基于多层防御体系的SPMT运输车安全分析方法及系统

本发明涉及运输安全，尤其涉及基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法及系统。

背景技术：

1、随着化工装备模块化建造技术的发展与制造业出海进程加快，超大型化工模块的出口运输需求持续增长。自行式模块化运输车（self-propelled modular transporter,spmt）凭借承载能力强、机动灵活、可多模式转向的特点，已成为化工模块厂内短倒、码头转运与滚装装船作业的核心装备。化工模块具有超重、超大、结构复杂、集成度高的特征，其运输滚装作业覆盖称重、顶升、短倒运输、滚装装船多个环节，且受人员操作、货物状态、设备性能、环境工况、管理机制多维度因素共同影响，运输安全性直接决定工程项目的进度与成本管控效果。

2、目前，针对spmt运输安全的研究多集中于单一技术维度：部分研究针对spmt车组开展行驶阻力、稳定性、承载率等力学性能校核，验证单一组车方案的可行性；部分研究针对滚装工艺开展船舶稳性、系泊性能计算与滚装跳板结构仿真，保障装船环节的局部结构安全；还有部分研究针对模块称重工艺进行称重点布置与局部强度校核，用于获取货物实际重量与重心参数。

3、但上述技术方案均存在明显局限性：

4、其一，流程覆盖割裂。称重、短倒、滚装各环节的安全分析相互独立，参数未实现联动校核，环节衔接处易形成安全管控盲区，无法形成全流程的系统性安全评估；

5、其二，风险维度单一。现有安全分析多侧重设备性能与力学计算的硬指标校核，未将人员操作、货物状态、环境变化、管理机制等软风险纳入统一防御体系，单点管控失效即可引发安全事故，事故防控的冗余度不足；

6、其三，未形成闭环优化机制。理论计算、仿真验证与实际工程作业数据未形成联动迭代，安全分析模型难以随工程实践持续优化，对不同码头、船舶、货物工况的适配性与精准度存在局限。

7、因此，亟需构建一种覆盖全运输流程、多维度分层防御的spmt运输安全分析体系，系统性阻断事故链传导，提升大件运输的整体安全水平。

技术实现思路

1、本发明提供了基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，包括：

2、采集货物、spmt车组、码头及船舶基础参数，进行称重工艺、配车性能、船舶安全的理论校核，输出理论合格的运输工艺与配车方案；

3、根据运输工艺与配车方案，对核心承力装备三维建模并进行有限元静力学仿真，输出结构强度验证通过的装备方案；

4、采集实时物理参数结合装备方案，构建五层瑞士奶酪防御模型，识别风险漏洞与事故路径，输出风险清单；

5、根据风险清单，匹配分层防控策略，自动生成包含压载水调节、车速限制及车板高度修正的实时控制指令，并通过物理执行机构进行干预控制，形成多层风险拦截闭环；

6、根据工程实例作业数据，执行全作业周期风险防控效果评估与模型迭代校准，完成体系闭环迭代优化。

7、所述的基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，根据运输工艺与配车方案，对核心承力装备三维建模并进行有限元静力学仿真，输出结构强度验证通过的装备方案，包括：

8、对核心承力装备进行参数化几何建模与装配关系映射，构建与实际工况一致的三维数字模型；

9、根据几何模型进行有限元前处理与静力学求解，基于双安全阈值输出结构强度判定结果；

10、针对不合格装备执行结构参数优化迭代，输出最终验证通过的装备方案数据包。

11、所述的基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，采集实时物理参数结合装备方案，构建五层瑞士奶酪防御模型，识别风险漏洞与事故路径，输出风险清单，包括：

12、接入多源输入数据并进行标准化预处理，完成安全基准阈值的维度映射；

13、初始化五层防御切片架构，配置各层级风险指标的漏洞判定规则；

14、按采样周期逐层级比对实时数据与安全基准，遍历识别所有独立风险漏洞并标记完整属性；

15、基于预置致因规则库执行跨层漏洞串联匹配，校验并生成完整的事故致因路径；

16、采用风险矩阵法对所有漏洞与事故路径进行量化分级，按干预优先级完成排序。

17、所述的基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，接入多源输入数据并进行标准化预处理，完成安全基准阈值的维度映射，包括：

