石化装置区水喷雾灭火系统可靠性研究

针对石化装置区水喷雾灭火系统可靠性研究中,故障树分析方法可靠度取值单一的局限性,构建基于故障树的贝叶斯网络模型,定量计算系统的可靠度分布,并确定系统失效模式,以及防止系统失效模式的事件重要度。应用到某乙烯置水喷雾灭火系统,得到系统可靠度区间(0.9987,0.9990);当某一防止系统失效模式中事件X7'(雨淋阀正常)、X8'(信号蝶阀正常)独自发生时,系统可靠度提高到(0.9991,0.9993)、(0.9990,0.9992),建议企业加强雨淋阀组的维护管理。     

基于贝叶斯网络融合共因失效的接触网系统可靠性分析

为分析电气化铁路接触网的可靠性,基于系统的二态性特征,提出选取β因子模型作为共因失效(CCF)模型。通过运用马尔科夫理论对一般系统进行分析和建模,推导出考虑共因失效后一般系统各可靠性指标的具体计算公式;结合某段电气化铁路接触网的特性,运用Matlab对基于接触网系统构建的考虑了共因失效的贝叶斯网络进行编程,绘出相应的可靠度变化曲线,完成接触网系统的定量及定性分析,并找出其薄弱环节。结果表明:考虑共因失效后,接触网系统各可靠性指标变得更加接近实际。     

电站锅炉承压部件失效模式分析

为了将故障模式影响和危害性分析FMECA(Failure Mode Effects and Criticality Analysis,FMECA)与故障树分析FTA(Fault Tree Analysis,FTA)故障模式失效理论引入电站锅炉承压部件安全工程评定领域,建立了以电站锅炉承压部件失效模式分析的正向FTF(FMECA To FTA,FTF)分析模型,对电站锅炉承压部件进行模糊FMECA综合评价。分析了电站锅炉承压部件的失效机理和多因素影响,确定了承压设备的评价因素集合和模糊评价矩阵,以及各级指标因素权重分配的规则,并对电站锅炉承压部件失效的综合评判矩阵模型进行一级评价。采用模糊综合评价的危害度分析CA(Criticality Analysis,CA)结果提供底事件概率并开展定性、定量FTA,以此对电站锅炉承压部件系统失效的发生概率、危害严重程度进行故障模式分析,选择电站锅炉承压部件的故障模式作为顶事件建立事故树,采用Bow-tie模型对电站锅炉蒸汽管道、给水管道、省煤器管、过热器及再热器管、水冷壁管、高温集箱、减温器、锅筒、启动分离器9类主要承压部件失效进行定性和定量分析。结果表明,通过正向FTF法将Bowtie模型引入风险致因并与危害后果相关联,对FMECA进行了系统全面的补充,从而进一步推进了该方法在电站锅炉承压部件系统安全可靠性及失效模式分析中的应用。     

基于贝叶斯网络的气井井筒完整性风险评价

井筒完整性失效是气井生产中的主要风险,为有效评价井筒完整性风险,应用贝叶斯网络的推理与学习能力,建立了基于贝叶斯网络和Noisy-OR gate模型的井筒完整性失效概率计算方法和风险评价模型。由故障树分析将井筒分为管柱、水泥环密封性、井口装置、水力屏障和其他部件5个评价单元,确定了各单元的主要风险因素,建立了井筒完整性失效的贝叶斯网络拓扑结构;由Noisy-OR gate模型和历史数据,确定了贝叶斯网络的条件概率参数;将基于贝叶斯网络的失效概率与层次分析法相结合,确定了风险评价指标和等级划分标准;建立了气井井筒完整性风险评价方法。结果表明,该方法实现了井筒完整性失效概率的定量计算、风险的定量评价和主要风险因素的反向推理,可为预防和控制井筒完整性失效提供决策依据,有助于降低井筒完整性失效风险。     

