基于BN-CREAM的深水井控压井作业风险诱因研究

深水井控压井作业是有效控制溢流演化为井喷事故的二级井控工艺屏障。为提高深水井控压井作业可靠性,采用 BN-CREAM方法对其风险诱因进行研究。结合深水井控压井作业特点,考虑共因失效等因素,采用贝叶斯网络方法建立深 水井控压井作业风险演化模型。应用人因可靠性分析CREAM法计算深水压井人因失误先验概率,参考海洋可靠性数据手 册OREDA确定深水井控设备失效先验概率。依托贝叶斯网络的逆向推理能力辨识压井作业的主要风险节点,从而实现对 深水井控压井作业风险诱因的有效预测和评估。研究表明:深水井控压井作业共包含6个关键风险根节点,且压井作业人 因可靠性要低于设备可靠性;3级子节点“压井方法选择不合理”对深水压井作业的成功起到至关重要的作用,需进一 步开展风险分析研究。     

应用贝叶斯网络识别深水井控主要风险诱因

为预防深水井控事故,保障深水钻井安全高效运行,运用贝叶斯网络识别深水井控主要风险诱因。首先以事故树模型为基础,从一级井控和二级井控2个阶段构建深水井控贝叶斯网络模型;然后在井喷失控情景下,利用贝叶斯网络的逆向分析和共因失效分析能力,求解各风险诱因的后验概率;最后按诱因发生概率和对整个系统的影响,识别深水井控主要风险诱因。分析结果表明,深水井控共包含10个主要风险诱因,且后验概率趋势与先验概率趋势基本一致,计算结果符合客观实际。     

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。     

贝叶斯网络在消防系统可靠性分析中的应用

为评估消防系统的可靠性,基于贝叶斯网络分析原理,提出消防系统可靠性的贝叶斯分析方法;根据对消防系统关键部件的故障分析,确定贝叶斯网络节点,并运用多种方法分析节点概率;以自动喷水灭火系统为例,建立自动喷水灭火系统在不同启泵方式下的贝叶斯网络,计算并比较不同的启泵方式下系统的可靠性。研究表明:在低压压力开关常开触点与压力开关常开触点串联组成"与"门电路控制启泵的方式下,自动喷水灭火系统的可靠性较高;通过贝叶斯方法研究消防系统的可靠性更为合理,可为消防系统设计提供有益指导。     

建筑物消防系统可靠性分析

为评估建筑物消防系统的可靠性,首先将系统分为探测报警系统和灭火系统等部分,再用事件树法分析事故发生时消防系统不同部分的反应情况.通过贝叶斯理论及历史统计数据得到系统失效率的不确定性概率分布,建立消防系统可靠性随时间变化的数学模型; 用蒙特卡罗方法模拟求得系统可靠性的时间函数并对模型的不确定性参数进行敏感性分析.该方法将统计数据与经验公式、理论方法相结合,并利用蒙特卡罗方法处理模型中的不确定性,不仅能够有效估计消防系统的可靠性,还可对其他类似系统的可靠性进行分析,并通过敏感性分析为进一步减少估计的不确定性提出合理建议.     

基于DBN的机场飞行保障运行系统可靠性研究

为了防止机场运行环节失效导致航班不正常运行，提出了机场飞行保障运行系统可靠性的概念，并根据行业规章的要求，确定了机场飞行保障运行系统关键节点可靠性的参数及计算过程，给出了以顶层参数可靠性为目标的参数逻辑。分析得出了机场运行过程关键任务节点，建立了故障树，依据故障树逻辑门向动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Networks, DBN)转化的映射规则，将故障树转化为DBN模型。以华北地机场的飞行保障运行系统进行应用实例分析，结果表明，停机坪地面服务保障阶段对机场飞行保障运行系统可靠性影响最大，其中加油作业中设备恢复环节、机务保障中航空器推出环节、行李货物装卸作业中装卸环节和设备靠机环节、上下旅客保障作业中设备靠机环节和上下客环节属于停机坪地面服务保障阶段的薄弱环节。该模型在用于国内机场飞行保障运行系统可靠性分析时，用后验概率可以识别出机场运行过程失效的原因，用敏感性分析可以识别出机场运行过程中关键薄弱环节。     

基于DBT-DBN模型的气化炉超温动态风险分析

为加强煤气化装置核心设备气化炉的安全风险管理,利用动态领结(DBT)模型和动态贝叶斯网络(DBN)相结合的风险分析方法,构建气化炉超温事故风险分析模型。首先,分析设备故障的时序性,建立超温事故的DBT模型,结合模糊评价确定设备故障的发生概率;然后,将DBT映射到DBN中,将故障维修的动态特征定义为转移概率,双向推理气化炉超温的风险因素;最后,预测气化炉发生超温及其后果的动态趋势,并依据诊断推理辨识导致气化炉超温的主要因素。研究结果表明:在考虑维修因素下气化炉运行一年后发生超温的概率为64.4%;气化炉超温的风险因素中,操作失误在生产周期内的影响较大,设备故障集中在磨煤制浆工段。     

