双机热备计算机联锁控制系统的安全性和可用性分析

从现场的实际情况出发 ,笔者研究了双机热备计算机联锁控制系统的安全度和可用度指标。对实际应用中双机热备计算机联锁控制系统的失效情况进行了分析 ,其结果表明双机热备计算机联锁控制系统出现直接导致系统完全失效的故障概率很小 ,因此 ,引入了系统的故障可用系数 ,并研讨了故障可用系数对系统的可靠度、安全度和可用度的影响。通过双机热备计算机联锁控制系统的安全度和可用度的分析和仿真计算结果表明 ,引入故障可用系数后系统的安全性不变 ,系统的可靠度和可用度有显著提高。     

基于马尔可夫的地面控制井下安全阀可靠性评估

为保障地面控制井下安全阀系统的安全运行，防止系统发生故障，建立了井下安全阀可修复系统的马尔可夫模型；针对系统设备构成复杂及共因故障等问题，基于β因子模型描述共因失效，同时将模型划分为3个独立模块，通过克罗内克积方法合并，评估系统可靠性；参照OREDA可靠性数据，定量求解井下安全阀系统可用度、可靠度以及稳态指标，研究模型中状态转移概率对系统稳态可用度的影响。研究结果表明:井下安全阀系统的可用度随时间增长而迅速到达稳态值；系统检修周期应小于2.5 a；根据可靠性分析结果，运营方应考虑系统经济与可靠性间的博弈关系，合理优化系统冗余结构与维修周期管理，防止井下安全阀系统失效。     

考虑热态维修可靠性的汽轮机保护系统优化分析

结合汽轮机保护系统现状,参考故障容限设计理论,研究了失效-安全型故障维修影响。通过RBD模型识别增设保护回路后的系统结构变化,采用马尔可夫过程法获得带保护投切功能的系统可用度公式,对比分析系统整体失效率影响。通过对汽轮机保护投切过程进一步分析,识别出多项人机设计缺陷,证实了研究对象在维修过程中人因失效率有较大的波动性和随机性。结合操作行为认知过程图,提出人因失效链嵌入监测、操作人信道负荷均衡以及操作进程信息分发的保护系统优化三要素,对能源领域大多数服役期较长的汽轮机保护系统升级改造设计具有较高的参考价值。     

基于动态贝叶斯网络的高速铁路牵引变电所可靠性分析

结合GO-FLOW法的动态特性,将动态贝叶斯理论应用于高速铁路牵引变电所可靠性的分析中。首先将GO-FLOW法中的功能操作符、逻辑操作符、信号发生器、输入信号流等转换为相应的动态贝叶斯网络模块,并建立其条件概率表;然后根据牵引变电所主接线GO-FLOW图和主接线系统功能逻辑关系进行连接,得到基于GO-FLOW图的牵引变电所主接线的动态贝叶斯网络模型;最后运用动态贝叶斯算法对模型求解,得到了牵引变电所主接线的可靠性参数和可靠性变化曲线,结果表明当考虑部件随时间推移而失效的情况时更加符合实际。与其他方法相比,该方法考虑了分析对象的动态特征,减少了公式推导过程,简单清晰,便于实际应用。     

巷道放顶煤人-机-环境系统可靠性研究

应用系统可靠性和人 -机工程学理论 ,建立了急倾斜煤层巷道放顶煤人 -机 -环境系统可靠性模型 ,给出了系统可用度和生产能力的计算公式。结合开滦马家沟矿 972 3工作面人 -机-环境系统分析 ,探讨了提高系统可靠性和生产能力的有效途径。理论分析及实例计算结果表明 ,所建立的模型能简便地找出系统的薄弱环节 ,准确预测系统可用度和生产能力 ,从而为指导矿井设计和生产提供科学依据     

