基于BN的FTA在通用航空风险评价中的应用

针对事故树分析法(FTA)在风险评价中的局限性,采用以事故树为基础建立的贝叶斯网络(BN)风险模型,对通用航空中的两机空中相撞事故进行分析和推理,对事故模型进行改进和修正时,注重基事件的多态性和事件间的逻辑合理性。根据贝叶斯推理得出的数据,找到了事故的主要致因。结果表明,基于BN的FTA既能向前预测顶事件的发生概率,又能向后诊断基本事件的后验概率,可以更好地对通用航空风险进行评价。     

基于贝叶斯网络的汽车起重机液压系统的可靠性评估

为评估汽车起重机液压系统的可靠性,首先结合故障树分析法(FTA)、贝叶斯网络(BN)构建液压系统故障树,然后映射成BN,再利用其在多态性和不确定性方面的优势,应用桶排除法,对系统进行可靠性评估。在给出底事件的发生概率后,通过正向推理,得到顶事件发生的概率为0.191 016。针对模型进行多态性和不确定性修正后,得到的顶事件概率为0.228 073,相对提高19.4%。最后利用反向推理,找出系统的薄弱环节并给出改正措施,为更全面高效的可靠性评估提出一种新方法。     

水上机场航道冲突风险机制的FTA-BN建模

为分析水上机场航道冲突风险机制,首先,集成故障树分析(FTA)和贝叶斯网络(BN)方法,构建航道冲突风险分析模型;其次,基于FTA模型推理算法,确定风险系统的最小割集(径集)及根节点结构重要度,并据此分析航道冲突发生场景,设计规避方案;然后,运用BN双向推理技术,分析航道冲突风险的关键影响因素,并基于风险因素的多态性,评价航道冲突风险;最后,基于风险分析结果,提出航道冲突风险管控措施。研究结果表明:气象水文因素是航道冲突风险的最敏感因素,其次是过往船只频度、水域清净状况等航道布设因素,对其应严格执行放行管制;安全管理及人员因素对航道冲突影响较大,也是风险管控的重点。     

基于FMECA与模糊FTA的余热锅炉安全分析

为了保证余热锅炉安全运行,预防爆炸事故发生,利用FMECA方法和模糊FTA方法,研究余热锅炉事故致因。通过对余热锅炉潜在危险因素的分析辨别,探讨设备故障类型、原因及相应处理方法,引入模糊FTA对余热锅炉爆炸事故定性和定量分析,进而构建了基于FMECA与模糊FTA的余热锅炉安全分析框架,并计算得出事故发生的模糊概率以及对基本事件的敏感性分析。研究表明,余热锅炉系统的可靠度大约为96.92%,未按规定排污,报警器失灵,安全阀压力连接管堵塞及除氧器不合格事件对顶事件发生概率的影响最大,从而为该系统的安全决策提供支持。     

数据缺失情况下水淹天然气管道泄漏风险分析

面向数据缺失情况下水淹天然气管道泄漏风险量化分析的需求,提出一种基于贝叶斯网络(BN)和模糊集理论(FST)的概率风险分析方法。首先采用故障树分析(FTA)法分析水淹天然气管道泄漏失效致因,并映射得到相应的BN模型;然后针对基本事件失效概率数据缺失的情况,用专家知识引出概率,替代缺失的统计失效概率;为处理概率引出过程中专家知识的模糊性和主观性导致的不确定性,结合FST与多专家层次分析引出模糊概率,将其作为实际先验概率输入BN模型,进行量化分析。以某复线水淹天然气管道为例,应用所提方法分析其泄漏风险,结果表明:用该方法能够在数据缺失情况下表征并量化泄漏风险,同时BN的正向预测和概率更新能力可用来评估动态风险、识别关键失效因素。     

小样本条件下地铁运营事故致因推理模型

为克服传统事故致因推理模型不适用于小样本条件下的地铁运营事故致因推理的缺陷,将贝叶斯网络(BN)与Bootstrap抽样法、D-S证据理论相结合,建立地铁运营事故致因推理模型。首先,分析历年地铁运营事故样本,确定事故致因因素及网络节点;其次,基于BN的基本算法和理论,运用Bootstrap抽样法和K2算法进行BN结构学习;然后,使用D-S证据理论修正BN参数,建立适用于小样本条件下的地铁运营事故致因BN模型;最后,进行因果推理、诊断推理和敏感性分析。结果表明：所构建的地铁运营事故致因推理模型可有效进行事故推理预测,节点预测精度均值为0.858;通过因果推理得出最常见的地铁运营事故类型为运营中断,其次是火灾和列车冲突;结合诊断推理发现供电系统故障是导致运营中断的最主要事故致因。     