基于模糊评价理论的硫回收过程气余热锅炉系统失效可能性分析

本文简要介绍了硫回收过程气余热锅炉装置在系统中的工艺特点,重点分析了装置发生的损伤机理,主要包括:腐蚀减薄、环境开裂、机械与冶金失效等,并阐述了故障树分析法计算失效可能性的主要实施步骤,通过将余热锅炉破坏作为顶事件来建立故障树,并在此基础上采用二级模糊综合评价法进行了数学建模,计算了各基本事件的结构重要度,最终计算结果显示,余热锅炉破坏的失效可能性为Ⅱ级。     

考虑认知不确定性的列控中心可靠性评估

针对列控中心系统中因设备故障信息不完善、失效机理不明确等因素产生的认知不确定性，以及动态失效、共因失效、恢复机制问题，提出了将证据理论和动态贝叶斯网络相结合的动态证据网络方法，并对列控中心系统进行了可靠性评估及重要度影响分析。在分析系统各单元功能逻辑关系的基础上建立故障树，并将故障树转化为动态贝叶斯网络。通过动态贝叶斯网络正向推理，并结合信任测度和似然测度得到了列控中心系统的可靠度区间以及讨论共因失效对系统可靠性的影响。此外，通过动态贝叶斯网络反向推理得到了列控中心系统薄弱环节。最后，通过求解重要度的大小，探究底事件可靠度变化和认知不确定性对系统可靠度的影响程度。结果表明：动态证据网络能够较好地处理系统可靠性评估中的不确定信息。相比于在完全信息条件下，运用动态证据网络方法得到的可靠性评估结果较为合理，也更加符合实际。     

基于BDD考虑共因失效的接触网系统可靠性分析

为分析共因失效对高速铁路接触网系统的影响，将二元决策图(Binary Decision Diagram，BDD)与共因失效理论引入到接触网系统可靠性分析中。利用逻辑相邻优先组合法(Logic Neighbor Priority Connect，LNPC)将高速铁路接触网系统的故障树模型转化为BDD模型并求取其可靠度表达式，利用隐式方法对考虑了共因失效的接触网系统可靠度进行计算，利用MATLAB绘制考虑共因失效和不考虑共因失效情况下接触网系统可靠度变化曲线。研究结果表明:提出的分析方法适用于接触网系统的可靠性分析，为接触网系统的可靠性分析提供了一定的理论依据。     

基于FMEA的自动扶梯故障模式危害度研究

本文采用FMEA方法对自动扶梯各系统及部件的失效模式及故障原因进行了分析,建立了自动扶梯驱动主机、梯级链、导轨系统、扶手带等关键部件故障树模型,提出了重要部件故障危害度评估方法,研究了基于RCM的自动扶梯维护与检验技术,有利于实现自动扶梯科学维修,降低事故发生频率,对提高设备使用安全可靠性和智能运维管理能力具有参考作用。     

中小型在役桥梁安全预警研究

为了准确评估中小型在役桥梁安全状况,提出利用灰色关联故障树分析法对中小型在役桥梁进行安全预警研究。首先建立中小型在役桥梁安全预警故障树;其次采用专家打分法确定故障树各底事件的不可靠概率,得到各底事件的重要度,并利用灰色关联理论求出故障树各底事件的关联度;根据预警理论将各底事件的关联度与各底事件的重要度加权平均确定预警值所处的警限区间,从而确定警度及需要发出的预警信号灯,完成预警工作,并提出相应的预控对策。最后通过实例分析,结果表明该方法具有可行性与实用性。     

基于多故障冲击模型和故障树的PFDavg计算方法研究*

为提高安全仪表功能（SIF）要求时危险失效平均概率（PFDavg）计算结果的精确度,提出1种能准确计算SIF在多重共因失效影响下的PFDavg的数学模型。建立包含多重共因失效的系统失效故障树,然后利用多故障冲击模型区分普通失效率和多重共因失效率,根据瞬时不可用率的定义和故障树的逻辑关系计算出SIF的瞬时不可用率;基于PFDavg的定义,计算出SIF的PFDavg,以某化工企业SIF为例进行验证。结果表明:方法有效考虑了多重共因失效对SIF的影响,通过模型计算出SIF的PFDavg大于基于马尔可夫（Markov）方法的软件计算结果,但二者处于相同的数量级。模型在评估SIF的PFDavg时比传统方法偏保守,能提高安全仪表功能的安全性。     