基于改进FMEA的地铁车辆转向架风险评估

为了加强地铁车辆转向架的安全管理,提出1种基于区间直觉模糊集和决策试验和评价实验室(DEMATEL)方法的改进故障模式和影响分析(FMEA)方法对其进行风险评估。采用可转化为区间直觉模糊数的语言变量表征专家对故障因果关系和风险因子的评估信息,构建评估信息一致性最大化模型并求得专家和风险因子权重信息;通过区间直觉模糊加权几何算子集结信息得到故障因果关系区间直觉模糊风险优先值;基于DEMATEL方法确定故障模式与故障致因风险顺序,并结合案例分析证实该方法的可行性和有效性。研究结果表明:轮对运行不稳和加油堵脱落分别为某市地铁公司车辆转向架系统风险排序最高的故障模式和故障致因。     

大空间建筑消防系统故障风险定量分析的新方法

在对CO2自动灭火系统的故障模式、影响及危害度定性分析的基础上,采用模糊数学方法,以系统故障影响严重度、故障模式发生概率及其可检测性为关键指标,给出了故障风险定量评价指标的建立方法,提出了一种消防系统故障风险定量分析的新方法———模糊推理法。该方法可直接输入语言变量,利用模糊定性和不确定信息或数据定量评价系统的故障风险,并以CO2自动灭火系统为例,详细阐述了该方法定量评价故障风险的全过程。该方法和推理过程可为其他建筑防火设备的同类分析所借鉴,为城市火灾风险定量评价系统的构建提供理论基础和一种新方法。     

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。     

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。     

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。     

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。     

Common cause failures in safety instrumented systems on oil and gas installations: Implementing defense measures through function testing

This paper presents a common cause failure (CCF) defense approach for safety instrumented systems (SIS) in the oil and gas industry. The SIS normally operates in the low demand mode, which means that regular testing and inspection are required to reveal SIS failures. The CCF defense approach comprises checklists and analytical tools which may be integrated with current approaches for function testing, inspection and follow-up. The paper focuses on how defense measures may be implemented to increase awareness of CCFs, to improve the ability to detect CCFs, and to avoid introducing new CCFs. The CCF defense approach may also be applicable for other industry sectors.     

基于检验测试策略的PFD模型建立与分析*

为制定合理检验测试策略,提高安全仪表系统（SIS）在低要求运行模式下的安全性,提出要求平均失效概率(PFDavg)通用计算模型,引入检验测试分布因子和共因失效修正因子,表征部分和完全检验测试对SIS安全性的影响。结果表明:该模型适用于所有同构koon架构系统,可应用于周期性、非周期性部分检验测试及共因失效影响较大的场景,可以为企业制定检验测试策略提供理论依据。     

Generalized analytical expressions for safety instrumented systems' performance measures: PFDavg and PFH

Safety Instrumented Systems (SIS) constitute an indispensable element in the process of risk reduction for almost all of nowadays' industrial facilities. The main purpose of this paper is to develop a set of generalized and simplified analytical expressions for two commonly employed metrics to assess the performance of SIS in terms of safety integrity, namely: the Average Probability of Failure on Demand (PFD_avg) and the Probability of Dangerous Failure per Hour (PFH). In addition to the capability to treat any K-out-of-N architecture, the proposed formulas can smoothly take into account the contributions of Partial Stroke Testing (PST) and Common Cause Failures (CCF). The validity of the suggested analytical expressions is ensured through various comparisons that are carried out at different stages of their construction.     

