智能变送器的硬件安全评估

随着现场总线控制系统的发展,对智能变送器的功能安全提出了更高的要求.采用FMEDA和故障注入试验的方法给出了功能安全研究的两个主要指标,即安全失效分数SFF和低要求操作模式下的危险失效率PFD.参照SIL2的要求,对评估结果进行了简单的安全分析,分析表明当前产品满足SIL2的要求.同时,分析了生产工艺给当前产品的安全性带来的影响,这也为今后的研究工作提供了方法和探索方向.     

在役安全仪表系统的SIL验证方法与实例

针对国内过程工业安全仪表系统(SIS)应用中出现的不规范问题,提出要加强安全仪表系统评估和SIL验证等工作的管理,以确保SIS系统满足所需要的风险降低要求。依据SIS相关标准,介绍了SIL验证的方法、程序、在役安全仪表系统SIL验证时应具备的条件及验证不满足时的建议和措施。对某化工装置中设备液位联锁回路的检验测试周期需要延长的变更要求进行了SIL验证计算,确保了SIS系统的安全应用。     

硬件故障注入测试在安全产品开发中的应用

针对安全产品的的测试,提出了一种基于安全产品的硬件故障注入测试,包括硬件故障注入的测试方法和测试流程,并结合具体应用实例来详细描述硬件故障注入测试用例设计与执行,结果表明该方法能实现对FMEDA结果的正确性和不确定性进行验证,从而对产品的SFF进行纠正。     

应用ETDFA生成CBTC联锁软件形式化模型的方法

CBTC系统的联锁软件为SIL4级的高安全、高可靠软件,目前广泛使用的软件测试和仿真验证的结果严重依赖选取的测试向量,要保证高覆盖率的测试十分困难;EN50128中强烈推荐SIL4等级的软件使用形式化方法完成软件需求规格说明书和软件设计,因此,采用形式化的方法设计软件,是构造高可靠、高安全软件的一个重要途径;总结了现有的CBTC系统中联锁子系统集成方式及优缺点,并使用事件确定有限自动机ETDFA(event deterministic finite automata)模型对适用性更优的升级型集成方式的联锁软件的联锁逻辑完成形式化定义,保证联锁逻辑的正确性,减少软件的不确定性描述;以办理进路为例生成联锁对象的ETDFA模型,验证该方法的有效性和可行性;该方法不仅为CBTC联锁软件的设计与开发提供新思路,而且有助于安全苛求软件的形式化验证与分析,提高联锁软件的安全性和正确性。     

空分压缩机组安全完整性技术等级(SIL)技术评估应用及分析

依据相关IEC和API标准,对空分装置三大机组(蒸汽透平、空压机和增压机)的安全联锁系统(SIS)做了安全完整性等级(SIL)技术评估,确定了空分三大机组安全联锁系统中的安全联锁功能(SIF),给出了各安全联锁功能(SIF)所需达到的安全完整性等级(SIL),提出并分析了空分三大机组安全联锁系统中存在的多个典型问题,最后针对问题分别给出了相应的改进建议。研究结果对空分装置三大机组和类似机组的安全、稳定、长周期运行有借鉴意义。     

利用继电器控制系统实现简单的安全联锁功能

随着企业对安全生产的要求越来越高，已运行多年的老旧控制系统中，部分安全仪表功能(SIF)回路已经无法满足安全完整性等级(SIL)要求，在升级改造过程中有可能出现I/O点数较少、预算不足、控制室空间不够等因素，导致无法新增以可编程控制器为逻辑控制器的安全仪表系统(SIS)。针对以上工况，以某实际项目为例，对如何利用继电器控制系统实现满足SIL等级的安全联锁控制回路提供一个设计思路。     

