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。     

GO-FLOW方法在共因故障中的应用

共因故障是影响高冗余系统可用度的重要因素。针对如何评估它对系统可用度的影响,简要介绍了GO-FLOW方法,给出利用GO-FLOW计算受共因故障影响的系统不可用度的方法和步骤,并引用实例加以说明。     

基于安全屏障模型的海上钻完井作业风险分析

海上钻完井作业面临海洋环境恶劣、浅层地质灾害等复杂工况,极易发生油气泄漏、井喷等事故。为有效预防海上钻完井作业事故,提出基于瑞士奶酪模型的安全屏障模型。采用事故树和故障模式及影响分析相结合的方法,分析作业过程风险。该模型根据挪威标准D-010,建立完井作业关井阶段的物理安全屏障和安全屏障控制原理图,在此基础上构建油气泄漏事故树和失效模式与影响分析表,找出关井阶段可能的油气泄漏途径。通过对重要度计算和风险优先度值排序确定作业过程中最薄弱的安全屏障和关键故障模式。结果表明,作业过程中最薄弱的安全屏障是采油树、油管和地面控制井下安全阀(SCSSV),采油树腐蚀、密封失效、油管接头密封失效和SCSSV开关故障是影响作业过程的关键故障模式。     

滑套式井下安全阀设计及动态特性分析

为防止井喷、保证油气井正常生产,设计了1种滑套式井下安全阀,对其结构、控制方式和工作原理进行了介绍;采用有限元的方法对井下安全阀由开启到关闭的动态过程进行模拟,在滑套阀不同倒角情况下,对滑套阀内部流场特性和所受压力的变化规律进行分析。分析结果表明,在滑套阀关闭过程中流体最大速度达到275 m/s,滑套阀所承受最大压力超过40 MPa;流体速度和滑套阀所受压力都随着滑套阀开度的减小而增大,随滑套阀倒角的增大而减小。此滑套式井下安全阀采用压力脉冲控制方式,液压管线只需要传递压力脉冲信号,杜绝了因管线泄漏而造成的井下安全阀失效。同时,驱动方式改为电机驱动,直接控制滑套式阀门的开合,反应迅速,提高了安全性和可靠性,具有较好的实用价值。     

基于贝叶斯网络融合共因失效的接触网系统可靠性分析

为分析电气化铁路接触网的可靠性,基于系统的二态性特征,提出选取β因子模型作为共因失效(CCF)模型。通过运用马尔科夫理论对一般系统进行分析和建模,推导出考虑共因失效后一般系统各可靠性指标的具体计算公式;结合某段电气化铁路接触网的特性,运用Matlab对基于接触网系统构建的考虑了共因失效的贝叶斯网络进行编程,绘出相应的可靠度变化曲线,完成接触网系统的定量及定性分析,并找出其薄弱环节。结果表明:考虑共因失效后,接触网系统各可靠性指标变得更加接近实际。     

考虑认知不确定性的列控中心可靠性评估

针对列控中心系统中因设备故障信息不完善、失效机理不明确等因素产生的认知不确定性，以及动态失效、共因失效、恢复机制问题，提出了将证据理论和动态贝叶斯网络相结合的动态证据网络方法，并对列控中心系统进行了可靠性评估及重要度影响分析。在分析系统各单元功能逻辑关系的基础上建立故障树，并将故障树转化为动态贝叶斯网络。通过动态贝叶斯网络正向推理，并结合信任测度和似然测度得到了列控中心系统的可靠度区间以及讨论共因失效对系统可靠性的影响。此外，通过动态贝叶斯网络反向推理得到了列控中心系统薄弱环节。最后，通过求解重要度的大小，探究底事件可靠度变化和认知不确定性对系统可靠度的影响程度。结果表明：动态证据网络能够较好地处理系统可靠性评估中的不确定信息。相比于在完全信息条件下，运用动态证据网络方法得到的可靠性评估结果较为合理，也更加符合实际。     

