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。     

新方法建立可靠度再分配量化模型

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。武汉科技大学安全与环境工程系杨静、向晓东教授等将町靠性分配理论与故障树分析法相结合，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。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，使系统存给定的同标值条件下达到安全性优化。     

基于事故树的飞机雷击风险防范措施研究

对于飞机雷击的风险,运用事故树模型的分析方法,建立飞机雷击事件事故树模型,综合考虑飞机雷击事件发生的全过程。通过建立飞机雷击事件事故树模型,阐述引起飞机雷击的主要原因,同时得到最小割集、最小径集,运用公式计算出基本事件的结构重要度。当飞机雷击事件发生后,根据组成最小割集的基本事件,找出造成飞机雷击事件发生的根本原因,运用最小割集方法来制定预防飞机雷击事件发生的方案。同理,根据最小径集中基本事件都不发生时雷击事件不会发生来制定预防飞机雷击事件发生的方案。根据结构重要度的排序,找出预防飞机雷击事件发生的关键途径,提出了预防的方案,方案可以作为相关工作人员的工作手册或者检查单。飞机雷击事件树模型系统直观地展示了引起飞机雷击事件发生的各基本事件的逻辑关系,为降低飞机雷击事件的发生提供了高效的方法。     

基于事故树和贝叶斯网络的飞机偏冲出跑道风险分析

为了加强对飞机运行过程的安全管理,降低飞机起降偏冲出跑道事件发生的概率,利用事故树和贝叶斯网络模型对飞机偏冲出跑道事件进行了定性和定量的分析。首先,建立事故树模型,对飞机起降冲偏出跑道的原因进行分析。一方面,总结导致飞机起降偏冲出跑道的基本事件,计算基本事件的结构重要度,指出基本事件对顶事件发生的结构重要度影响,同时计算飞机起降冲偏出跑道事故树模型的最小割集和最小径集,分析顶事件发生的条件和为避免顶事件的发生需要采取的应对措施;另一方面,通过对基本事件发生概率的赋值,计算基本事件的概率重要度和顶事件发生概率,指出基本事件发生概率对顶事件发生概率的影响。其次,为了便于各职能部门加强管理,明确工作的重点,结合贝叶斯网络计算中间事件的条件概率。     

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。     

求事故树最小割集的二进制编排法

在事故树的定性和定量分析中,最小割集占有非常重要的地位。目前,求最小割集的方法很多,如福赛尔(Fussell)法等。本文介绍的是二进制编排法求最小割集,它在计算机的高速内存贮器中进行布尔代数处理,可以迅速并有效地计算出含有多个基本事件的大型事故树的最小割集。一、二进制编排法的步骤 1.用正整数1、2、……、N重新标记基本事件,其中N是事故树基本事件的总数。 2.从事故树最下面一层的逻辑门开始,用基本事件表示各个门的割集,然后将割集转换成二进制行。割集中某一基本事件的号码就等价于二进制行的一个位置。 3.按逻辑门的类型进行割集组合,并消除超集,逐渐推进到事故树最上面的一个     

广义多态事件树模型

针对工程系统中普遍存在的反馈关系 ,提出了广义多态事件树的概念 ,利用多值逻辑及集合理论 ,建立了广义多态事件树的数学模型。该模型拓展了一般的事件树模型 ,解决了存在反馈关系的系统的建树难题 ,并且可作为求解大规模复杂多态系统广义最小割集合的一种算法     

基于事故树的空中交通管制员情景意识分析

为更系统地研究管制员的情景意识,找出导致管制员情景意识丧失的主要因素,运用事故树分析法、采用自上而下的方式对管制员情景意识丧失的原因进行逐层分析,建立管制员情景意识丧失事故树模型。通过进一步计算事故树的最小割集和各基本事件的结构重要度,计算各基本事件的结构重要度系数,对比得出情景意识丧失的各个基本事件的重要程度及各事件之间的关系。结果表明,造成情景意识丧失事故的主要原因是轮班制度不合理、睡眠效率低及对特情不熟悉、飞行冲突预判能力弱。     

