SFT下的云化故障概率分布变化趋势研究

为了扩展空间故障树SFT的应用性,特别是处理具有离散性、随机性和模糊性(不确定性)的实际运行中系统产生的故障数据,利用云模型重构系统故障概率分布变化趋势的计算方法。通过故障概率分布变化趋势可得到系统故障概率随某一因素变化情况。建立云化故障概率分布变化趋势方法的目的在于,对于可靠性数据普遍存在的不确定性可使用云模型进行表示;构建的故障概率分布函数是连续的,可进行函数求导以方便得到变化趋势。将云化故障概率分布变化趋势方法应用于经典实例,得到了一些定性和定量结果。论述了该方法在理论和实际应用上的价值。     

连续型空间故障树中因素重要度分布的定义与认知

为了解工作环境条件因素对系统故障概率的影响的特征,同时丰富连续型空间故障树(CSFT)的理论框架,提出因素重要度分布的概念。因素重要度分布从经典故障树的概率重要度发展而来,目的是研究系统所处环境因素变化导致系统可靠性变化的程度。给出元件和系统的因素重要度分布概念、公式及所需基础数据,并分析因素重要度分布的正负分布特点。使用该概念研究元件X1和系统T的因素t重要度分布和因素c重要度分布。结果表明:在不同环境中,对于因素t或c变化影响元件或系统的故障概率变化程度是不同的。因素重要度分布有效地表达了t和c对元件或系统的故障概率影响特征。     

SFEP中因素重要度计算及其不确定性修正方法研究

为研究系统故障演化过程(System Fault Evolution Process, SFEP)中因素重要性及其不确定性，提出了基于相似性、联系数和信息熵的分析方法。以因素影响下的事件故障概率为基础数据，将因素重要性表征为事件在因素作用下的故障概率相似性和不确定性，建立研究方法和数学模型。首先，研究了因素重要性的由来及不确定性产生的原因。其次，建立了因素重要度计算和不确定性修正方法，提出了因素概率相似度、因素概率犹豫度、因素概率犹豫熵和因素重要度。最后，通过实例展示了分析流程。结果表明，系统故障演化过程中实现上述方法是可行的，能达到预期效果。研究方法和结果可用于系统故障演化过程中因素重要性的确定，并作为基础数据实现因素的化简、合并或删减，以降低演化过程复杂性，也可为类似的因素重要性分析提供支持。     

基于特征函数和联系数的系统故障模式识别

为识别具有确定性和不确定性的系统故障模式,提出一种系统故障模式识别方法。利用已有故障标准模式识别故障样本模式,使用集对分析联系数表示识别的确定性和不确定性;使用空间事故树的特征函数计算联系数的分量系数,通过联系度和识别度识别故障样本模式;借助电气系统实例分析,有效识别在多因素影响下的系统故障模式。结果表明:基于特征函数和联系数的模式识别方法可表示模式识别的确定性和不确定性;该方法可使用特征函数确定联系数分量系数,利用联系度和识别度识别故障模式。     

航天器总装事故原因事件重要度分析

为解决传统安全性定量分析方法不能描述航天器总装这一复杂人-机-环系统的失效数据波动性和非严格逻辑关系的问题,结合生产实际,采用问卷调查的方法找出影响总装事故的风险因素,即导致事故的事件发生可能性、输入事件对输出事件的影响程度等。在验证调查数据的有效性之后,应用基于模糊数的模糊因果图(FCD),计算某航天器与支架车连接作业的事故风险可能性。提出原因事件重要度的计算方法。通过计算发现,人员注意力和发动机保护罩作用是导致发动机损伤的关键事件。与模糊事故树(FFT)、贝叶斯网络(BN)重要度计算结果对比表明,模糊重要度计算结果能反映事故发生可能性对原因事件发生可能性值的增减的敏感度。     

公路施工安全事故的影响因素重要度评价实证研究

针对公路施工过程中施工事故频发、监管重点难以把握的现状,建立公路施工安全事故影响因素重要度评价模型。选取2002—2007年发生的43起公路施工安全事故为样本数据,基于对公路施工安全事故的分析,认为公路施工安全事故的发生,受到施工人员、施工器材、环境风险和管理4个方面的共同影响,通过拆分、合并、剔除3个过程筛选出11种引发公路施工安全事故的影响因素;应用灰色关联度分析,进行影响因素的重要度评价,结果将11个影响因素划分为4个重要度水平。根据公路施工安全事故影响因素的重要度评价结果,制定预控措施以使公路施工事故的灾害损失减少到最低。     