18、根据运输工艺与配车方案、装备方案，提取并分类映射各项安全基准阈值；

19、对接现场感知设备，实时采集并预处理全维度运行状态数据；

20、载入静态基础数据与预置致因规则库，完成辅助参考数据准备。

21、所述的基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，初始化五层防御切片架构，配置各层级风险指标的漏洞判定规则，包括：

22、构建人员-货物-设备-环境-管理五层并行的防御切片架构；

23、为各层防御切片配置量化的漏洞判定规则。

24、所述的基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，根据风险清单，匹配分层防控策略，自动生成包含压载水调节、车速限制及车板高度修正的实时控制指令，并通过物理执行机构进行干预控制，形成多层风险拦截闭环，包括：

25、构建五层防御孔洞拓扑张量，完成风险防御体系的结构化数字孪生映射；

26、执行多层防御风险传导迭代运算，求解全空间风险传导强度分布并完成多步时序预测；

27、执行反向拓扑消隐求解，计算压载水、车速、车板高度三类控制量的最优协同组合；

28、执行增量式指令下发与张量闭环校正，完成算法自迭代优化与风险拦截闭环。

29、所述的基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，构建五层防御孔洞拓扑张量，完成风险防御体系的结构化数字孪生映射，包括：

30、定义三阶拓扑张量的维度规则与基础数据结构；

31、基于实时状态与安全基准进行孔洞实体的映射与张量初始化。

32、所述的基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，执行多层防御风险传导迭代运算，求解全空间风险传导强度分布并完成多步时序预测，包括：

33、初始化风险传导计算参数与分层屏障衰减规则；

34、执行单层风险传导与强度叠加运算，输出上一层的风险传导强度分布；

35、按自下而上的顺序逐层迭代运算，生成全空间事故风险传导强度分布图；

36、基于参数变化趋势执行多步时序推演，输出风险演化预测结果。

37、所述的基于多层防御体系的spmt运输车安全分析方法，执行反向拓扑消隐求解，计算压载水、车速、车板高度三类控制量的最优协同组合，包括：

38、建立控制量与孔洞参数的映射关系，定义拓扑消隐的优化目标；

39、基于灵敏度梯度迭代求解最优控制量组合。

40、基于多层防御体系的spmt运输车安全分析系统，包括：

41、理论计算模块用于采集货物、spmt车组、码头及船舶基础参数，进行称重工艺、配车性能、船舶安全的理论校核，输出理论合格的运输工艺与配车方案；

42、结构仿真校验模块用于根据运输工艺与配车方案，对核心承力装备三维建模并进行有限元静力学仿真，输出结构强度验证通过的装备方案；

43、风险识别模块用于采集实时物理参数结合装备方案，构建五层瑞士奶酪防御模型，识别风险漏洞与事故路径，输出风险清单；

44、干预指令生成模块用于根据风险清单，匹配分层防控策略，自动生成包含压载水调节、车速限制及车板高度修正的实时控制指令，并通过物理执行机构进行干预控制，形成多层风险拦截闭环；

45、反馈优化模块用于根据工程实例作业数据，执行全作业周期风险防控效果评估与模型迭代校准，完成体系闭环迭代优化。

46、本发明实现的有益效果如下：

47、本发明覆盖化工模块称重至滚装装船全运输流程，消除传统单点分析的环节衔接盲区；构建五层联动防御体系，形成多重风险拦截机制，显著提升安全冗余。融合力学定量校核、有限元结构仿真与多层风险管控，兼顾装备本质安全与作业动态风险。配套闭环迭代机制，可依托工程数据校准分析模型，适配不同工况，有效降低事故与滞期风险，提升运输安全管控的全面性与工程实用性。