基于GM-SVR的小样本条件下化工设备可靠性预测

为了准确预测化工设备可靠性趋势，针对化工设备失效寿命数据为小样本的情形，基于灰色估计法与支持向量回归机在小样本数据处理中的优势，建立了失效寿命时间服从三参数威布尔分布的化工设备可靠性模型；结合GM（1，1）和SVR对模型进行参数估计，在压缩机可靠性分析中进行了实例应用，对比分析了最小二乘法、灰色估计法和GM-SVR的估计效果。研究结果表明:GM-SVR对威布尔分布参数的估计精度明显优于最小二乘法和灰色估计法，可以有效地应用于化工设备失效数据为小样本时的可靠性预测。     

威布尔分布计算充填采矿地表变形

为了准确分析采矿引起的地表沉陷变形对地表高压供电线路的影响,采用威布尔(Weibull)分布法计算地表下沉与偏斜值的大小。威布尔分布法计算充填采矿地表变形能够将地表变形的多个参数用于计算,并且函数便于用MATLAB编程处理。通过冀东一个铁矿的计算实例说明,采用充填采矿法控制地表变形后高压供电线路能够安全运行,该计算方法能够满足工程计算需要。     

平行钢丝吊索强度安全性分析与评估

评估不同断丝数目时吊索的安全性能.在对某大跨径钢管混凝土拱桥三维有限元实体模型仿真分析的基础上,以拉索在恒载及汽车活载作用下的拉力安全系数为拉索失效判据,建立拉索失效功能函数.确定拉索失效功能函数中各参数的概率分布,采用Matlab计算软件生成各参数的随机样本,进而通过编程实现功能函数的计算机求解.采用Monte-Carlo法(蒙特卡洛法)评估吊索在不同损伤程度时的强度安全概率,计算各工况下吊索强度可靠性指标值并推导出吊索失效的临界断丝数.结果表明,吊索失效概率随断丝数的增加而急剧增大,吊索强度安全可靠性指标值随断丝数的增加近似呈线性衰减趋势.确定吊索失效的临界断丝数对吊索宏观检查和评估具有较大的工程实用价值.     

基于组合赋权法的城市桥梁可靠性模糊综合评价

为评估城市桥梁的可靠性,预防桥梁发生安全事故,考虑到城市桥梁评估的多标准、多因素需求以及评估体系建立的复杂性、模糊性,结合城市桥梁结构特点及规范要求,建立桥梁结构可靠性综合评价指标体系,采用改进的层次分析法(AHP),通过1—9标度法和自然指数标度法构建判断矩阵,确定评价体系各级指标主观权重,通过熵权法(EWM)确定各级指标客观权重,组合2种方法对指标进行赋权。引入模糊理论,选取柯西分布隶属函数并围绕桥梁结构工程特点进行修正,再计算各级指标隶属度矩阵值;并以某桥梁结构工程实例验证构建的指标体系和计算方法。结果表明：结合行业规范和专家经验确立评价指标体系,在现有研究的基础上使用改进AHP方法并引入模糊理论,能够提高桥梁可靠性评估的客观性和准确性。     

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。     

煤层透气性系数的优化和简化计算方法

煤层透气性系数是用以考察保护层开采效果和设计瓦斯抽采系统的重要参数之一,钻孔径向流量法是求取该系数最常用的算法。利用理论推导和图形分析方法,探讨流量准数、时间准数、煤层透气性系数与参数A,B间的关系。在此基础上,针对科研工作和现场管理的实际情况,提出求解透气性系数的2种新算法及其算法流程,并对时间准数-参数A,B函数关系中的间断点问题进行讨论和分析,解决此区间内求解透气性系数相应计算公式等问题。理论和实例分析表明:算法1在不更改最终计算公式和结果的前提下,省去了繁琐的试算过程,既保证了可靠性也优化了计算流程;算法2以稍减精度的代价对计算流程进行进一步的简化,其结果仍有较高精度。     

基于量子遗传算法的液压支架喷雾效率的参数优化设计

为了提高综采工作面液压支架喷雾的降尘效率,通过分析影响支架喷雾降尘效率的因素,以支架喷雾效率最高为优化目标,利用量子遗传算法对喷嘴到产尘点距离,雾化角度,喷雾压力,喷嘴个数,喷嘴直径多参数进行优化。结果表明:液压支架的采煤机移动喷雾降尘效率增加了1306%,液压支架上的移架/放煤喷雾降尘效率增加了1333%。此研究对于支架喷雾降尘系统的设计,参数的合理选取有一定的参考价值。     

