温州雷神二次雷达系统运行风险评估

刘海天

摘 要 风险矩阵法（Risk Matrix）是一种有效的风险管理和评价工具，可应用于分析设备的潜在风险，定义动态的警戒值。通过定性分析和定量分析综合考虑风险影响和风险概率两方面的因素，对温州雷神二次雷达系统的运行功能、运行环境以及防护机制进行分析，识别风险源，分析和评价风险，合理分配安全投入，采取措施控制风险，将影响空管设备运行风险降低至可接受的程度。

关键词 安全；危险源；风险评估；故障树

中图分类号：TN956 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）02-0048-02

1 雷神雷达系统的定义和框图

1.1 定义

雷达Radar——Radio Detecting and Ranging，无线电检测与测距。由此名称可见：雷达的根本任务是发现目标，并测量其距离。二次雷达收、发工作频率不同。发射为1030 MHz，接收为1090 MHz，其检测距离可达到250海里。

随着中国民航的快速发展，空中交通流量越来越繁忙，雷达系统对航空安全的发挥着非常重要的作用。管制员可以从雷达屏幕上看到飞机的代码、空间位置、速度、上升下降等参数，雷达管制逐渐取代了程序管制。

大罗山雷神雷达是由英国雷神公司制造的一部单脉冲二次雷达，于2007年完成安装。它是中国东部沿海航路上的一个重要节点，担负着温州附近区域的高空监视。

1.2 结构框图

整套系统采用模块化设计，由天线系统、询问机、LDRP、CMS构成。天线系统的功能是控制天线的运转。询问机的功能是发射信号和对接收信号的处理，由2台主备机构成。LDRP的功能是显示和回放本地雷达视频信号，通过一台计算机的软件实现。CMS的功能是监视和控制雷达运行状态，通过一台计算机的软件实现。

图1 雷神雷达系统结构图

2 顶事件及其选择原则

根据分析目的的不同相应的选取顶事件，可分别考虑对系统技术性能、可靠性和安全性、经济性等影响显著的故障事件作为顶事件。在雷神雷达系统中，通过值班日志，运维记录等信息收集系统，对雷达系统的常见故障进行汇总，选取其中有代表性的。

本案例选取雷神雷达系统失效案例进行分析，将其作为顶事件构建故障树。

3 建立故障树

3.1 建立故障树的假设

为简化故障树建立和分析，突出重点，找出主要因素，忽略不重要的次要因素，同时排除人为因素等。我们首先提出以下假设。

1）室内电缆、导线不会故障。

2）故障树分析中不考虑人为因素导致的故障。

3）只考虑硬件故障，不考虑软件故障。

4）不会造成雷达系统失效的辅助设备不分析。

3.2 建立完整的故障树

根据雷达系统的功能原理，雷达系统失效包括天线系统失效和询问机失效。 结合运维经验及历史数据深度剖析各方面的原因，包括设备、外部环境、运行管理等。构建出顶事件的故障树，如图2所示。

图2 雷神雷达系统失效的风险

4 风险评估分析和相应建议

对于故障树，我们列出所有“底事件”，并进行标识。

4.1 定性分析

由Fussel-Vesely算法推得故障树最小割集有87个，分析其结构重要度可知，对顶事件起较大作用的底事件有X19、X20、X21、X21、X23、X24、这几个。

4.2 定量分析

根据故障树顶事件风险的计算方法，我们知道，只有知道故障树各底事件的发生概率才能进行故障树的定量分析。而底事件的概率可以根据历史故障信息得到，对于没有历史故障信息的可以设定一定的时间期限并记录下其发生概率的情况。本文根据安全生产信息管理系统上的故障信息计算风险故障树中各底事件的发生概率。

根据统计2007年8月-2013年2月年温州大罗山雷达站设备故障发生次数来确定故障树所有底事件的发生概率。根据系统实际运行状况及实际风险值采用基于指数分布的故障概率计算顶事件概率，如表2。（对于故障次数为0的底事件的故障概率使用平均无故障时间，即设备最低使用年限为15年）

通过计算得出顶事件及其三个主要事件的风险概率如表3所示。

对应风险可能性和风险重要性表中各项描述，找出顶事件的相应风险可能性和风险重要性并计算风险值。

根据风险矩阵得出结论：

各项风险值均在可接受风险范围之内（可容忍风险——采取风险减缓措施后可接收，可能需要管理决策。意味着风险暂不能降低到可接受风险水平，可以在一定时期内容许这种风险的存在，但必须评审现有防护措施的效率，确定生产运行的限制条件和相应的安全监督计划，并采取进一步措施，降低风险至ALARP的水平，确保生产运行在限制条件下进行），说明系统在遇相关风险后，可采取有效措施继续运行。

5 风险缓解措施

根据风险分析中发生概率及对顶事件影响较大的顶事件，给予重点关注，由此得出风险缓解措施如下。

1）每日做好系统设备巡检，必要时加强值班岗位和加强巡检力度。

2）认真完成备件统计工作，及时完成对故障板件维修和送修工作。

3）仔细观察雷达天线的运行情况，是否有漏油、异常声音等情况，并做好每年的维护工作。

参考文献

[1]GB/T 24353-2009风险管理-原则与实施指南.

[2]民航空中交通管理安全评估管理办法（AP-83-TM-2011-01）.

[3]民航空管安全评估办法（试行）.endprint