基于CREAM方法的人因失效概率预测模型研究

认知可靠性与差错分析方法(CREAM)是第二代人因可靠性分析方法中的代表方法之一,通过对任务环境进行分析从而直接确定人为差错发生概率。本文分析了该方法及其后续研究在人因可靠度评估时存在的主要问题,并以CREAM方法为基础建立新的人因失效概率预测模型。模型首先要求有针对性的对具体任务环境确定通用性能影响因子(CPC)权重,然后通过对CPC进行打分对任务环境进行量化,通过加权求和的方式分别计算出CPC的改进总分值G和降低总分值J,最后运用新建的预测模型计算出人因失效概率。新模型提出了三点改进:第一将任务环境设定为连续的空间;第二提出了不同的工作环境(任务环境)应该有其对应的CPC因子权重;第三考虑正影响CPC因子和负影响CPC因子的双重影响,建立双变量预测模型,预测结果更加合理。     

CREAM追溯法在交通事故人因分析中的应用研究

人因失效是道路交通事故发生的主要原因.认知可靠性和失误分析方法(CREAM)可以追溯事故发生的根原因,并对事故隐患进行预测.它强调情景环境对人的行为的重要影响,较符合驾驶员可靠性分析的需求.研究了CREAM中的追溯分析方法在道路交通人因失效事件根原因分析中的应用,建立了道路交通事故的人因失效模式,对人因失效基本原因的分类和后果-前因关系进行归纳、整理和补充,提出了适用于道路交通人因失效事件的“后果-前因”追溯表和具体的追溯分析步骤.进而对其定量计算进行了探索,并通过实例探讨了其应用,得到事故发生的根原因.     

可靠性分配理论在系统安全目标实现中的应用

在系统安全理论中,确定各基本事件的可靠度以实现所给定的系统安全目标值问题一直没有得到很好解决。笔者将可靠性分配理论与故障树分析方法相结合,提出了2个层次可靠度分配法:最小割集之间采取可靠度再分配法,对构成最小割集的各个基本事件之间采取等分配法。从而建立系统中各单元可靠度再分配量化模型。为便于应用,通过实例,详述系统各单元可靠性分配的计算过程。研究表明,运用该模型可准确、简便地计算出各单元的可靠度,使系统在给定的目标值条件下达到系统的安全性优化。     

稠油热采井管柱失效动态风险分析研究

为保证稠油热采井筒管柱的安全运行，采用故障树与贝叶斯网络相结合的方法开展稠油热采井管柱失效风险分析，应用故障树分析方法定性识别管柱失效诱因，建立稠油热采井管柱失效场景演化模型，并将故障树转化为贝叶斯网络模型，应用贝叶斯网络对管柱失效风险进行定量分析，得出热采井管柱失效的关键致因和管柱失效的动态失效概率，以新疆油田某区块热采井的管柱失效为对象进行了案例分析。研究结果表明，该方法可为稠油热采井管柱失效风险分析及井筒完整性管理提供理论支撑和工程设计参考。     

Fault Tree+软件在长输天然气管道定量风险分析中的应用

为了确定影响长输天然气管道系统发生事故的各种因素,减少事故发生所造成的损失,保证管道安全运行,借助Fault Tree+软件对天然气管道系统进行了定量风险分析.根据相关资料,建立了长输天然气管道系统的故障树,明确了44个基本事件的概率,并运用Fault Tree+软件分析、计算功能,确定了管道穿孔、断裂等中间事件以及管道失效顶事件的概率.再以“断裂泄漏”事故开展事件树分析,建立“立即点燃”、“延迟点燃”等事件,并推导了可能导致的所有后果及概率,计算出“延迟点燃”事件没有发生以及发生“爆炸”事故的概率.最后以经济损失来度量“断裂泄漏”各后果事件的失效风险,累加每个后果事件的经济损失,得到某段天然气管道“断裂泄漏”事故的风险值.     