继电保护户外柜机械安全联锁控制方法

联锁控制可以提高继电保护户外柜的使用效率，为了提高联锁控制效果，该文提出了继电保护户外柜机械安全联锁控制方法。利用蚁群算法对机械安全联锁进路进行寻优，根据路径上的信息素浓度，确定机械安全联锁进路搜索方向，通过更新机械安全联锁进路搜索路径上的信息素，计算出搜索路径的信息素增量，基于信号设备与终端信号机的位置，搜索机械安全联锁进路。利用机械安全联锁的状态方程，构建联锁装置的控制信号模型，根据联锁状态的概率密度函数，对状态数据集进行后验概率估计，获取机械安全联锁状态。利用STEP9软件设计继电保护户外柜机械安全联锁控制程序，实现户外柜机械安全联锁的控制。实验结果表明，该方法在控制中符合可靠性和安全性要求，可以将户外柜的使用效率提高到93%以上，具有更好的控制效果。     

气化炉的自动控制和联锁保护功能的集成设计

国内气化炉工艺日益成熟,在传统DCS的顺序控制和过程控制的基础上,对安全仪表系统（SIS）中的紧急停车系统（ESD）安全响应的要求越来越严格。在完全不影响SIS联锁功能安全等级的情况下,将故障安全作为基本设计原则,以SIL3级SIS控制系统为平台,实现自动控制的基本过程控制系统（BPCS）与SIS保护层的集成融合,既在硬件上提升了系统整体的可靠性和容错率,也使控制程序更加安全、高效。     

艾默生Fisher阀门获得SIL3认证符合IEC61508标准

艾默生过程管理的Rshere阀门获得经SIL3认证符合JEC61508标准的殊荣。艾默生是首家获此独立第三方认证殊荣的控制阀生产商。该认证证实了艾默生产品的设计过程、工程工艺及测试标准完全符合IEC61508标准．消除了客户预先使用来验证产品质量的必要。这项认证确保了用户可以通过在安全仪表系统中．根据IEC61508标准高达SIL3的回路中使用这些技术领先产品：     

仪表型安全系统功能安全评估的应用研究

通过对上海某合成气分离净化CO和H2项目中的供气系统下游压力控制保护系统仪表和系统的FMEDA确认和PFD计算,重点介绍在过程工业领域中仪表型安全系统的FMEDA确认和PFD计算方法。     

功能安全管理软件系统设计与实现

为了辅助安全仪表系统的功能安全管理,对安全生命周期中安全完整性水平选择、安全要求规范及安全完整性水平验证进行了分析,提出了功能安全管理软件的设计方案。安全完整性水平选择有风险图和风险矩阵,而安全完整性水平验证采用了Markov模型,并考虑了结构约束。采用C#语言和Access数据库进行了软件的开发实现。软件既可以评估安全功能的安全性也可评估其平均误停车时间,并生成多种报告。功能安全管理软件为科学的功能安全管理提供了工具与参考,帮助用户全面了解安全仪表系统的安全性与可用性,从而进行科学的功能安全管理。     

基于数据持有性证明的完整性验证技术综述

在云存储环境中,为确保用户数据的完整性和可用性,用户需要对存储在云服务器中的数据进行完整性验证。现有的数据完整性验证机制主要有两种：数据持有性证明（Provable Data Possession,PDP）与可恢复数据证明（Proof of Retrievability,POR）。重点讨论了基于PDP的云存储数据完整性验证机制。结合PDP验证机制特性,对PDP方案进行分类,并总结了各分类使用的关键技术;根据分类阐述了PDP方案的研究现状,并对典型方案在动态验证、批量审计、计算开销等几个方面进行了对比分析;讨论了基于PDP的云存储数据完整性验证机制未来的发展方向。     

基于PCA和ELM的模拟电路故障诊断

针对模拟电路的故障诊断和健康管理（PHM）的应用,提出了结合主成分分析（PCA）和极限学习机（ELM）的故障诊断方法。该方法用Sallen-Key带通滤波器来获取故障样本,并通过PCA进行故障特征提取。根据故障样本对ELM进行训练来获得故障诊断模型。实验结果表明,该实现方法识别率高、鲁棒性好,在工程实际中具有研究和应用价值。     

