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。     

面向网络的过程工业安全与可靠性分析及实现

根据过程工业安全与可靠性的特点,介绍过程工业几种典型的安全分析与评价方法,建立过程工业的系统可靠性模型和基于Bayes方法的可靠性评价方法。通过收集工业现场的信息,进行安全与可靠性的预评估,建立模型与进行分析,预测后果与评估。过程工业的安全与可靠性分析和评价过程需要处理大量的现场数据信息以及完成复杂的计算,利用工业控制网络,基于B/S与C/S相结合的网络体系结构,提出面向网络的过程工业安全与可靠性模型。运用该模型,构建一个应用于过程工业的安全与可靠性分析与评价系统,描述系统实现的主要功能,该系统的实现是过程工业在安全与可靠性领域开展数字化维护的实际应用。     

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。     

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。     

高铁列车调度员人因失误概率量化方法研究

为评估高铁列车调度员操作可靠性及其对列车调度系统风险的影响,建立改进的高铁列车调度人因失误概率量化方法。首先根据高铁列车调度指挥认知行为模型划分列车调度任务类型,对各任务类型下的人因失误分别构造贝叶斯网络(BN)模型。然后,基于证据理论(D-S)合成专家多源信息,以确定节点变量状态先验概率和条件概率。最后,通过贝叶斯推理计算成功似然指数(SLI),并依据成功似然指数法(SLIM)将其转化为人因失误概率。以列车临时限速为例进行应用分析。研究结果表明,在给定边界概率的基础上,用该方法能获得列车调度员不同任务类型和不同行为影响因子下的人因失误概率。列车调度员发布限速调度命令时总的人因失误概率为0.002 24。     

大型复杂系统可靠性综合的信息熵方法

阐述了大型复杂系统可靠性多级综合的目的意义和工程应用价值,分析了系统可靠性综合的研究状况和发展趋势,指出了基于概率统计理论的传统可靠性综合方法存在的问题和不足,提出了基于信息理论的复杂系统可靠性多级综合的方法体系,给出了信息熵法可靠性综合的主要研究内容,为解决大型复杂系统可靠性综合问题提出了新的研究方法.     

平交道口冗余控制系统的建模及成本收益分析

将成本收益的分析方法应用在控制系统设计中。采用随机Petri网基于控制过程及系统可靠性对道口控制系统进行建模。在可靠性建模中,基于冗余系统的冷备及热备原理对控制系统的各个部件分别进行描述。基于统计数据确定非冗余控制系统Petri网模型参数。针对冷备及热备的冗余控制系统各部件的系统模型,通过仿真确定冗余系统相对非冗余系统所降低的道口事故率,继而计算出冗余控制的收益。将收益与增加设备的成本进行对比分析,结果表明,控制系统中不同部件的冷备及热备冗余都具有不同的成本收益。     

高铁列车客运安全评价及风险管控

为提升高铁列车系统安全性、保障列车安全运行,在分析高铁列车安全事故的基础上,利用事故树分析得到高铁列车安全风险指标体系,并转化为贝叶斯网络;结合云模型的模糊处理方法,将专家对各列车评价指标的定性自然评价语言转化为对应的模糊数;并对传统逼近理想解排序(TOPSIS)模型进行改进,综合考虑主观权重与客观权重,得到最优组合赋权的TOPSIS模型,据此对高铁列车安全进行评价;基于梯形模糊数和Buckley方法标定网络节点的相对先验概率,并通过Netica软件计算事故发生时各节点的相对后验概率。对比前后数据得出京沪高速铁路北京南-济南西区段列车主要安全风险为火灾爆炸,分析得到其主要潜在风险源并提出管控措施,可实现对高铁列车的安全管控。     

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。     

基于Petri网的铁路车站安全防护系统建模及可靠性分析

采用单一的随机Petri网对车站线路结构、列车运行过程及车站防护系统建模,基于欧洲电工标准委员会定义的安全目标,确定车站安全防护系统的可靠性需求。对无防护系统的列车入站进行建模和分析,然后基于防护系统功能及可靠性特性,结合列车入站动态特性,对防护系统的功能和可靠性进行建模,并根据安全目标与车站事故率之间的数学关系进行系统的安全分析和可用性分析。其结果表明,车站防护系统的可靠性与乘客的个人风险存在着定量的关系,从而可以依据个人风险的标准来确定防护系统可靠性需求。     

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。     

基于约束熵的复杂系统重要节点崩溃控制研究

为有效控制复杂系统崩溃,提出一种基于约束熵的复杂系统重要节点崩溃控制方法。通过概述现有事故致因理论及模型,建立分析复杂系统安全事故致因的"认知-约束"模型。针对复杂系统节点众多,关联复杂的本质,指出为预防安全事故,必须在强化安全认知能力的基础上对重要节点进行约束控制。在提取节点重要度评估参数后,设计一种改进的复杂系统节点重要度评估算法。最后,引入约束熵概念,构建抑制复杂系统重要节点崩溃的约束熵度量模型。研究结果表明,存在可量化的用于控制复杂系统崩溃的手段;预防安全事故的关键是将适量的约束熵"引入"重要节点。     