基于最小径集的系统故障概率分配方法研究

为准确、快捷地解决在复杂系统中的可靠性分配问题,在基于最小割集的可靠性分配方法的基础上建立了基于最小径集的系统故障概率分配模型.该模型的分配思想不是对系统所有的单元都进行分配,而是选择最有可能导致系统发生故障的单元进行分配.最小径集分配法只需对最小径集中的基本事件直接进行分配计算,从而大幅度减少了中间计算工作量.它的另一个突出优点是‘能提供多个可选择的分配方案,因为每一个最小径集都代表1种分配方案.根据安全系统工程的优化思想,提出了不可靠度分配方案的选择原则:在基本事件数相同的最小径集中选择概率较大的最小径集;在概率接近的最小径集中选基本事件数较少的最小径集.对于最小径集中基本事件的分配,根据概率重要度来分配是合理的,因为重要度越大的基本事件对系统的影响就越大,分配的概率就应该越小.通过矿井火灾事故树的举例,进一步描述了基于最小径集的系统故障概率分配方法的定量计算过程.研究表明,基于最小径集的系统故障概率分配法是工作量最小的分配方法,还可以进行分配方案的比较选择.     

基于事故树理论的非金属矿山爆破事故致因分析

采用安全系统工程方法,以陕西省某大理石矿为例,对非金属矿山爆破事故进行了事故树分析,并绘制出爆破事故树分析图,直观地表现了各可能导致顶上事件发生的基本事件及其逻辑关系,通过对FTA的定性分析,得出了最小割集和结构重要度,并提出了相应的安全对策.     

基于RBF神经网络的火灾报警系统失效概率预测

报警系统失效主要包括漏报、误报,对系统进行失效概率预测,可以帮助判断设备质量优劣,评估系统效能。利用Matlab软件编程,通过神经网络预测失效概率。根据不同场所正在使用的火灾报警器的失效数据作为原始数据,归纳总结失效原因,建立事故树,结合专家打分法与模糊理论得到网络的输入值与输出值。通过网络训练,得到可以对系统失效概率进行预测的RBF神经网络,测算效率大幅提高。以70组不同品牌、用途的火灾报警系统作为算例,通过训练数据,最终达到输入底事件发生概率可直接输出顶事件发生概率的目的。结果表明,RBF神经网络相较于BP网络与事故树算得的失效概率具有更高的拟合度,RBF神经网络模型在进行系统失效概率预测时具有可靠性。     

城镇煤气管道漏损分析与风险评价

在管道漏损的各种因素分析与分类的基础上,建立管道漏损综合评价模型,结合事故树法和专家评分法,实现对管道运行状况的评价。事故树模型采用最小割集的方法描述事故树相应的结构函数,从而评价事故树各底层事件的结构重要度。根据专家评分法,对危害因素指标和后果进行评分,实现管道工作状态的风险评价。该分析和评价方法,为实现基于风险评价的风险控制与管理提供理论依据。     

基于主逻辑图的安全风险建模研究

概率风险评估已成为研究复杂系统安全风险较为成熟的方法 ,其风险模型的建立是基于故障树/事件树的 ,风险分析具有众多的静态特性。然而 ,大的复杂系统往往存在诸多动态因素 ,在风险研究需要考虑这些动态因素的情况下 ,基于传统故障树 /事件树的模型则难以提供支持。笔者对此进行了分析 ,提出了基于主逻辑图的安全风险建模 ;主要介绍了主逻辑图的概念及其建模方法 ,并对模型进行了分析 ;在此基础上 ,基于主逻辑图分析事故场景 ,对场景风险的量化评估进行了简要介绍 ,并结合某核反应堆例子进行了分析。     

事故树分析系统设计与老空区透水分析

通过计算机编程,开发了事故树分析系统,可以方便、准确地进行事故树分析计算,规范地绘制事故树图形,提高了事故分析的速度和质量;利用该系统,对老空区积水透水事故进行事故树分析,并根据分析结果,提出了该类透水事故的预防方案。     

