故障安全系统

应付电路或系统意外故障的系统

对于重要场合下使用的安全性相关控制系统，在系统设计中，除了一般可靠性技术外，还需要采用一种应付意外故障的手段，以使电路或系统故障后导向安全，即故障安全技术。对故障安全技术和安全系统的研究从20世纪60年代初就开始了，它主要使用在一些高危系统，例如核反应、航空航天和国防军事等领域，以避免给人类造成巨大的损失和灾难。

安全必要性

对故障安全技术和安全系统的研究从20世纪60年代初就开始了，它主要使用在一些高危系统，例如核反应、航空航天和国防军事等领域，以避免给人类造成巨大的损失和灾难。从系统安全的后果来分析，可以将其功能损坏和后果分成不同类型，例如以一架航空器的功能安全为例，可以分为：（1）灾难性功能破坏，航空器全部功能失效，既不能飞行，也不能着落，其后果是不可接受的；（2）危险性功能损坏，航空器部分功能丧失，不能完成正常飞行任务；（3）严重功能损坏，航空器小部分功能丧失，对飞行有一定影响；（4）轻微功能损坏，航空器有轻微损伤和功能失效，但是基本上不影响正常飞行。

特征

对于重要场合下使用的安全性相关控制系统，在系统设计中，除了一般可靠性技术外，还需要采用一种应付意外故障的手段，以使电路或系统故障后导向安全，即故障安全技术。

在故障安全技术的研究中，日本、欧美和我国的学者作了许多广泛深入的理论探索，他们的研究在容错、可靠性和故障安全理论之间建立了密切的联系，为故障安全技术的实际应用奠定了坚实的理论基础。随着微电子技术的飞速发展，一些新颖的故障安全系统已成为结构复杂的计算机系统，它们大多具备以下特征：（1）地理上分散或者是一种集散式系统；（2）由于结构的分散性，对涉及控制安全性的信息具有更严格的时限要求，因而是时间相关的系统；（3）分散的子系统相互关联，其间又有非故障安全单元（例如通信装置）介入，各个子系统的故障安全性紧密相关。故障安全系统的这些新特征，要求对故障安全技术作更深入的研究。

提高安全方法

数字系统的安全性可以通过以下两种方式得到较好的保证：（1）充分利用系统所采用技术本身固有的安全性能，保证安全性；（2）应充分利用系统的结构冗余技术，提高安全性。

利用固有的安全性

固有安全性是指为了保证系统的安全，对系统的每一个部件（元器件）在生产、制造过程中，都已经考虑到产品的安全性能，并且有一定的安全技术指标特征。由于固有安全性同具体系统、产品有密切关系，因此无法提出统一的标准或解决方案。

利用结构冗余技术的安全性

结构冗余技术，可以提高系统的安全性，其主要原理是采用结构冗余技术后，可以将一部分认为有严重后果的状态分离出来作为是冗余状态，这样就可以降低发生严重后果的概率。事实上，这种技术旨在（如果不能控制系统中故障本身的话）控制系统在发生故障后所产生的影响和后果，使得系统在有可能发生严重后果时，立即将系统从该（严重）状态转换到一种无害的“中立状态”，以免发生这种严重后果。虽然系统不会继续运行，但是也不会产生严重的结果。

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