深水防喷器控制系统的FMEA分析研究及应用

深水防喷器(BOP)控制系统作为深水井控失效关键部件,其可靠性对于保证深水钻井安全高效进行极为重要.以FMEA理论为基础,提出针对深水防喷器控制系统的FMEA分析方法;根据深水BOP系统的特殊性,重新定义相应的FMEA分析内容、分析层次划分规则、故障判断依据以及严重度、发生率、探测度确定方法,以此计算风险优先数(RPN).最后以其中一个子系统水下控制系统为例,进行系统级和设备级FMEA分析;实例分析结果表明,将FMEA运用深水防喷器控制系统中,可以找出影响控制系统可靠性、安全性的潜在危险因素及其薄弱环节,为操作人员制定控制措施和方案提供依据,为更进一步的研究提供理论、科学支持,提高深水BOP控制系统的可靠性.     

基于Markov过程理论的矿用通风机系统可靠性研究

结合矿井通风系统中通风机分支系统实际,依据可靠性工程理论中Markov过程理论及相关知识,探讨了矿井通风机系统可靠性分析的新方法;推导出了通风机系统的可靠度及首次故障前平均寿命的计算公式;结合现场实际,进行了实例验证;根据通风机系统可靠性各项主要指标数据,分析了影响通风机系统可靠性的因素.为现场通风技术管理人员进一步掌握矿井通风机的可靠性运行状况提供了参考依据.     

基于数理统计的深水防喷器系统安全关键性失效分析

深水防喷器作为二级井控设备,是深水井控的一道关键屏障,其可靠性和可用性要求极高,在需要其工作时一旦发生失效,就会造成巨大的人员、环境损失。通过对国内外深水防喷器系统的失效和故障数据进行统计和分析,以深水防喷器系统故障造成的停工时间和故障前的平均工作时间,确定深水防喷器系统的失效率和故障时间。以切实的数据,给出深水防喷器系统各个部件发生各种模式失效的概率高低,从而为下一步的分析和评价确定了重点。     

基于空间故障树理论的系统可靠性评估方法研究

为了研究可靠性对工作环境变化敏感的一类系统,利用空间故障树SFT的思想和方法,并结合T-S模糊故障树和贝叶斯网络,建立了一种系统可靠性评估方法。总结了T-S模糊故障树和BN网络评价系统可靠性时存在的问题,并在所提出的方法中予以解决。方法中将事件的故障状态划分为:无故障a、轻度故障b、严重故障c、完全故障d四种状态,分别用a,b,c,d表示。故障率为[0~30%)、[30%~60%)、[60%~85%)、[85%~100%),并得到了划分的规则。研究了该系统在不同故障状态下的有效范围。得到了系统在不同状态之间过渡时的特征,并分析了过渡期间的可靠性对因素敏感度问题。     

基于Copula-network的相依部件系统可靠性计算

为解决传统系统可靠性的理论计算结果与实际不符合的问题,开展部件关联的系统可靠性网络化表征与计算研究。通过分析系统部件间的作用关系,以部件为节点,部件间作用关系为边,运用网络模型表征部件关联的复杂系统,重点研究利用部件的服役行为信息,实现部件关联系统的可靠性分析。基于此,将多元Copula函数引入系统可靠性的计算中,建立基于Copula理论的可靠性网络模型及其数学表达;根据节点输入和输出情况差异,分情况计算部件关联系统可靠性;以高速列车转向架系统为背景,应用所建立方法并验证其有效性。结果表明,用基于Copula理论的部件关联系统可靠性网络化表征与计算方法,可对高速列车转向架系统可靠性进行有效分析与估计,为用网络评估复杂机电系统可靠性提供一种新方法。     

基于贝叶斯网络的航空维修人因可靠性分析

根据维修人为因素分析和分类扩展系统的框架选取影响因素,在航空维修领域应用贝叶斯网络进行人因可靠性分析,建立飞机维修效能模型,直观地表示影响因素与维修效能之间的关系。同时以目视检测为例,结合专家意见确定随机影响因素,通过专家访谈、事故报告、调查问卷、操作记录等渠道获取数据,得出条件概率表,进而建立目视检测表现模型,展示贝叶斯网络的建模流程。案例研究结果表明,组织文化、视觉信息、设备、疲劳、检测距离等因素对目视检测表现的影响非常显著,欲改善目视检测表现,必须对多影响因素进行综合管理。     

CRH3型动车组牵引传动系统可靠性分析

为分析CRH3型动车组(EMU)牵引传动系统可靠性,基于其结构及运行特点,结合图论,从建立系统网络图可靠性模型入手,将系统可用度计算转化为系统网络图模型的连通概率计算。在系统各部件可维修的前提下,考虑部件停工相关性,结合京津城际高速铁路某CRH3型动车组历史运行数据,用蒙特卡罗模拟-元胞自动机(MCS-CA)算法,通过Matlab编程,计算分析系统在正常工作状态和降级(降容)运行状态下的可靠性,并绘制相应的可靠度、可用度随时间变化曲线。结果表明,动车组牵引传动系统受电弓高压进线单元故障率最高,其次是变流单元。     