GO法进行有共因失效系统可靠性分析的新算法研究

共因失效可能使系统的可靠性大大降低,是系统可靠性分析中的重点和难点。GO法可以对含共因失效的系统进行可靠性分析。为了选取已有算法合适的参数,更为了提高有多个共因失效组系统的GO法可靠性分析效率,进行了相关研究。对关键参数公式进行了理论分析,并就几个算例系统进行了计算试验;对已有算法进行了深入研究,为了改进已有算法对共因失效组逐个处理,提出了将共因失效组中的部件均由本组等效共因失效部件代替的新算法。进而,应用分组法和新算法对一个简单示例系统和外电源备用系统进行了共因失效分析。给出了对已有算法参数选取的建议;通过对比可知分组法与新算法计算结果相近。通过对已有算法参数的合理化选取,可以提高计算结果的准确度;新算法可对所有共因失效组一次性处理,是共因失效分析的有效方法。     

基于UPM的柴油机冷却系统共因失效分析

为在应用β因子模型分析系统的共因失效时,合理地确定β因子值,提高分析结果的精确性,提出一种基于整合部分法(UPM)的共因失效分析方法。首先,建立系统故障树模型,获取各基本事件的结构重要度并确定共因部件组;然后,建立包含共因失效基本事件的系统故障树模型,并通过筛选分析确定重要的共因失效基本事件,应用UPM确定共因部件相应的β因子值,计算各主要部件以及系统故障发生的概率;最后,以柴油机冷却系统的共因失效分析为例,验证所提方法。结果表明:采用基于UPM的共因失效分析方法可以准确估计β因子值,并能针对共因失效的基本事件精确分析各主要部件共因失效的影响程度。     

进近管制运行风险动力学演变机理与控制研究

为探究进近管制风险形成及演化机理，科学制定风险控制策略，从网络化视角构建系统动力学模型分析风险演变与控制策略。首先，利用过程识别理论将风险分为主动控制失效和反馈控制失效，从动力学视角分析致因间作用机制；然后，构建系统动力学模型与动力学方程；最后，给出风险致因对风险水平影响机理和控制策略。结果表明：扇区超容、同时指挥航空器数量增加、协作效率低是风险演变核心因素；在单一策略中调整流量时空分布最有效；组合策略中调整流量时空分布系数同时优化交叉点结构效果具有叠加性，比单一策略可进一步降低54%运行风险；调整流量时空分布与增加可调配空域具有替代性；完善监控体系与提升人机熟悉度组合策略效果具有1～2月时滞性。     

双机热备计算机联锁控制系统的安全性和可用性分析

从现场的实际情况出发 ,笔者研究了双机热备计算机联锁控制系统的安全度和可用度指标。对实际应用中双机热备计算机联锁控制系统的失效情况进行了分析 ,其结果表明双机热备计算机联锁控制系统出现直接导致系统完全失效的故障概率很小 ,因此 ,引入了系统的故障可用系数 ,并研讨了故障可用系数对系统的可靠度、安全度和可用度的影响。通过双机热备计算机联锁控制系统的安全度和可用度的分析和仿真计算结果表明 ,引入故障可用系数后系统的安全性不变 ,系统的可靠度和可用度有显著提高。     

基于多故障冲击模型和故障树的PFDavg计算方法研究*

为提高安全仪表功能（SIF）要求时危险失效平均概率（PFDavg）计算结果的精确度,提出1种能准确计算SIF在多重共因失效影响下的PFDavg的数学模型。建立包含多重共因失效的系统失效故障树,然后利用多故障冲击模型区分普通失效率和多重共因失效率,根据瞬时不可用率的定义和故障树的逻辑关系计算出SIF的瞬时不可用率;基于PFDavg的定义,计算出SIF的PFDavg,以某化工企业SIF为例进行验证。结果表明:方法有效考虑了多重共因失效对SIF的影响,通过模型计算出SIF的PFDavg大于基于马尔可夫（Markov）方法的软件计算结果,但二者处于相同的数量级。模型在评估SIF的PFDavg时比传统方法偏保守,能提高安全仪表功能的安全性。     