非概率响应面法在起落架结构安全性评估中的应用

由于起落架结构的安全性分析参数多为区间变量,随机分布较难获得,采用传统的概率分析方法受到一定的制约.基于此,针对起落架运营事件的严重度分析,提出了基于区间理论的起落架结构非概率可靠性方法,在只知道不确定参量的界限而不知其分布情况的条件下,即可求得结构的可靠度.以非概率可靠性理论为基础,结合响应面法建立结构的非概率模型,并通过改进的解析方法求解非概率可靠性指标.以某型飞机起落架结构为研究对象,对起落架结构进行数值分析获取建立非概率模型所需的数据样本,进而进行结构的安全性评估.算例分析表明,非概率可靠性方法能够有效评估起落架结构的安全状态,可为飞机结构的运营安全性分析提供参考.     

火灾时人员疏散预动作时间的CDF表征法研究

为表征建筑物火灾环境下人员疏散预动作时间随机性,提出累积分布函数表征法,并给出根据已知累积分布曲线产生随机预动作时间的方法和步骤。对1993年发生在美国纽约2幢世贸中心双子大楼(WT1和WT2)的火灾案例进行分析。结果表明,前人提出的正态分布、威布尔分布等概率分布表征人员疏散预动作时间,具有一定的局限性,对WT1的数据比较适用,对于WT2数据完全失效。而应用累积分布函数法分别对WT1和WT2的数据进行表征,结果表明,模拟生成随机预动作时间的累积分布与原始数据的累积分布曲线完全吻合。同时,随机预动作时间的均值和标准差几乎与样本大小无关。     

深井超深井套管风险评估方法

套管强度设计标准未考虑制造缺陷,且深井超深井套管安全系数难以确定,为弥补这些不足,提出一种基于目标可靠指标的含缺陷套管风险评估方法。首先,建立考虑套管制造缺陷的套管强度和外载计算方法,并基于强度和载荷影响因素的随机性,利用蒙特卡罗(MC)法获取强度和载荷的分布类型和参数;其次,确定目标可靠指标,对拉克维茨-菲斯勒(R-F)法逆向迭代求解,并结合分项系数法,确定套管强度和载荷的分项系数;最后,根据分项系数和套管外载标准值确定套管所需的最低强度值,选择套管或判断已选套管是否满足安全可靠性的要求,并作实例分析。结果表明:该风险评估方法能够满足深井超深井套管设计和选型的工程实际需要;能够弥补传统设计法中安全系数选取困难的现状。     

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。     

人因失误的机理及其可靠性研究

随着科技的发展 ,在系统安全中 ,机器设备可靠性越来越高 ,由于人本身的复杂性 ,人因失误变得愈来愈严重。本文基于人行为的原理 ,对人因失误的机理、影响人失误的因素、人行为的模型和失误模型及其可靠性的量化进行了分析 ,建立了计算人可靠性的威布尔分布模型 ,并对其参数进行了讨论 ,可用此来评价人的可靠性。     

基于改进灰色模型的管壁蜡沉积厚度预测研究

为对含蜡原油管道中的蜡沉积厚度进行准确预测,在函数cot(x2)变换的基础上,结合平移变换思想,利用cot(x2+c)变换建立新的改进GM(1,1)模型。以现场管道结蜡数据和室内环道结蜡数据为例,对比改进GM(1,1)模型、基于函数cot(x2)变换建立的GM(1,1)模型及传统GM(1,1)模型之间的预测精度,并分析平移量c对改进GM(1,1)模型预测精度的影响。结果表明:改进GM(1,1)模型的预测精度最高,其次是基于函数cot(x2)变换建立的GM(1,1)模型,而传统GM(1,1)模型的预测精度最低;随着平移量的增大,改进GM(1,1)模型的平均相对预测误差呈现出先减小后增大的趋势,因此合理的平移量有助于模型精度的提高。应用改进GM(1,1)模型来预测管道蜡沉积厚度是可行的,该方法可为含蜡原油管道蜡沉积厚度的准确预测提供参考和借鉴。     