石油化工储罐特性重要度的确定及应用研究

在计算石油化工储罐火灾扑救所需的消防力量时,引入储罐特性重要度的概念。通过分析影响石油化工储罐特性重要度的各个因素以及因素间的相互联系,构建了较合理的储罐特性重要度评价指标体系,并利用层次分析和多级模糊评价相结合的方法,确定储罐特性重要度系数。应用研究表明,在计算石油化工储罐火灾所需消防资源时,应考虑到储罐特性重要度对资源需求的影响。储罐特性重要度越大,对消防资源的需求就越大,在储罐发生火灾时调集的消防力量就越多。储罐特性重要度的确定为消防指挥员在扑救石油化工储罐火灾时调集合理的消防力量,提供了科学的决策依据。     

化工设备重要度的模糊聚类分析

在层次分析和模糊集理论的基础上，建立了化工设备重要度的模糊层次分析模型，应用判断矩阵分级求出各指标因素对子层次和目标层次的权重。根据模糊数学中的广义加权海明距离，对化工设备重要度进行了模糊聚类分析，得到了符合实际的分类结果。     

基于Logistic回归的燃气管网风险因素重要度分析方法研究*

为确定燃气管网风险评估的关键风险因素,以A省各地市燃气管网为研究对象,基于燃气专家经验确定燃气管线风险等级,提出基于Logistic回归的燃气管网风险因素重要度分析方法。采用样本增强及随机抽样的方式,选取400个均衡样本作为管网评估数据输入,通过因子分析方法对其进行降维,得到3个公共因子并作为一级指标反向构建燃气管网风险评估指标体系;利用有序多分类Logistic回归方法,根据回归系数绝对值大小对风险因素进行重要度排序。研究结果表明:外界环境对燃气管网风险的贡献程度相对较高,管道自身因素和巡检养护次之。研究结果可为城市燃气风险防控提供理论依据和方法参考。     

基于QPSO的多因素影响下系统故障概率变化程度研究

为适应快速系统故障分析,在多因素影响下了解系统故障变化程度范围,预先判断故障变化速度趋势,在空间故障树(Space Fault Tree,SFT)理论框架下提出了一种基于量子粒子群优化算法(Quantum Particle Swarm Optimization,QPSO)的分析方法.论述了 QPSO的基本模型和步骤,在SFT中给出了描述系统故障概率变化的表达式,进而提出了多因素影响下系统故障概率变化程度范围的确定方法.方法适合于连续因素组成的连续空间中系统故障概率分布的优化,可实现单因素和多因素联合影响下的故障变化程度范围确定.使用经典算例进行分析,结果表明,算法得到的结果虽精度降低,但与传统解析结果相似,同时提高了分析速度.因此方法有利于系统故障的应急分析、预测和判断.     

结构重要度和临界重要度的优化分配方法

提出了结构重要度及临界重要度的优化方法,给出了数学模型,结构重要度愈大,分配给基本事件的概率上限值愈小;临界重要度愈大,分配给基本事件的概率上限值愈小,利用计算机编程求最优解。     

区域轨道交通系统节点重要度及故障恢复研究

为提高区域轨道交通系统(RRTS)正常运营下的可靠性和故障情况下的弹性,分析区域轨道交通网络(RRTN)的拓扑特性,构建拓扑结构弹性评价模型,实现突发条件下系统弹性的定量评价;提出一种基于系统弹性的结构评价方法,根据节点重要度评价,识别出系统关键节点;应用弹性损失三角形,进行多种故障情况下系统最优恢复策略研究。结果表明:RRTN在Space L模型下具有无标度网络特性;系统弹性分析结合科普兰评分法,可以提高RRTS节点重要度评价的准确性;最优故障恢复策略从全局角度寻求不同恢复策略下系统弹性的最大值,优化了RRTS结构弹性和系统恢复能力。     

基于AHP和比较可能度关系的列控车载系统安全可靠性分析

列控车载系统是保证行车安全的重要系统,其对安全可靠性的要求极高。从人、机和环境3个方面,针对列控车载系统的特点,在分析列控车载系统各安全影响因素的基础上,利用层次分析法建立各影响因素间的关联关系,并充分考虑指标环境的不确定性和决策者思维的模糊性,构建三角模糊数互补判断矩阵。其次,运用三角模糊数比较可能度关系理论,集结所有指标比较的可能度,构建可能度关系比较矩阵。利用三角模糊数矩阵转换关系将可能度关系比较矩阵转换为模糊一致性判断矩阵,在此基础上求解各指标的各层单排序及总排序向量。最后,结合具体算例指出列控车载系统安全可靠性的关键影响因素,以及实际运行当中可能存在的问题并提出决策优化建议。     

事故树结构重要度求解方法研究探讨

在采用事故树法进行安全系统分析时,事故树的结构重要度一般是利用最小割集或最小径集进行求解,但是由于采用最小割集求解的结果与采用最小径集分析求得结果并不一致,使得事故树结构重要度产生差异,导致系统分析结果存在差异.本文提出采用求结构重要度系数和利用概率重要度性质求结构重要度的方法来解决,实例证明所求解的结构重要度结果与最小径集分析结果一致,结果精确.     