基于FDHHFLTS-BN的海底管道泄漏失效风险定量分析

为预防海底油气管道泄漏失效事故,提出基于自由双层次犹豫模糊语言术语集(FDHHFLTS)和贝叶斯网络(BN)的FDHHFLTS-BN风险分析方法,用于分析海底油气管道泄漏失效事故概率及事故的关键风险因素。将故障树模型转换为BN结构,由专家根据FDHHFLTS评估基本事件发生可能性;采用最佳最差法(BWM)确定专家权重,结合相似性聚合方法(SAM)聚合专家意见;依据构建的BN模型,正向推理得到事故发生概率,反向推理得到后验概率,并进行敏感性分析。将该方法应用于实例分析,结果表明：分析段海底管道泄漏事故的概率值为P=6.20×10^-3;焊缝施工缺陷、材料施工缺陷和渔具作用等为事故发生的关键因素;与传统方法对比分析结果证明,所提方法在确定海底管道风险方面具有一定的优势。     

基于改进贝叶斯网络的加油站火灾爆炸分析

为了找出导致加油站发生火灾爆炸事故的基本事件及其可能性大小,以加油站火灾爆炸故障树为基础建立相应的贝叶斯网络风险模型。在FTA向BN转化算法的基础上对条件概率做出了修正。利用GeNIe软件计算加油站火灾爆炸事故基事件的后验概率,同时进行灵敏度和影响力分析。最后通过实例分析,找出了导致某加油站发生火灾爆炸事故危险性最大的因素集为:加油站接打手机、机械碰撞、给塑料容器加油、加油冒油、油枪渗漏等。结果表明,注重基事件的多态性和事件间逻辑关系合理性的新模型,能推算出更准确的基事件概率分布,同时可以找出导致事故发生的最有可能途径,为加油站事故预防,系统改进提供较为合理性建议。     

基于贝叶斯网络的城市爆炸事故风险概率研究

针对频发的各类城市爆炸事故,采用事故树和贝叶斯网络相结合的综合风险评价方法构建概率模型,在分类溯源的基础上进行风险的概率测算、原因诊断和敏感节点分析。首先,按爆炸源属性将研究对象划分为粉尘爆炸、可燃性气体或液体爆炸、可燃性固体爆炸和物理爆炸四类;其次,运用专家信心权重法评估细化的28个根节点事件的先验概率,结合条件概率表计算顶事件发生的风险概率;再次,通过逆向推理法分析风险的形成原因。结果表明：在城市爆炸事故中可燃性气体或液体爆炸发生的概率最大,人员监管不到位、防爆知识欠缺、违规操作生产等是城市爆炸事故的关键风险因素和敏感节点;最后,根据研究结论提出风险管控预防措施,以期减少城市爆炸事故的发生。     

关于机场FOD防范的思考

机场道面的外来物(FOD)防范是保障民航飞行安全的重要措施之一。近年来,随着社会经济的发展,民航业不断壮大,航线网络日臻完善,航班数量快速增长,机场改、扩建项目不断增多,鸟击、雷击、扎伤飞机轮胎等事件也随之增多,且世界各国的机场均有外来物侵袭事件发生,并呈逐年递增的趋势,现已成为世界民航业关注的焦点。作为机场安全的重大隐患,FOD风险已不容忽视。由于航空器相对于外来物而言非常脆弱,一只飞鸟或一小块塑料布被吸入发动机都可能引起空中停车,一个小小的螺钉、一片小的金属片、一颗尖锐的石子都会导致轮胎损伤甚至爆裂,爆裂的轮胎碎片又会打伤飞机机身、发动机或油箱、液压管等重要部件,造成巨大的经济损失,甚至酿成安全事故。FOD威胁着飞行安全,不仅影响机场经济效益,也影响安全效益,因此减少FOD事件的发生刻不容缓。本文通过对机场外来物含义、种类及危害性案例分析,提出防范FOD的重要性,同时也阐述了防范FOD的常用方法与管理措施。     