国内安全生产监管体系的数学模式分析

要实现安全生产监管的全面化、科学化、规范化,必须建立安全生产监管体系。笔者借鉴安全评价的事故树分析方法和安全检查表法,根据安全生产监管体系的众多因素,提出安全监管"体系树",计算出资金保障、法律法规、机构建设、监管人员理论水平和业务能力、自身修养等在体系中的重要程度排序。用"重要度比例计算"方法进行验证,获得相似的结果。安全监管"体系树"为各地区的安全监管体系建设提供参考。     

HAZOP结合What-if方法在某延迟焦化装置除焦中的应用

为克服传统危险与可操作性（HAZOP）定性分析方法在复杂操作、间歇作业等过程中使用的局限性,提出在传统HAZOP定性分析方法的基础上结合What-if（故障假设）方法,对人的不安全行为和操作规程不完备所导致的风险后果分析作出补充。详细说明其技术原理、工作流程等使用细节,系统阐述该方法与传统HAZOP定性分析方法的区别,并在某延迟焦化装置的除焦操作的风险分析中应用。经分析,识别出在“给水-泡焦”节点,有“操作规程错误”场景2项,“操作规程不具体”场景1项,不存在“操作人员未按操作规程执行”场景。研究结果表明:本文方法有效且具有较好效果,可以广泛应用于操作规程/作业指导书审查、作业过程隐患排查等方面,帮助企业开展操作层面的风险识别与管理,提升企业的生产安全水平。     

事故树分析法在预防自动取款机犯罪活动中的应用

笔者将事故树分析法(FTA)运用到银行领域,预防作案人利用自动取款机(ATM)进行犯罪活动,定性分析其犯罪活动发生的过程,导出引起犯罪活动发生的基本原因事件;建立了相应的事故树图;得出了最小割集、最小径集,比较了各基本原因事件的割集重要系数。最后结合各基本原因事件,从人-机-环系统的角度出发(用户和银行方面、ATM自身设计、环境布置),为银行ATM系统安全性能方面的改善,控制犯罪活动的发生提出一些应对措施。     

故障树可视化分析系统

论述了自行研制设计的可视化故障树分析系统的功能及程序结构与设计原理。该系统由故障树生成、故障树分析计算、文件输出和系统管理 4个模块组成 ,可使故障树生成与分析变得非常直观而简便 ,只需用鼠标在屏幕上绘制出故障树图 ,系统就能自动识别并进行定性与定量分析。     

故障树法和改进PSO-PNN网络的电梯故障诊断模型

针对电梯故障问题,提出一种将故障树分析法、改进的粒子群优化算法和概率神经网络相结合的方法用于电梯的故障诊断。以电梯的安全回路系统为例,用故障树法对回路进行分析,获得训练样本与故障类型;使用粒子群算法对概率神经网络的平滑因子进行优化,在优化过程中,针对粒子群算法存在易陷入局部最优的缺陷,提出对惯性权重的改进策略;采用相对误差对诊断效果做出评估,并与传统的概率神经网络和基本粒子群算法优化的概率神经网络在各种故障类型输出和最大相对误差等方面进行比较,结果表明:该模型能够有效诊断电梯故障。     

基于模糊逻辑理论的应急决策冲突程度表示方法研究

针对突发灾害事故应急决策过程中的冲突问题，提出1种应急决策冲突程度的表示方法，将应急决策冲突定量表示出来。基于模糊逻辑理论对应急决策冲突进行模糊评价；通过构建“大多数”的模糊函数，确定冲突程度的表示路径；根据冲突与一致性的相对关系，对“一致性程度”的模糊函数进行改造，构建“冲突程度”的模糊函数，并通过冲突程度的计算过程，得到最终的冲突程度；结合应急决策冲突实际，划分冲突等级，并确定其取值范围。研究结果表明:基于模糊逻辑理论的应急决策冲突程度表示方法充分利用了应急决策专家的决策偏好信息，实现了应急决策冲突程度的定量表示。