基于多态故障树的多值决策图制动系统可靠性分析

针对动车组制动系统实际运行环境中故障多态性问题,提出了一种基于模块分解的多态故障树与多态多值决策图相结合的重要度分析方法。通过对系统进行故障树模型建造和模块化分解,将不同事件转化为相应变量状态、多态故障树转化为多态多值决策图,最后计算得出多状态系统Birnbaum重要度。分析结果与兰新客专动车组制动系统实际运营情况相符,验证了算法的可行性和有效性,解决了多态系统可靠性分析问题,为该路线动车制动系统故障检修和维护策略的修订提供了理论依据。     

掺氢天然气管道故障树分析及建模软件开发

针对掺氢天然气管道可能存在的风险与隐患,分析国内外各类管道失效数据,建立了掺氢天然气管道故障树,共包含10个子树和148个底事件,在掺氢管道失效库基础上采用C#程序设计语言开发了掺氢天然气管道故障树建模软件;应用建模软件对已建立的掺氢天然气管道故障树进行分析。软件计算通过行列法求解出最小割集共189个,其中一阶最小割集106个,二阶最小割集83个;采用双循环法得到148个底事件结构重要度。分析得出防腐措施是否正常工作以及自然灾害是影响掺氢天然气管道安全运行的重要因素。     

GO法进行有共因失效系统可靠性分析的新算法研究

共因失效可能使系统的可靠性大大降低,是系统可靠性分析中的重点和难点。GO法可以对含共因失效的系统进行可靠性分析。为了选取已有算法合适的参数,更为了提高有多个共因失效组系统的GO法可靠性分析效率,进行了相关研究。对关键参数公式进行了理论分析,并就几个算例系统进行了计算试验;对已有算法进行了深入研究,为了改进已有算法对共因失效组逐个处理,提出了将共因失效组中的部件均由本组等效共因失效部件代替的新算法。进而,应用分组法和新算法对一个简单示例系统和外电源备用系统进行了共因失效分析。给出了对已有算法参数选取的建议;通过对比可知分组法与新算法计算结果相近。通过对已有算法参数的合理化选取,可以提高计算结果的准确度;新算法可对所有共因失效组一次性处理,是共因失效分析的有效方法。     

模糊概率事件的故障树分析

许多职业事故的基本致因事件多属于模糊事件,其概率很难确定。本文以煤矿典型危害——内因火灾为例,探讨了模糊概率下的故障树分析问题。煤矿内因火灾故障树虽具有确定的结构形式,其基本致因事件的概率却无法统计。经过长期的生产实践,煤矿中一大批防火专家可以用自然语言较准确地描述基本事件发生的可能性,这就为故障树分析提供了有效信息。文中以模糊数学为基础,引入Delphi方法,征集并整理了25位专家对龙凤矿内因火灾致因的意见,确定了基本事件的模糊概率及其临界重要度排序,提出了行之有效的防治内因火灾措施。     

基于T-S模糊故障树的受电弓系统可靠性分析

针对动车组受电弓故障统计中历史故障数据的多源异构和数据缺失等问题,同时考虑到受电弓故障的多态性,提出了以信心指数修正的专家调查法结合T-S模糊故障树,对受电弓可靠性进行分析。首先构建动车组受电弓系统的T-S模糊故障树;再对故障树基本事件进行基于信心指数修正的专家调查,得出基本事件模糊故障率;然后根据基本事件模糊故障率计算顶事件模糊可能性和基本事件模糊重要度;最后根据模糊重要度分析系统不同故障状态时影响其可靠性的薄弱环节。该分析结果与动车组的实际情况相符,可为受电弓系统的检修提供参考。