复杂事故系统风险传递路径的仿真分析

为找到影响事故网络风险传递特性的重要参数,提出控制风险传递行为的新对策,从复杂事故系统角度着手,给出事故网络、节点免疫力、关联强度、风险传递路径等网络特性的形式化描述。基于Arena软件,构建已有事故网络的仿真模型。从节点免疫力、外界风险处置资源、关联强度和传递路径4个方面,仿真分析网络特性对事故网络风险动力学行为的影响。结果表明,提高节点免疫力、增加外界处置资源、设置关键路径中等水平关联强度,均能显著提高事故网络的风险处置能力,而非关键路径中的关联强度不是影响风险传递特性的重要参数,管理者应将资源优先配置于包含较多高度数节点的关键路径。     

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.     

基于改进成功流法的消防系统可靠性研究

在多信号输入系统的可靠性研究中,传统GO法存在计算复杂、易出现误差和遗漏的缺点。将卡诺图化简法引入传统GO运算,利用其“合并同项,简化运算”的特点构建研究多信号输入系统可靠性的新GO模型。将其应用于预作用喷水灭火系统,对具有多启动方式的给水泵进行可靠性分析,并与事件树运算结果比较,证明新GO模型适用于具有多信号输入系统的可靠性研究。研究表明,通过采取措施降低多信号元器件故障概率可以提高系统整体可靠性。     

城市轨道交通系统灾害链网络模型构建与评价

为定量描述城市轨道交通灾害事件间的传播关系,帮助决策者在发生灾害事件时作出更加科学的判断,采用危险与可操作性分析(HAZOP)法,提出城轨系统灾害事件集的提取方法;基于城轨事故历史数据,通过共现矩阵的构造和Jaccard指数的计算,构建灾害链有向网络模型;然后,针对给出的灾害链网络,结合复杂网络统计指标,定量评价其节点和边的重要程度。利用历史事故数据,验证模型和评价方法。结果表明:所建灾害链网络模型能客观反映灾害事件间的传播关系;网络的边和节点的重要度评价结果与实际情况相符。     

地铁系统脆弱性的建模与分析

为了揭示地铁系统脆弱性的内涵,提高地铁运营安全性与可靠性。基于工程系统脆弱性和网络拓扑脆弱性理论,采用系统建模与分析的方法,建立了地铁系统脆弱性的脆弱链模型,进行了基于功能和界面关系的脆弱性分析。结果表明:脆弱性是地铁系统的固有隐藏属性,以功能和界面关系为载体,以易感性和易损性为外部表现,并在网络化运营条件体现出分布集中性和影响扩散性;地铁系统脆弱性的脆弱链模型由脆弱源、脆弱性关联和脆弱点构成,干扰通过脆弱链实现了易感性行为向易损性后果的转化,脆弱源的易感性能、脆弱点的易损性能和脆弱性关联性能是决定上述转化过程的根本要素;地铁系统的脆弱性程度与子系统间的依赖程度和界面耦合难度正相关。     

青藏铁路列车运行控制系统的安全性分析

分析了青藏铁路中多种不利因素对轨道电路参数的影响 ;提出了在青藏铁路不宜采用现行基于轨道电路的列车运行控制系统 ,而应选择基于通信的列车运行控制系统的理由 ;给出了系统的基本结构及提高系统可靠性的措施 ;与此同时 ,就人们关心的无线传输列车控制数据的可靠性和安全性难题 ,通过建立马尔可夫模型的方法进行了分析     

基于RS-ANN的通风系统可靠性预警系统

系统可靠性预警是度量系统运行状态偏离可靠性指标界线的强弱程度,确定预警等级和做出决策警示的过程。笔者在对目前国内外有关系统预警方法的分析比较基础上,针对矿井通风系统可靠性运行的实际状况,应用了粗糙集(RS)理论和神经网络(ANN)技术,提出了一种基于粗糙集神经网络(RSANN)的矿井通风系统可靠性预警方法:首先,建立了一套适合于矿井通风系统可靠性的预警指标体系;然后,利用人工神经网络与粗糙集理论的优势互补,以粗糙集作为前置处理系统优化指标结构,构建了基于RSANN的通风系统可靠性预警仿真模型,并应用该模型进行了实例验证。其结果表明,该模型的仿真结论与基于ANN的结论十分吻合,训练效率提高了667倍。     

基于DBN的深水井控人机界面系统可靠性分析

为改善深水井控人机配合情况,运用动态贝叶斯网络(DBN)方法分析深水井控人机界面系统的可靠性。基于深水井控人机交互流程,构建系统安全屏障结构图,并转化为对应的DBN模型;依据DBN方法的时间属性,研究系统及各子系统不维修与维修状态下可靠度时间分布;借助贝叶斯后验推理及敏感性分析能力,辨识人机界面系统薄弱风险点。研究结果表明:维修因素是影响深水井控人机界面系统可靠性的关键因素;维修条件下,人因可靠性对深水井控人机界面系统可靠性的影响最大。