基于Merkle山脉的数据可信溯源方法

针对物联网（IoT）系统中海量数据存储成本大、数据溯源验证效率低等问题,提出一种基于Merkle山脉（MMR）的可信数据溯源方法MMRBCV。首先,利用IPFS存储IoT数据;其次,采用联盟链和私有链来设计一种双链结构,从而实现数据流转过程的可靠记录;最后,基于MMR设计区块结构,以实现轻量级IoT节点在数据溯源过程中的快速验证。实验结果表明,MMRBCV减少了数据溯源时所下载的数据量,且数据验证时间与MMR结构有关,当MMR可以组成一个完美二叉树时数据验证时间较短。当区块高度为200 000时,MMRBCV的最大验证时间约为10 ms,比SPV的最大验证时间（约为36 ms）缩短了约72%,可见所提方法有效提高了验证效率。     

基于ARM的模拟量输入模块安全设计

根据IEC61508对可编程逻辑器件功能安全的要求,提出基于ARM的模拟量输入模块的安全设计。介绍该设计使用的诊断技术及其实现方法。该设计使用2块ARM分别用于工作和检测,具有较高的诊断覆盖率,符合IEC61508关于安全完整性的要求,适用于SIL3/SIL4的安全系统。     

轨道交通安全计算机的研究与实现

轨道交通安全计算机是负责轨道交通安全的核心设备,其安全等级必须达到SIL4。针对该特性,比较三取二结构与二乘二取二结构的特点,基于ReWorks嵌入式实时操作系统,设计并实现三取二结构的安全计算机,并对其中间件进行分析与探讨。该安全计算机已应用于某轨道交通项目,实际应用效果良好。     

基于混合PCA和KFD的多级说话人确认

提出一种基于混合主成分分析(PCA)分类器和核Fisher判别(KFD)的多级说话人确认方法。利用PCA对注册说话人的特征向量进行降维,根据转换矩阵得到说话人特征向量的主成分空间和截断误差空间,结合这2个空间构造混合PCA分类器,用于快速判断最有可能的R个目标说话人,并采用KFD寻找最终目标说话人。仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

基于混合算法区块链和节点身份认证的数据存储方案

为了增强云数据存储的完整性和安全性,在无线传感器网络（WSN）中,提出一种基于混合算法区块链的数据存储方案,以及一种集成身份验证和隐私保护的去中心化框架。首先,簇头将采集到的信息传递至基站,而基站在分布式区块链上记录所有关键参数,并传递至云端存储。然后,为了获得更高的安全等级,合并椭圆曲线加密（ECC）的160位密钥与高级加密标准（AES）的128位密钥,并在云存储层之间进行密钥对交换。基于混合算法的区块链结合身份验证方案可以很好地保证云数据的安全性存储,因此所提方案在安全性方面较为优秀。此外,恶意节点可通过基站从区块链中直接移除并撤销认证,方便快捷。仿真结果表明,与去中心化的区块链信息管理（BIM）方案、基于信任和分布式区块链评估的安全定位（DBE）算法和利用密钥衍生加密和数据分析（KDE-DA）管理方案相比,所提方案在延迟、吞吐量、计算开销方面具有一定的优越性。     

基于K-EROS的QAR数据集的相似性分析

叙述了传统的PCA方法在处理QAR数据相似性问题的不足,提出基于EROS的KPCA方法处理QAR数据之间的相似性问题。通过引入EROS方法而不需要对数据进行向量化,引入核矩阵对QAR数据进行主成分分析,可以有效降低数据的维数。选取两组QAR数据集,采用支持向量积方法,选用不同数目的主成分进行分类实验,同SPCA方法和GPCA方法进行比较,实验结果显示把该方法运用到QAR数据集,具有较好的分类结果。