溫州雷神二次雷達系統(tǒng)運行風險評估

劉海天

摘 要 風險矩陣法（Risk Matrix）是一種有效的風險管理和評價工具，可應用于分析設備的潛在風險，定義動態(tài)的警戒值。通過定性分析和定量分析綜合考慮風險影響和風險概率兩方面的因素，對溫州雷神二次雷達系統(tǒng)的運行功能、運行環(huán)境以及防護機制進行分析，識別風險源，分析和評價風險，合理分配安全投入，采取措施控制風險，將影響空管設備運行風險降低至可接受的程度。

關鍵詞 安全；危險源；風險評估；故障樹

中圖分類號：TN956 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）02-0048-02

1 雷神雷達系統(tǒng)的定義和框圖

1.1 定義

雷達Radar——Radio Detecting and Ranging，無線電檢測與測距。由此名稱可見：雷達的根本任務是發(fā)現(xiàn)目標，并測量其距離。二次雷達收、發(fā)工作頻率不同。發(fā)射為1030 MHz，接收為1090 MHz，其檢測距離可達到250海里。

隨著中國民航的快速發(fā)展，空中交通流量越來越繁忙，雷達系統(tǒng)對航空安全的發(fā)揮著非常重要的作用。管制員可以從雷達屏幕上看到飛機的代碼、空間位置、速度、上升下降等參數(shù)，雷達管制逐漸取代了程序管制。

大羅山雷神雷達是由英國雷神公司制造的一部單脈沖二次雷達，于2007年完成安裝。它是中國東部沿海航路上的一個重要節(jié)點，擔負著溫州附近區(qū)域的高空監(jiān)視。

1.2 結構框圖

整套系統(tǒng)采用模塊化設計，由天線系統(tǒng)、詢問機、LDRP、CMS構成。天線系統(tǒng)的功能是控制天線的運轉。詢問機的功能是發(fā)射信號和對接收信號的處理，由2臺主備機構成。LDRP的功能是顯示和回放本地雷達視頻信號，通過一臺計算機的軟件實現(xiàn)。CMS的功能是監(jiān)視和控制雷達運行狀態(tài)，通過一臺計算機的軟件實現(xiàn)。

圖1 雷神雷達系統(tǒng)結構圖

2 頂事件及其選擇原則

根據(jù)分析目的的不同相應的選取頂事件，可分別考慮對系統(tǒng)技術性能、可靠性和安全性、經濟性等影響顯著的故障事件作為頂事件。在雷神雷達系統(tǒng)中，通過值班日志，運維記錄等信息收集系統(tǒng)，對雷達系統(tǒng)的常見故障進行匯總，選取其中有代表性的。

本案例選取雷神雷達系統(tǒng)失效案例進行分析，將其作為頂事件構建故障樹。

3 建立故障樹

3.1 建立故障樹的假設

為簡化故障樹建立和分析，突出重點，找出主要因素，忽略不重要的次要因素，同時排除人為因素等。我們首先提出以下假設。

1）室內電纜、導線不會故障。

2）故障樹分析中不考慮人為因素導致的故障。

3）只考慮硬件故障，不考慮軟件故障。

4）不會造成雷達系統(tǒng)失效的輔助設備不分析。

3.2 建立完整的故障樹

根據(jù)雷達系統(tǒng)的功能原理，雷達系統(tǒng)失效包括天線系統(tǒng)失效和詢問機失效。 結合運維經驗及歷史數(shù)據(jù)深度剖析各方面的原因，包括設備、外部環(huán)境、運行管理等。構建出頂事件的故障樹，如圖2所示。

圖2 雷神雷達系統(tǒng)失效的風險

4 風險評估分析和相應建議

對于故障樹，我們列出所有“底事件”，并進行標識。

4.1 定性分析

由Fussel-Vesely算法推得故障樹最小割集有87個，分析其結構重要度可知，對頂事件起較大作用的底事件有X19、X20、X21、X21、X23、X24、這幾個。

4.2 定量分析

根據(jù)故障樹頂事件風險的計算方法，我們知道，只有知道故障樹各底事件的發(fā)生概率才能進行故障樹的定量分析。而底事件的概率可以根據(jù)歷史故障信息得到，對于沒有歷史故障信息的可以設定一定的時間期限并記錄下其發(fā)生概率的情況。本文根據(jù)安全生產信息管理系統(tǒng)上的故障信息計算風險故障樹中各底事件的發(fā)生概率。

根據(jù)統(tǒng)計2007年8月-2013年2月年溫州大羅山雷達站設備故障發(fā)生次數(shù)來確定故障樹所有底事件的發(fā)生概率。根據(jù)系統(tǒng)實際運行狀況及實際風險值采用基于指數(shù)分布的故障概率計算頂事件概率，如表2。（對于故障次數(shù)為0的底事件的故障概率使用平均無故障時間，即設備最低使用年限為15年）

通過計算得出頂事件及其三個主要事件的風險概率如表3所示。

對應風險可能性和風險重要性表中各項描述，找出頂事件的相應風險可能性和風險重要性并計算風險值。

根據(jù)風險矩陣得出結論：

各項風險值均在可接受風險范圍之內（可容忍風險——采取風險減緩措施后可接收，可能需要管理決策。意味著風險暫不能降低到可接受風險水平，可以在一定時期內容許這種風險的存在，但必須評審現(xiàn)有防護措施的效率，確定生產運行的限制條件和相應的安全監(jiān)督計劃，并采取進一步措施，降低風險至ALARP的水平，確保生產運行在限制條件下進行），說明系統(tǒng)在遇相關風險后，可采取有效措施繼續(xù)運行。

5 風險緩解措施

根據(jù)風險分析中發(fā)生概率及對頂事件影響較大的頂事件，給予重點關注，由此得出風險緩解措施如下。

1）每日做好系統(tǒng)設備巡檢，必要時加強值班崗位和加強巡檢力度。

2）認真完成備件統(tǒng)計工作，及時完成對故障板件維修和送修工作。

3）仔細觀察雷達天線的運行情況，是否有漏油、異常聲音等情況，并做好每年的維護工作。

參考文獻

[1]GB/T 24353-2009風險管理-原則與實施指南.

[2]民航空中交通管理安全評估管理辦法（AP-83-TM-2011-01）.

[3]民航空管安全評估辦法（試行）.endprint