建筑消防水系统灭火可靠性动态评估模型研究

水位、水压、流量、阀门开启情况等运行状态参数是决定消防水灭火系统灭火可靠性的关键因素,基于对水灭火系统运行可靠性影响因素的研究,构建了用于评估灭火可靠性的贝叶斯网络推理模型。推理模型将影响系统灭火可靠性的因素分为给水设施可靠性、灭火系统管网供水可靠性、灭火设施启动可靠性、阀门开启状态等四个方面。网络结构图代表了监测因子与子系统可靠性的关联关系。节点变量状态值的分级方法和先验概率值参考了水灭火系统相关设计标准。根据监测因子对子系统可靠性的影响分别设置了各节点的条件概率表。应用表明,通过物联网技术实时监测灭火系统运行状态参数,将实时的状态参数信息输入到评估模型,可以实现动态评估系统灭火可靠性。     

基于CREAM和贝叶斯网络的航空维修人为差错概率预测

航空维修差错不仅严重威胁着飞行安全,同时也会增加航空公司的维修成本。针对航空维修人员发生差错成因的复杂性以及历史事故数据缺乏的情况下,将人因可靠性与失误分析方法（CREAM）和贝叶斯网络（BN）相结合,提出一种改进的维修差错分析模型。根据维修任务构建相应的贝叶斯网络模型,为各子节点设置条件概率表（CPT）;基于维修基地的实际维修环境,对行为形成因子（PSFs）进行评估,得到共同绩效条件（CPCs）的水平;利用各CPC因子下各个行为功能失效模式的权重因子,对各认知活动进行失效概率的修正;将修正概率作为贝叶斯网络根节点的输入,利用推理机制,得到差错发生概率。通过案例分析和计算,验证了所述方法的可行性和有效性。     

基于可靠性理论的城市应急管理评价研究

鉴于目前城市应急管理评价研究大都没有从系统可靠性的视角进行分析,提出一种基于可靠性理论的城市应急管理评价模式。从系统可靠性的基本观点出发,解析城市应急管理体系的功能构成,在此基础上,结合故障树法构建城市应急管理系统可靠性模型,并运用可靠性分配理论,实现了系统内各单元可靠度的量化再分配。以某市为例,详述该市应急管理可靠性评价及可靠度再分配的计算过程。研究表明,可靠性理论能够成功应用到城市应急管理评价之中,并能在给定的目标值条件下实现系统内各单元的可靠度优化。     

深水关井作业可靠性贝叶斯-GO法分析

为防止深水井喷失控事故,综合考虑人因和设备风险因素,采用贝叶斯-GO法分析深水关井作业可靠性。根据深水关井作业可靠性操作路径建立GO图;按照映射规则,将GO图转换成对应的贝叶斯网络;根据贝叶斯法的前向和后向推理计算规则,得出深水关井作业在不同工况下的成功概率及薄弱风险点。结果表明,多因素影响下的深水关井作业成功概率有所降低,溢流险情的发现时间及防喷器(BOP)控制系统的可靠性对关井作业影响较大。     

基于模糊评判和RCM的CTCS-3级车地通信子系统维修决策

CTCS-3级车地通信子系统是列控系统的重要组成部分之一,且列控系统需求的列车位置、行车许可、临时限速等安全信息都由其提供,因此,对其进行可靠性分析具有十分重要的意义。采用贝叶斯网络对系统进行可靠性分析,并对维修方式进行了讨论。首先,根据车地通信子系统的功能与结构构建其贝叶斯网络模型。然后,综合考虑维修性、共因失效等因素,对车地通信子系统进行可靠性分析。最后,在可靠性分析的基础上运用模糊综合评判法对其进行维修决策。结果表明:利用贝叶斯网络的双向推理,不仅可以计算出车地通信子系统的可靠度,还可以有效识别系统的薄弱环节;若不考虑车地通信系统冗余结构中的共因失效,则得到的可靠性指标会偏于乐观。地面GSM-R单元失效是引起车地通信子系统失效的关键事件,因此针对此薄弱环节进行状态维修检查能够有效降低事故的发生概率。     

油气管道腐蚀可靠性的贝叶斯评价法

对油气管道腐蚀危害因素进行分析,建立其失效故障树。根据故障树分析原理,找出导致管道腐蚀穿孔破坏的23个因素。通过对故障树的定性分析,采用下行法求出油气管道腐蚀失效故障树的96个全部最小割集,并确定失效的主要影响因素。结合最小割集不相交化法和贝叶斯可靠性评定法对管道腐蚀失效进行定量分析,通过某油气管道事故统计数据,利用贝叶斯可靠性评定方法求出油气管道腐蚀可靠性的一阶矩和二阶矩。对一阶矩和二阶矩进行拟合,求出油气管道腐蚀可靠性的第一近似下限和第二近似下限。结果表明:得出的油气腐蚀管道贝叶斯可靠性评价结果可以指导管道系统的维护和维修,降低管道运行的风险。