天然气超声流量计安全可靠性分析

本文选取某类超声流量计产品的现场故障数据作为有效样本,采用极大似然估计法、概率图估法和灰色系统理论三种方法分别研究识别最佳寿命分布类型的方法,对该类型超声流量计寿命分布规律进行研究,结果表明其寿命服从双参数指数分布。为了保证推断结论准确、可信,本文进一步对该寿命分布做拟合优度假设检验,结果表明该类超声流量计的寿命服从双参数指数分布。最后,本研究采用Weibull++7.0软件应用极大似然分析法对该类型超声流量计寿命进行点估计和置信度为90%的区间估计,以为进一步进行可靠性寿命试验及场站安全生产管理提供依据。     

集成电路可靠性评估方法

本文旨在对集成电路类电子产品进行可靠性评估方法研究,主要分析研究集成电路工作原理及其可靠性评估方法。对仿真数据进行拟合优度检验,分析并指出集成电路这一类电子产品可靠性失效特点,利用指数分布和威布尔分布下的区间估计评估方法进行参数估计并验证其可行性。     

腐蚀管道寿命可靠性的步降应力加速试验研究

为保障油气管道安全运营,需研究腐蚀管道寿命的可靠性。首先基于管道失效机理,采用步降应力加速寿命试验(SDSALT)方法,获得不同温度下腐蚀率样本;其次利用加速因子和逆幂律加速方程建立数据折算模型,将腐蚀率样本转换为应力作用失效时间并截尾抽样后作为输入,求得含未知参数的准样本;然后通过准样本估计Weibull分布的3个参数,进而得到以温度和时间为自变量的管道可靠性函数;最后以H_2S/CO_2环境中运营的N80管道为例,验证所建腐蚀管道寿命预测方法的可靠性。结果表明,该方法大幅缩短试验时间,对管道寿命预测准确,并分析出管道可靠性的降低速度随温度和时间的增加先增大后减小,可应用于管道的适用性评价。     

基于遗传算法的复合分位数回归在沉降数据处理中的应用

针对传统最小二乘法估算模型参数精度不高的问题,采用了复合分位数回归参数估计法,并用遗传算法完成相关计算,建立了三次多项式的沉降数据预测模型。实证分析表明复合分位数具有很强的稳健性和参数估计的稳定性,所得模型预测能力强、精确度高。     

随机应力影响下埋地天然气管道可靠性评估方法研究

针对含裂纹缺陷的埋地天然气管道这类随机退化设备，现有的研究方法更多依赖于失效机理分析，由于构建失效机理模型较为困难和复杂，在使用上具有一定的局限性，提出了一种考虑应力影响下的非线性Wiener退化模型。将应力对管道的影响看作随机变量以影响管道的退化速率，同时考虑个体的差异性，获取非线性退化模型更加准确的可靠性评估结果。在首达失效时间下推导出剩余寿命的概率密度函数。然后针对小样本的退化数据，使用极大似然估计方法估计参数，确定分布函数和可靠度。最后利用裂纹数据验证本文提出模型的准确性和有效性。     

尾段残差修正GM(1,1)模型在管道腐蚀预测中的应用

为解决海底油气管道由于外表面破损引起腐蚀加快,进而导致管道腐蚀失效的问题,基于传统灰色模型,建立尾段残差修正GM(1,1)模型,用以预测管道剩余寿命。首先,检验管道腐蚀深度数据的光滑性和准指数规律性,建立灰色微分方程;然后利用最小二乘法求出方程参数值,用传统灰色模型预测腐蚀深度,并对残差进行修正,从而得到一个完整的用于海底管道腐蚀趋势预测的尾段残差修正GM(1,1)模型,并对预测结果进行后验差检验。最后以某一海底管道试验段为例,预测管道剩余寿命。结果表明,传统管道腐蚀深度预测灰色模型预测相对误差为36.7%,尾段残差修正GM(1,1)模型预测的相对误差为3.79%,后者预测精度等级更高。     

基于3次样条插值函数的曲线拟合方法及应用研究

为更好地控制水质预测精度,在灰色模型的基础上引入3次样条插值函数,在结合灰色模型中的参数信息覆盖和用非线性最小二乘法估计未知参数的基础上,提出了改进的曲线拟合模型.采用该模型拟合共产主义渠监测断面历年来的高锰酸盐指数.结果表明,在控制预测精度的情况下,该模型的拟合结果合理.改进的拟合曲线模型具有一定普遍性,可用于河流和湖泊等水环境因子预测.     

基于时变可靠度分析的桥梁使用寿命预测

为分析一座桥梁结构寿命,在现有混凝土桥梁抗力和荷载的时变性研究的基础上,建立桥梁时变可靠度计算模型。将结构抗力等效转换为车辆荷载作用下结构所产生的竖向位移限值,预测远景交通量,反映荷载的时变性;运用非线性有限单元增量分析方法,以递增特定荷载的方式,采用响应面法计算时变可靠度指标及累计失效概率。结果表明:桥梁结构初始阶段具有足够大的可靠性,但其会随时间推移迅速衰减,利用韦伯分布函数和最小二乘法计算桥梁累计失效概率,进而推算桥梁使用寿命。根据桥梁寿命可靠度计算结果,制定出桥梁最佳维修养护策略。     

城市供水管网漏损动态预测的Bootstrap-Lee-Carter模型*

为对某城市供水片区的不同管径和管材的管道漏点率进行动态预测,考虑城市供水管网漏损时变特征,采用Bootstrap方法估计Lee-Carter参数模型。针对供水管网漏点率进行经典Lee-Carter模型预测,并通过残差等高线图及其同方差性质检验,比较分析最小二乘法和加权最小二乘法估计Lee-Carter模型参数的拟合效果;考虑供水管网漏损时变引起的模型参数不确定性扰动,利用残差Bootstrap方法抽样模拟Lee-Carter模型参数置信区间和模型改进后的供水管网漏损预测结果。结果表明:Bootstrap-Lee-Carter模型相比经典Lee-Carter模型具有更高的预测精度。     