基于STPA和模糊BN的装配式建筑吊装施工安全风险分析*

为有效评估装配式建筑吊装施工中的安全风险状态,识别关键风险因素,运用系统理论过程分析方法(STPA)构建吊装施工过程中的控制反馈结构,识别导致危险的不安全控制行为,确定不安全控制行为的致因因素;基于风险因素间的关联关系构建贝叶斯网络（BN）模型,推理计算装配式建筑吊装施工安全风险状态概率,并结合反向诊断推理分析影响安全事故的风险因素;通过敏感性分析,识别装配式建筑吊装施工安全中的关键风险因素。结果表明:装配式建筑吊装施工安全风险处于低风险状态;起重机械超负荷运行、现场安全管理不到位和吊索吊具存在缺陷等因素是影响装配式建筑吊装施工安全风险的关键风险因素。     

石化装置BN拓扑结构节点同异反概率重要度分析

为解决石化装置贝叶斯网络(BN)拓扑结构节点状态不确定系统难以分析节点重要度的问题,借助广义集对分析(GSPA)理论探讨节点重要度。针对节点的不同逻辑关系,讨论基于GSPA理论与BN方法集成的节点状态概率表达方式。从同一性、差异性、对立性3方面,提出节点同异反概率重要度分析方法,并将其应用到某反应器火灾爆炸事件的BN拓扑结构中。结果表明:各根节点故障状态概率会影响该反应器火灾爆炸事件发生概率,各根节点联系度同一性、差异性、对立性不同,会产生不同的同异反概率重要度分布情形。     

基于STPA和模糊BN的AIDC移交人误研究

为评估因空管自动化系统功能不完备而潜在的管制移交人因风险,首先,采用系统理论过程分析(STPA)方法,构建空中交通服务设施间数据通信(AIDC)移交过程的安全控制结构图,识别出AIDC移交时的关键人误;然后,结合空管人误分类模型(HERA-JANUS)构建基于贝叶斯网络(BN)的人误分析模型,利用专家经验和模糊集理论量化各节点的先验概率;最后,通过Ge NIe软件训练数据,可视化诊断模糊BN,得到目标事件的发生概率,分析出关键人误。结果表明:STPA方法驱动下的模糊BN能够全面地识别AIDC移交过程中的关键人误致因,其中AIDC移交失败时系统无告警是管制移交过程中的重要人误风险源;当目标事件发生时,管制员"注意力分散"、"忘记监控"、"注意力不集中"和"警觉性降低"4种差错行为发生的概率占比较高,是造成管制移交时航空器小于安全间隔的关键差错行为。     

基于HFACS-BN的地铁车站施工高处坠落可能性评价

为准确预测地铁车站施工高处坠落可能性,构建基于HFACS-BN的地铁车站施工高处坠落可能性评价模型。首先,基于人为因素分析和分类系统(HFACS)框架,识别地铁车站施工高处坠落致因因素,并将其映射为贝叶斯网络(BN);然后,将基于正态分布权重的群决策法、模糊最佳最差法(fuzzy-BWM)、全局相对值等方法相结合,并应用到BN中获取根节点的先验概率和中间节点的条件概率,依托BN的正向推理计算高处坠落节点处于各状态下的概率,敏感性分析辨识关键致因因素;最后,选取成都地铁11号线3个车站进行实例分析。研究结果表明:回龙路站、钓鱼嘴站和芦角村站的高处坠落最可能状态分别为严重故障、无故障、无故障状态,均与实际施工情况基本一致;安全教育培训不到位、移除防坠落x措施、踩空踩滑、安全意识薄弱、站在不安全位置、照明不足为高处坠落事故的关键致因因素,应重点管控。     

贝叶斯网络在CFIT风险评价中的应用

针对事故树分析法(FTA)在风险评价中的局限性,在可控飞行撞地(CFIT)事故树的基础上,建立贝叶斯网络(BN).运用推理运算对贝叶斯网络进行定量分析,通过分析计算数据,寻找主要事故致因,并提出对应的改进措施.再将改进措施引入到贝叶斯网络中,评价相关措施的有效性.结果表明,改进措施后,高度设置错误的后验概率最大,将成为预防CFIT的工作重点.最后指出贝叶斯网络方法是对传统的基于故障树分析的风险评价方法的有益改进.     