事故与熵──事故发生可能性计算的新方法

从熵增加的观点描述了事故的本质，剖析了人机系统的实质与特性，提出了风险熵与事故势的概念，给出了计算机风险熵与事故势的方法。结果表明，系统具有二重性。在系统运行期间，系统具有封闭体系的特性；在休整期间，系统具有开放体系的特性。事故是运行系统的必然发展趋势，是运行系统的固有属性，是一种自发过程。由于在系统熵增加的过程中信息及能量的交换，可以把事故定义为系统熵增加的结果。避免事故发生的原理是不断地向系统输入信息或负熵以抵消系统内部的熵增加。     

基于改进逼近理想解排序(TOPSIS)法的应急系统优化选址模型研究

通过分析影响应急系统选址的各种因素,建立衡量应急系统地址优劣的指标体系,并利用层次分析法确定各指标的权重。依据改进逼近理想解排序(TOPSIS)法的基本思路,建立应急系统优化选址模型。通过具体的实例说明,将改进TOPSIS法引入选址模型是解决应急系统优化选址问题的有效方法,是选址方法体系的一种创新思路。     

航空公司安全系统风险的模糊综合评价研究

财航空公司安令系统风险进行科学的评价,足确保其安全运行的有效措施。针对影响航空公司安全系统风险诸多因素具有的模糊性,引入模糊综合评价理论对航空公司安全系统风险进行风险评价,构建了航空公司安全系统风险评价的指标体系,建立了基于模糊综合评价的航空公司安全系统风险评价模型。并结合实例进行了计算,结果表明该方法能有效地利用评价指标的信息,科学合理地综合评价航空公司的安全系统风险状况,具有可操作性和实用性。     

航运企业安全管理体系有效性评价研究

定期评价安全管理体系的有效性既是ISM规则的强制要求,更是航运企业持续改进安全管理体系,提高体系运行质量的重要手段,但目前不少企业在管理实践中对体系的有效性评价大多采取定性的方法,难以保证评价结果的客观性和科学性。通过安全管理体系有效性内涵及其表现特征的分析,将体系运行有效的符合性、目标性、适宜性、充分性和文化性5个表现特征作为一级指标,并进一步细化得到24项二级指标体系,采用层次分析法确定各指标的权重,以实例验证,为航运企业实施安全管理体系有效性评价提供科学、客观、有效的方法。     

Emergency shutdown of fluidized bed reaction systems

With several industrial applications of fluidized bed technology recently commercialized worldwide, it becomes essential to develop safe operation methods for fluidized bed reaction systems (FBRSs) to prevent any influence on their process values, which lead to accidents. To preventing any disaster or malfunction in an FBRS, an emergency shutdown system (ESD) is initiated, closing the reaction system in case of any abnormality by effectively isolating the flammable gas. However, an ESD is also prone to the “inactivation problem,” in which in the case of failure it initiates the emergency shutdown, even when the operating conditions of the reaction system are abnormal. It is also vulnerable to a “malfunction problem,” where the emergency shutdown is performed even when the operating conditions of the reaction system are normal. In this study, these problems were solved by investigating a reaction system through the monitoring of appropriate parameters and setting up of trigger levels, which reflect the uniqueness of an FBRS using an ESD. The parameters were identified by analyzing the scenario leading to an accident. The trigger levels were determined as the points at which the loss is smaller in the presence of an ESD, as compared to the value of the loss function in the presence or absence of an ESD. Furthermore, the ESD design model was applied as a case study in the ammoxidation process of propylene. The results showed that an ESD can prevent an approximately 8 billion yen of loss due to accidents in plant operations, against an investment of 200 million yen.     

图像识别技术及其在机械零件无损检测中的应用

无损检测法是一种常用的故障诊断技术,故障诊断从本质上来讲就是模式识别问题,而模式识别又可以狭义地理解为图像识别。从介绍图像、图像识别、图像识别过程和图像识别系统的基本概念着手,就几种常用图像识别方法的原理和特点进行比较,给出了CCD图像获取系统的组成。最后,结合发动机曲轴的一种自动磁粉探伤系统实例,对系统的图像处理和识别流程进行详细的讨论,并针对一般无损检测系统难以满足曲轴的检测要求和精度要求的状况,提出经过改进的一种适用于曲轴的整体无损检测系统。该系统有助于高效和完整地获取整个曲轴的图像,提高图像信息的质量,从而提高发动机曲轴表面缺陷检测的准确性和可靠性。