程
2.2.1 系统安全性评估流程数据流
2.2.2 航空电子系统安全性评估过程
2.3 典型系统安全性分析活动
2.3.1 共模分析
2.3.2 特定风险分析
2.3.3 区域安全性分析
2.3.4 固有危害分析
2.3.5 失效模式和影响分析
2.3.6 失效模式和影响摘要
2.4 基于系统控制理论的分析方法
2.4.1 系统控制理论
2.4.2 系统理论过程分析
2.5 基于模型的安全性分析方法
2.5.1 概述
2.5.2 安全性建模分析技术
2.5.3 安全性分析实例
2.6 小结
参考文献
3 安全性需求捕获与确认方法
3.1 安全性需求的追溯关系
3.1.1 飞机级安全性需求来源
3.1.2 系统级安全性需求来源
3.1.3 设备级安全性需求来源
3.1.4 软件硬件安全性需求来源
3.2 飞机系统危险识别方法
3.3 人为因素风险识别
3.4 系统设计过程中的安全性需求捕获
3.4.1 随机失效概率需求
3.4.2 研制保证等级需求
3.4.3 避免单点失效需求
3.4.4 独立性需求
3.4.5 冗余备份需求
3.4.6 功能监控需求
3.4.7 错误行为的检测需求
3.4.8 规避风险的操作需求
3.4.9 监控需求
3.4.10 监控功能的检测需求
3.4.11 错误及失效告警需求
3.4.12 应急操作程序的机组操作需求
3.4.13 签派需求
3.4.14 单粒子翻转和多位翻转需求
3.4.15 安装和维护派生出的安全性需求
3.5 适航规章的安全性约束捕获
3.6 运行环境方面的安全性需求捕获
3.7 需求管理
3.8 安全性需求确认方法
3.9 小结
参考文献
4 综合模块化航空电子系统安全性设计
4.1 综合模块化航空电子系统架构
4.2 综合模块化航空电子系统架构与安全性模型
4.2.1 支持安全性扩展的架构模型
4.2.2 综合模块化航空电子系统架构与安全性设计过程
4.2.3 资源配置与评估
4.3 系统架构安全性设计模式
4.3.1 架构余度安全性设计
4.3.2 IMA网络系统安全性设计
4.3.3 远程数据接入安全性设计
4.3.4 典型航空电子系统架构安全性设计
4.4 小结
参考文献
5 航空电子系统安全性评估技术
5.1 基本技术
5.1.1 系统功能危害性评估
5.1.2 故障树分析
5.1.3 失效模式及影响分析
5.2 专题技术
5.2.1 商用货架处理器评估
5.2.2 缓存评估
5.2.3 SEUMBU分析
5.2.4 共模分析
5.3 小结
参考文献
6 支持安全关键功能的软件硬件容错架构
6.1 机载软件
6.1.1 软件可靠性与软件系统安全性
6.1.2 提高软件系统安全性的措施
6.2 复杂电子硬件
6.2.1 硬件故障模型
6.2.2 硬件容错架构
6.2.3 典型复杂电子故障检测案例
6.3 小结
参考文献
7 航空电子系统数据处理的安全性
7.1 概述
7.1.1 数据安全性背景
7.1.2 数据处理相关规范与标准
7.1.3 航空电子系统数据
7.2 数据安全性
7.2.1 基本概念
7.2.2 安全相关数据组成
7.3 安全相关数据处理过程
7.3.1 航空数据供应链
7.3.2 航空数据处理流程
7.3.3 航空数据质量要求
7.4 数据处理过程中的危害识别
7.5 数据安全性分析方法与验证技术
7.6 小结
参考文献
8 航空电子系统安全性工程实践
8.1 航空系统安全性工程实施
8.1.1 安全性工程流程
8.1.2 安全性评估工作与系统研制工作的关系
8.1.3 系统供应商的安全性评估工作
8.1.4 供应商一主制造商安全性工作接口信息
8.2 安全性管理
8.2.1 安全性需求的管理
8.2.2 研制保证等级的分配及其管理
8.2.3 安全性确认和验证工作及其管理
8.3 航空电子系统安全性设计案例
8.3.1 概述
8.3.2 综合显示系统架构
8.3.3 安全性机制
8.3.4 符合性方法
8.3.5 安全性分析方法
8.4 小结
参考文献
缩略语
索引