民用飞机安全性需求捕获方法与流程

王京娅

【摘 要】安全性需求产生于飞机/系统的安全性分析与评估过程，这些需求应当通过可控的过程传递到设计中，以确保安全性需求能得到满足。对安全性需求的捕获过程进行严格的监控和管理是十分必要和重要的。本文给出了民用飞机安全性需求的捕获方法与传递流程，明确了各层级的需求来源。

【关键词】民用飞机；安全性需求；捕获

中图分类号： J905 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）24-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.022

0 引言

安全性设计与评估是保证在研制过程中达到所期望的安全性水平的重要途径。安全性设计是贯彻安全性目标与安全性需求到实际的研制过程中，并使飞机的安全性达到预期水平的关键途径。安全性评估过程既为安全性设计提供了安全性方面的输入，也是评估安全性设计工作完整性和正确性的主要途径。

适航要求是进行民机安全性设计的最低要求。要保证飞机的安全性具有竞争力，就要在适航要求的基础上，综合考虑市场需求、工程经验、人为因素分析、同类机型指标等，形成高水准的安全性需求，从而可以量化体现飞机优于竞争机型的安全性。

1 安全性需求的捕获与传递流程

在飞机研制过程中，安全性需求存在于飞机级、系统级和设备级。安全性需求的类型包括独立性、定量（概率）、定性、可用性、完整性、监控、功能研制保证等级、运行和维护需求。

安全性需求的捕获与传递流程见图1。以分等级的结构，根据功能把安全性需求自飞机级功能至设备级进行分解。在飛机级，安全性定量需求是通过基于飞机功能（如方向控制、地面减速等）的飞机级功能危险性评估（FHA）以及初步飞机安全性评估（PASA）而形成的。在系统级，安全性定量需求是通过分解飞机级安全性定量需求得出的系统级FHA而形成的。设备级的安全性需求来自使得与系统级FHA和初步系统级安全性评估（PSSA）相关的安全性目标得以实现的系统所有方面。

安全性需求也可以通过共因分析（CCA）形成。

在对各层级的安全性需求捕获工作完成之后均要开展需求的完整性和正确性检查工作，并根据检查结果对捕获的各层级需求进行确认工作。

若各层级安全性需求不满足工作要求，需要重新开展捕获工作，并不断迭代直至满足工作要求。

2 各层级安全性需求的捕获来源

2.1 飞机级安全性需求

飞机级安全性需求主要来源是适航条款、市场需求和客户需求等。

1）适航条款为安全性最低要求，是在进行民机的安全性设计时必须满足的要求。系统安全性设计必须满足CCAR/FAR/CS25.1309、25.1709以及AC25.1309等要求。

2）市场需求是指：为了使飞机具有市场竞争力，通过对国内外市场上潜在竞争机型安全性水平进行调研，获得在市场上能够得到客户认可并具有竞争力的安全性水平，并以此安全性水平作为飞机安全性需求之一。该需求是不能低于适航要求的。如：根据AC25.1309条的要求，单个灾难性失效状态的发生概率小于1E-9/飞行小时；根据市场调查，竞争机型的某灾难性失效状态的发生概率已达到1E-10/飞行小时。为了让飞机具有市场竞争力，此失效状态的设计需求就为1E-10/飞行小时。

3）客户需求是指由于潜在客户的特殊需求，需要飞机具有独特的功能，进而需要对功能进行危险性评估，提出相应的安全性需求。如：飞机应具有XX功能。

飞机级安全性需求作为系统级需求捕获的部分来源，输出内容为飞机级FHA、PASA、CCA、安全性设计准则等。

2.2 系统级安全性需求

系统级安全性需求主要来源是：适航条款、飞机级FHA/PASA、其他系统的安全性接口需求、衍生需求、CCA需求以及安全性设计准则。

1）适航条款：是指本系统需满足25.1309、1709条以及与本系统相关的其他安全性条款；

2）飞机级FHA/PASA：规定了系统级安全性的定量概率需求，以及功能研制保证等级；

3）其他系统的安全性接口需求：来自其他系统的安全性需求；

4）衍生需求：源于系统设计过程本身，与上层（飞机级）需求不相关的需求，称为衍生需求。衍生需求中包括与系统设计相关的安全性需求。衍生需求可能来自于设计决策，也可能来自电子硬件-软件接口。例如，为执行特定功能的设备选择不同的电源，衍生需求则由此而生。为此电源制定的需求，包括安全性需求，就是衍生需求。电源功能失效或故障所导致的失效状态决定了必要的研制保证等级。衍生需求的捕获和处理应与在相同研制阶段所适用的其它需求相协调。衍生需求应包括依据和/或对适用设计准则的参考。

5）CCA需求：分隔、隔离等需求，以保证功能独立性；

6）安全性设计准则：规定了系统安全性设计的定性需求，系统根据安全性设计准则制定本系统详细的安全性设计准则/规范。

2.3 设备级安全性需求

设备级安全性需求主要来源是：适航条款、系统级FHA/PSSA需求、CCA需求以及系统设计准则/规范。

1）适航条款是指本设备需满足25.1309、1709条以及与本设备相关的其他安全性条款；

2）系统级FHA/PSSA：系统级FHA和PSSA规定了设备的安全性定量设计需求，以及研制保证等级；

3）CCA需求：形成对设备的安装、分隔、隔离等需求，以保证设备的功能独立性；

4）系统设计准则/规范：规定了设备的定性设计需求。

3 结论

本文给出了民用飞机安全性设计与评估过程中安全性需求的捕获方法与传递过程，并给出了每一层级的安全性需求来源。本文所提出的流程与方法对开展民机安全性设计与安全性需求管理工作具有很好的指导与借鉴意义。

【参考文献】

[1]中国民用航空规章.第25部.运输类飞机适航标准[S].

[2]郭博智，王敏芹，阮宏泽.民用飞机安全性设计与验证技术[M].航空工业出版社，2015.8.