高要求模式SIS异型冗余结构PFH计算模型*

为了满足石油化工生产中对高要求操作模式下采用异型设备的安全联锁回路进行SIL定级的需求,避免因误用同型PFH公式导致SIL等级评估误差。考虑各通道差异性及其失效顺序的遍历性,以MonteCarlo仿真值为多元线性回归模型观察样本,以改进共因失效部分多样性修正因子确定方法,提出异型KooN冗余结构每小时危险失效平均频率(PFH)的计算公式;比较该模型独立失效部分与异型1oo2结构Markov模型PFH结果,并分别将该模型和传统同型PFH公式应用于海上采油平台高完整性压力保护系统(HIPPS)异型关断阀子系统的比较分析。研究结果表明:在不同检测周期内,所提出的PFH计算模型与Markov模型PFH计算结果相对误差均保持在10-3数量级;但当检测周期大于3 a时,使用同型PFH公式会出现对HIPPS子系统SIL等级的误判,造成井口压力联锁保护功能过保护或欠保护。研究结果有助于生产单位准确评估联锁保护风险和设备维护投入。     

基于TF-熵权法的矿井通风系统可靠性可拓评价

为准确评价煤矿通风系统可靠性,提高可靠性评价的客观性与准确性,有效防止因通风系统故障而引起的煤矿安全事故,提出基于三角模糊数(TF)-熵权法的矿井通风系统可靠性可拓评价模型,首先利用德尔菲法从通风动力、通风网络等6个方面,选取29个评价指标确定矿井通风系统可靠性评价指标体系;然后,通过三角模糊数与熵权法相结合的方式确定...     

基于ISO 26262的甲醇/柴油喷射控制系统功能安全概念开发

为提高甲醇/柴油双燃料发动机的安全性和可靠性,基于ISO 26262功能安全标准,定义甲醇/柴油喷射控制系统相关项,分析系统结构和功能;参照DFMEA分析方法,构造出相关项失效模型,得到系统功能失效导致的整车级危害;分析在最坏潜在事故场景下,危害事件的严重度、暴露率、可控性等级,得到汽车安全完整性等级,确立安全目标;提出系统功能安全要求,根据分解规则,将功能安全要求分配到系统各要素当中去,确立安全机制;在Isograph软件中搭建FTA故障树模型,评估系统硬件随机失效指标与安全目标一致性,验证功能安全概念。结果表明:利用功能安全概念更新系统架构,评估各个要素失效率和安全机制诊断覆盖率后,系统随机硬件失效指标为9.405E-09/h,符合ASILD等级安全要求。     

基于检验测试策略的PFD模型建立与分析*

为制定合理检验测试策略,提高安全仪表系统（SIS）在低要求运行模式下的安全性,提出要求平均失效概率(PFDavg)通用计算模型,引入检验测试分布因子和共因失效修正因子,表征部分和完全检验测试对SIS安全性的影响。结果表明:该模型适用于所有同构koon架构系统,可应用于周期性、非周期性部分检验测试及共因失效影响较大的场景,可以为企业制定检验测试策略提供理论依据。     

电梯PAR安全信息流管理模型构建及应用*

为从安全信息视角分析电梯全生命周期过程中事故致因因素,并在实践中提升电梯安全管理水平,基于PAR事故致因模型开展电梯安全信息管理研究。以安全信息为主线,安全感知-安全分析-安全应答（PAR）安全行为链为关键点,建立电梯PAR安全信息流管理模型。基于电梯PAR安全信息流管理模型的逻辑架构建立电梯信息综合监管服务体系,将模型的信息服务形式具体化。并运用电梯PAR安全信息流管理模型对典型电梯事故进行分析。研究结果表明:电梯PAR安全信息流管理模型能够全面分析各层级失误模式,提升各主体协同治理能力。电梯信息综合监管服务体系可打破电梯领域信息“孤岛”现状,对智慧电梯建设具有重要理论指导意义。     

危化品罐车自封堵式安全截断阀设计与分析

为解决危化品罐车的储罐阀门管线等关键部件易损坏造成危化品泄漏的问题,基于系统本质安全原理设计1种内置自封堵式安全截断阀并对其关键部件强度进行校核计算,建立实现阀芯阀座有效密封的三维实体模型并完成有限元分析。结果表明:在阀座密封面与球形阀芯接触处出现最大应力,阀座承受的最大应力小于材料的最大屈服应力,内置自封堵式安全截断阀具有较高的可靠性,可为危化品储运相关安全装置设计提供理论参考。