基于模糊熵和非对称贴近度的安全预警评估方法

针对系统安全风险评估和预警过程中,系统安全特性和各预警因素所存在的模糊不确定性问题,将熵理论和模糊数学相结合,提出一种基于模糊熵和非对称贴近度的系统安全预警评估方法。在建立系统安全预警评估指标体系的基础上,首先,分析基于模糊熵理论确定预警指标权重的可行性,给出系统预警指标赋权算法;其次,建立基于模糊非对称贴近度确定系统安全等级的过程,第三,给出系统安全预警评估的具体计算步骤;最后,以人为因素系统的安全预警评估为例进行方法的实例验证。实例分析结果表明采用该方法所确定的系统预警指标权重更加符合客观实际,能有效解决系统安全预警评估中存在的模糊不确定性问题,系统预警决策结果合理有效。     

基于结构重要度的地铁人员疏散瓶颈识别方法

为了提出一种新的量化人员疏散瓶颈的识别方法。以某地铁站为例,运用EVACNET4模型软件,模拟该地铁站发生火灾等事故时,人群的疏散情况,采用网络结构效益与结构重要度结合的方法查找疏散过程中的瓶颈所在,通过计算疏散瓶颈的结构重要度,将各瓶颈按其对车站安全疏散的影响程度排序,找出瓶颈制约点。结果表明:地铁站内的自动扶梯的开闭状态对疏散时间的影响很大,在发生火灾等特殊事件时应将自动扶梯停止运行,当作楼梯使用。同时,闸机的开闭状态也会影响疏散时间,但只要保障疏散过程中闸机可用,人员均能在规定的时间内完成疏散。通过对比分析门扉式闸机和三杆门式闸机的优劣,在建设地铁时,主要应以门扉式闸机为检票通道。     

系统故障演化过程的事件故障概率分布熵构建及其性质研究

为研究系统故障演化过程带来的系统功能状态的不确定性，提出事件故障概率分布熵的概念和计算方法。系统故障演化过程的不确定性来源于事件故障概率分布和演化过程本身的不确定性，可等效为概率分布和演化的混乱性。基于上述考虑，借助信息熵的思想建立事件故障概率分布熵，对演化过程中事件故障概率分布的变化混乱程度进行度量。考虑事件故障概率分布特征，确定了分布熵模型的各参数，给出了模型推导过程，建立了分布熵表达式。研究表明：分布熵具有对称性、确定性、非负性、扩展性、可加性和极值性，符合信息熵规则；分布熵与因素数量、因素值域的等距划分点数量、故障概率变化程度均存在正相关性。通过实例演示了事件故障概率分布熵的计算过程，得到了不同事件分布熵的大小关系，表明了不同事件对系统功能状态不确定性的影响。为下一步建立系统故障演化过程的熵理论提供基础。     

原油集输联合站故障树分析研究

采用故障树分析法对原油集输联合站生产工艺流程和危险危害因素进行分析,确定原油集输联合站的故障树因素表,以该站故障为顶上事件,以火灾爆炸、介质泄漏、其他危险作为故障树的中间事件,建立联合站故障树。通过定性定量分析,求取联合站故障树的最小割集为77组,进而确定故障树顶事件的事故发生概率为5.68×10-3和底事件结构重要度,得出影响集输联合站安全性的重要因素为通风不良、储罐密封不良、液体腐蚀、盘管穿孔和人员误操作等。因而提出加强原油集输联合站安全监察和监控措施,及时地发现和处理故障,以提高联合站运行安全可靠性和生产效率。     

幂等律在求解概率重要度时使用顺序的研究

为了探讨在有重复事件的情况下事故树基本事件概率重要度是否与该事件自身概率相关,首先建立了重复事件概率重要度求解方法与多元复合函数偏导之间的对应关系,然后利用多元复合函数求偏导法则给出重复事件概率重要度求解的一般公式,并指出在化简过程中才能使用幂等律,而不能在求解顶上事件概率函数时使用幂等律,最后用图例进行了原因分析和验证.结果 表明,该公式及幂等律的正确使用顺序才能反映重复事件对顶上事件概率变化快慢的影响,对事故树分析技术与理论进行了补充.     

基于FTA结构重要度的电梯轿厢意外移动风险分析

为了减少电梯轿厢意外移动(UCM)伤害事故造成的风险,以安全系统工程的事故树分析(FTA)理论为基础,构建了以电梯轿厢意外移动(UCM)发生伤害风险为顶上事件的事故树模型。以最少数量的最小径集为分析对象,确定了事故树的结构重要度系数。以此对基本事件的结构重要度系数进行了定性分析与近似计算,从而得到了基本事件结构重要度的排序。对基本事件在事故树结构中所处的重要地位的风险分析,结果表明:乘客盲目自救扒开轿门、乘客正常使用时意外进入层轿门间的危险区域、救援时乘客自身失误、应急作业人员操作失误等,是导致顶上事故发生的主要影响因素。为该类风险的控制和防范,提供了可借鉴的理论依据。