张宏扬,卢佩玲,张 浩

(中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所,北京 100081)

电气/电子/可编程电子(Electrical/Electronic/ Programmable electronic，E/E/PE)安全相关系统广泛应用于石油化工、航空铁路、矿业核能等领域，功能安全基础标准IEC61508—6[1](以下简称IEC61508)中提供了一种基于可靠性框图(Reliability Block Diagram) 的硬件失效概率计算方法，以预测E/E/PE安全相关系统的硬件安全完整性能否达到规定等级，许多领域常利用该方法推导出的PFD(Average probability of failure on demand)/PFH(Average frequency of dangerous failure)公式对产品的安全性进行定量分析与评估。

工业过程控制领域中，王耀等[2]利用该方法中PFD计算公式对锅炉炉膛的安全监控系统中“炉膛风量小于25%触发主燃烧跳闸”这一安全功能进行了定量评估，结果显示，为使系统满足要求的SIL(Safety Integrity)2级，可将原来的电动执行机构由1oo1结构改进为1oo2结构；薛利俊[3]以某化工装置的安全仪表系统中“当温度低于低联锁值时，应立刻切断阀门保护下游管道和设备”这一安全联锁功能为例，采用1oo1、2oo3结构的PFD公式计算系统中的回路是否满足相应SIL等级，除考虑增加系统的冗余度外，文献[1-2]均建议通过缩短离线的检验测试时间间隔T来提升系统的SIL等级；靳江红[4]通过考虑误动率、不完善检验测试等因素改进了PFD计算公式，并对某储罐系统的压力保护系统进行了安全评估。铁路信号领域中，WANG等[5-6]分别采用标准中PFH公式计算了不同结构计算机联锁系统的危险失效概率，以评价整个系统的SIL等级，但文献[5]没有对检验测试时间T的取值进行说明，文献[6]中T取值为一年，但检验测试需在离线条件下进行，而计算机联锁系统具有常年连续不间断运行的特点，难以定期执行检验测试，且两个文献均未考虑2oo2结构中共因失效对安全性的影响。……