初值修正和函数变换的改进灰色模型在管道腐蚀深度预测中的应用

为了准确预测管道的腐蚀深度，借助灰色理论建立了改进GM(1, 1)模型。针对传统灰色模型的不足，引入反双曲正弦函数变换方法建立了改进模型一，并在此基础上提出了一种基于初值修正结合反双曲正弦函数变换的改进模型二，通过实例对比分析了改进模型和传统模型预测管道腐蚀深度所得结果的差异。室内试验测试数据和实际管道检测数据的计算结果表明：传统模型预测所得的平均相对误差(分别为5.300%和13.617%)均较大，因此模型的精度较差；改进模型一预测所得的平均相对误差分别为2.345%和2.639%,其预测精度较传统模型有大幅度的提高，因此该模型适用于腐蚀深度的准确预测；对改进模型一采用初值优化方法后，所得改进模型二的预测精度进一步提高，其提高的程度较为有限；总体来看，所建改进模型能够满足管道腐蚀深度预测的精度要求，具有较强的推广应用价值。     

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.     

HHT和SVM在机械安全评估与预测中的应用研究

为提高大型复杂机械设备运行的安全性和可靠性,在监测机械设备振动状态的基础上,采用希尔伯特-黄变换(HHT)技术处理信号,将获得的振动频域能量值作为机械设备性能退化的特征量;进而采用网格搜索法(GS)和交叉验证法(CV),优化支持向量机模型(SVM)参数,以提高退化特征量预测精度;并据此建立一种状态空间划分法,用以评估并预测机械设备安全状态。最后,用所建立的方法评估并预测无刷直流电机振动状态和相应的安全状态,预测结果的相对误差仅为1.17%。     

基于ANP和模糊证据理论的应答器系统风险评估方法研究

针对应答器系统风险评估过程中存在较大模糊性和主观性的问题,提出了基于网络分析法(ANP)和模糊证据理论的风险评估模型。首先,识别评估对象的风险因素,建立相应的ANP评价模型,采用专家均值置信法改进传统ANP,确定风险因素权重;然后利用模糊数学理论确定专家评语基本信度分配(BPA)函数,并运用折扣系数法修正证据理论,合成专家意见得到各风险因素的BPA函数;最后通过加权平均函数实现风险综合评判,依据最大隶属度原则确定风险等级。利用该评估模型对应答器系统功能失效进行了风险评估,验证了模型的可行性和有效性。     

上湾煤矿8.5m采高综采面液压支架关键参数分析

为保障8.5 m超大采高综采面的安全生产,采用工程类比、理论分析、数值模拟的方法,综合确定液压支架关键参数。根据来压前支架受静载荷的特点建立力学模型,并通过现场实测验证其可靠性;运用FLAC2D二次开发,采用YY-YY结构作为等效支架来分析支架的支护强度,以提高结果的科学性与准确性。结果表明:8.5 m采高综采面顶板厚度约20 m,初次来压步距约56 m,周期来压步距约21m;垮落带高度60 m,裂隙带高度120 m,发育至地表;液压支架支护强度为1.8 MPa,高度为4.0~8.8 m,工作阻力26 000 k N。     

基于CREAM-LEC法的高温熔融金属作业安全评价

为了提高冶金炼钢工艺的高温熔融金属作业安全评价的科学性和客观性,建立了高温熔融金属CREAM-LEC评价法。该方法通过认知可靠性和失误分析方法 (CREAM法)确定不同作业环境的控制模式,并以此为基础在传统LEC法的基础上引入作业环境的人因可靠性补偿系数M。针对某炼钢企业高温熔融金属作业过程进行评价,结果表明,引入人因可靠性补偿系数后,作业岗位人因可靠度处于较高水平以上危险因素的危险等级呈下降趋势,并可为提高作业安全程度指出方法和途径。     

改进TOPSIS法在航空公司安全评估的运用研究

在复杂系统的评价中,为避免传统TOPSIS法由主观判断确定指标权重方法的不确定性和随意性,本文提出了一种改进的熵权法, 对指标权重系数进行客观的确定.在确定权重的基础上,提出三种综合评价指标的计算方法,并对三种评估方法的特性进行比较分析.将改进TOPSIS法用于航空公司安全评估,取得较为满意的结果.