深水钻井井喷事故风险控制决策方法

为有效降低深水钻井井喷事故风险,提出一种井喷事故风险控制决策定量评估方法。首先运用贝叶斯网络(BN)建立深水钻井井喷事故评估模型,根据BN网络前向和后向推理原则,确定井喷事故的主要风险因素和发生概率;然后针对导致井喷事故发生的风险因素提出5项风险控制措施,考虑执行风险决策的效用和成本,通过增加效用节点和成本节点,建立深水钻井井喷事故风险控制决策模型,定量评估31项风险决策措施的有效性和总成本。研究结果表明:执行加强人员技能培训和增加功能测试与维护决策的总成本较低,同时可将深水钻井井喷事故风险控制在可接受风险区域。     

基于TFF-FTA方法的飞行进近着陆事故致险因素分析

为开展飞行进近着陆阶段事故致因风险的精准分析,提出了三角模糊函数(TFF)与事故树(FTA)结合的综合致因分析方法.基于文献分析法与专家调查(Delphi)法建立了以飞行员处置不当、飞机故障、环境恶劣等17个指标为中间事件,反应延时、决策错误、遗忘信息、指令错误、理解错误、执行错误等24个指标为基本事件的飞机进近着陆事故致因事故树.运用三角模糊函数将基本事件发生概率转化为三角模糊数,采用三角逻辑门计算得到基本事件的模糊结构重要度,即各致险因素重要度排序.结果表明,飞行员决策与操纵技能、机场进近着陆管控及恶劣天气变化是飞行进近着陆事故影响关键因素,航空公司及空管部门应加大预防性控制,辨识并消除事故隐患.     

强降雨下地铁车站施工安全风险演化推理研究

强降雨易引发地铁车站施工安全事故,为揭示此类工程受强降雨的致灾机制,评价施工安全风险,结合蝴蝶结(BT)分析法进行演化,得到包含2个顶事件、27个中间事件、47个基本事件的安全风险事故树;基于贝叶斯网络(BN)理论,改进节点模糊多态化与直觉模糊化2个方面,得到优化后的直觉模糊多态贝叶斯网络(IFPBN)安全风险演化推理模型;以广州21号线地铁工程为例,进行演绎推理应用,并验证模型有效性。结果表明：优化后的模型推理结果与实际情况基本相符,相较于常规推理模型更为精准、高效;所构建的风险演化结构中,强降雨等级、人的不安全行为和主体工程环境不安全状态是影响强降雨下地铁车站施工安全风险的重要宏观因素,应急组织混乱、安全意识缺乏与支护不稳定是重要微观因素。     

基于DEMATEL-ISM-BN的施工人员不安全行为致因研究*

为明确施工过程中人的不安全行为致因及产生路径,基于理论与案例分析构建以个体、设备、管理、环境为核心的评估指标体系;结合DEMATEL和ISM并借助专家知识构建层次网络模型,将其映射到BN中,依据节点的先验概率和条件概率实现因素之间耦合关系强度的量化;利用正向因果推理方法预测不同情况下不安全行为发生概率,反向诊断推理识别不安全行为产生的最大致因链。结果表明:施工过程不安全行为发生概率为26.5%,最大致因路径为政府监管力度不足→现场监管工作存在漏洞→不良行为习惯→安全认知失误→不安全行为,可为现场施工人员安全行为管控提供参考。     

基于贝叶斯网络的复杂工程安全管理决策支持方法研究

为改进当前复杂工程安全风险管理中普遍存在偏重事前管理、过分依赖专家经验等不足,探讨复杂工程贝叶斯网络(BN)的构建流程,提出基于BN的安全管理辅助决策分析(DSA)方法,并以武汉越江地铁盾构隧道渗漏水事故为例进行实证研究。结果表明:利用BN能够融合多领域专家关于具体工程的实践经验,以有向图形式直观表达安全事故致因变量间的不确定性关系,在事前阶段运用正向推理技术预测事故发生概率以界定警情等级及早防范,事中运用重要度分析辨识关键致险因子以明确过程控制要点,事后运用反向推理技术快速诊断查明最可能致因组合,从而为复杂工程安全事故全过程管理提供实时辅助决策支持。