韦布尔分布的环境因子

在试验样本较少时,需要对不同实验条件下的数据和信息进行转换和综合,这就要求人们必须对实验的环境因子进行确定.本文主要介绍了用韦布尔分布参数的估计值来确定环境因子的方法.本文首先给出了韦布尔分布的性质,然后对韦布尔分布环境因子进行了理论分析.根据环境因子的二因子法得出了韦布尔分布的环境因子并给出了其估计量.在此基础上提出了用环境因子进行数据转换和综合的步骤.     

安全联锁设备SIL验证中的参数估计偏差分析*

为提高安全联锁系统（SIS）不可用度计算的准确性,减少SIL验证的不确定性偏差,研究参数估计置信度分别为70%和90%时功能安全标准IEC61508的恒定失效率算法与实际非恒定失效率（威布尔分布）算法结果的偏差。结果表明:在70%置信度时,采用指数分布算法计算PFDavg,比威布尔分布算法的计算结果偏大,2者的相对偏差平均值为68.01%;90%置信度时,2者的相对偏差平均值为42.63%,揭示功能安全标准IEC61508恒定失效率计算将显著高估SIS的不可用性,可能造成企业不必要的整改和相应的维护成本。     

配电设备的风险评估与状态检修决策方法

针对当前配电设备采用的定期检修方式未将可靠性与经济性综合考虑的问题，提出1种基于风险评估结果确定配电设备状态检修决策的方法。首先，根据配电设备健康状态评估结果计算配电设备实时健康指数，利用指数模型对配电设备的实时故障率进行计算；然后，采用最小路法计算配网中所有设备的平均实时故障率，并结合停电时用户损失严重度、配电设备损失严重度和环境损失严重度确定配电设备故障后果严重度；最后，利用风险偏好型效用函数量化计算配电设备的经济运行风险水平，计算各配电设备的相对风险值，并以相对风险值为指标确定各配电设备的状态检修策略。结合算例对所提的方法进行验证，结果表明该方法合理有效。     

设备加速试验可靠寿命的小样本评估方法

针对高可靠长寿命设备加速寿命试验,在试验样本量很少的情况下,用传统评估方法对其可靠寿命的评估存在精度不足问题。笔者在分析比较单侧容限系数和二维单侧容限系数方法后,提出设备寿命基于正态分布的加速试验可靠寿命小样本评估方法。该方法可以把设备研制过程中以往积累的试验数据和同类型的实验数据综合利用起来,以增大评估设备可靠寿命的数据量。工程应用表明,该方法与传统大样本评估方法相比,在试验设备数量一定的情况下,可靠寿命的评估精度提高至少一倍。     

基于BP神经网络和SVR的Fund?o尾矿坝排水数据预测对比研究

针对尾矿库运行过程中安全预警问题,选取2015年巴西Samarco铁矿溃坝事故案例,研究BP神经网络和SVR方法在排水数据预测的适用性。综合分析了排水数据的复杂且非线性的特点,以库水位、降雨量和干滩长度为输入特征,采用上述2个模型对尾矿坝排水数据进行预测。研究结果表明:基于BP神经网络预测结果的最大相对误差不高于4.35%;基于SVR算法的最大相对误差不高于9.21%;Fundo坝的排水预测结果是可行的,BP神经网络的预测精度更高,而SVR模型的运算速度更快。研究结果可为矿山安全工作的快速响应和溃坝预警提供信息支撑和参考依据。     

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。     

基于粒子群优化的DGM（1,1）模型在基坑变形安全预测中的研究

为确保基坑施工期间发生变形后能够正常使用,将变权缓冲算子结合DGM(1,1)模型构造出变权离散灰色模型,利用相对误差、后验差比,灰色绝对关联度3种精度检验法作为粒子群算法适应度建立模型,构造PSO-VWDGM(1,1)模型,并结合实际工程监测数据研究不同适应度对基坑变形预测精度的影响。研究结果表明:不同适应度函数对预测精度存在较大影响,以灰色绝对关联度作为适应度建立模型预测精度较高,可以更好应用在工程中。研究成果可为工程施工阶段的基坑变形预测、稳定性分析与灾害评估、预警提供参考。     

A novel tool for Bayesian reliability analysis using AHP as a framework for prior elicitation

Quantitative risk assessment (QRA) is a powerful and popular technique to support risk-based decisions. Unfortunately, QRAs are often hampered by significant uncertainty in the frequency of failure estimation for physical assets. This uncertainty is largely due to lack of quality failure data in published sources. The failure data may be limited, incompatible and/or outdated. Consequently, there is a need for robust methods and tools that can incorporate all available information to facilitate reliability analysis of critical assets such as pipelines, pressure vessels, rotating equipment, etc. This paper presents a novel practical approach that can be used to help overcome data scarcity issues in reliability analysis. A Bayesian framework is implemented to cohesively integrate objective data with expert opinion with the aim toward deriving time to failure distributions for physical assets. The Analytic Hierarchy Process is utilized to aggregate time to failure estimates from multiple experts to minimize biases and address inconsistencies in their estimates. These estimates are summarized in the form of informative priors that are implemented in a Bayesian update procedure for the Weibull distribution. The flexibility of the proposed methodology allows for efficiently dealing with data limitations. Application of the proposed approach is illustrated using a case study.     

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。