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。     

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。     

卧式锅壳锅炉后管板失效原因分析

通过对卧式锅壳水火管蒸汽锅炉后管板失效原因进行分析,并提出相应改进措施,达到避免或减少事故的发生。     

城市雨水管网内涝失效的可靠性分析

为了提高雨水管网的排水的可靠性,将工程结构中的可靠性理论引入雨水管网,在可靠性的基础上利用定量风险分析方法对整个雨水管网进行分析,得出雨水管网的失效概率.首先分析雨水管网内涝失效的功能函数与极限状态函数,研究功能函数中各个随机变量的不确定性;接着提出将一次二阶矩法中的设计验算点法用于评估单个雨水管道内涝失效的可靠性,得出单个雨水管道的内涝失效的可靠指标,进而通过转化得出单个雨水管道的内涝失效概率,整个计算过程在Matlab中实现;最后运用事故树法对整个雨水管网进行定量风险分析,最终得出雨水管网出现内涝失效的概率.算例研究表明,现有的单个雨水管道的可靠性偏低,雨水管网的可靠性也偏低.     

桥式起重机结构可靠性失效准则与剩余寿命评估准则

针对确定可靠性失效准则和剩余寿命评估准则时,未与起重机结构实际相结合的特点,笔者将机电类特种设备钢结构系统的可靠性分析失效准则与结构剩余寿命评估准则有机的统一起来,以桥式起重机结构系统为研究对象,确定了桥式起重机钢结构系统的具体失效准则,即从静强度、疲劳强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性以及最大失效路径长度等多方面进行评价。通过对桥式起重机起重量摄动引起刚度失效比重变化结果对比,验证了结果的正确性。该方法可为起重机可靠性与剩余寿命评估做好前期准备,为机电类特种设备安全评估方法提供一条新理论新思路。     

基于马尔可夫的地面控制井下安全阀可靠性评估

为保障地面控制井下安全阀系统的安全运行，防止系统发生故障，建立了井下安全阀可修复系统的马尔可夫模型；针对系统设备构成复杂及共因故障等问题，基于β因子模型描述共因失效，同时将模型划分为3个独立模块，通过克罗内克积方法合并，评估系统可靠性；参照OREDA可靠性数据，定量求解井下安全阀系统可用度、可靠度以及稳态指标，研究模型中状态转移概率对系统稳态可用度的影响。研究结果表明:井下安全阀系统的可用度随时间增长而迅速到达稳态值；系统检修周期应小于2.5 a；根据可靠性分析结果，运营方应考虑系统经济与可靠性间的博弈关系，合理优化系统冗余结构与维修周期管理，防止井下安全阀系统失效。     

强降雨环境下公路车辆制动安全性分析

为分析强降雨环境下公路车辆的制动安全可靠性，基于2种停车视距模型引入可靠性理论，将降雨强度、车速及驾驶员思索时间视为随机变量，运用蒙特卡罗模拟方法建立强降雨环境下公路车辆制动安全可靠性分析模型，以研究不同降雨强度、不同车速下公路车辆的停车视距。研究结果表明：降雨强度一定时，2种计算模型的停车视距差值随着车速的增大而增大，车速一定时，2种计算模型的停车视距差值随着降雨强度的增大基本不变；若随机变量服从正态分布，停车视距也近似服从正态分布，且模型Ⅱ的分布均值大于模型Ⅰ,模型Ⅱ的分布标准差近似于模型Ⅰ;车辆的制动失效概率随着车速及降雨强度的增大而增大，车速及降雨强度一定时，基于模型Ⅱ计算的车辆制动失效概率略高于模型Ⅰ;车辆的临界车速随着降雨强度的增大而降低，随着制动失效概率的增大而增大，车辆制动失效概率及降雨强度一定时，基于模型Ⅰ计算的临界车速略高于模型Ⅱ;较传统确定性方法相比，基于可靠性方法可以获得更为合理的雨天行车安全临界车速，当降雨强度为4mm/min,失效概率为0.000 1时，临界车速已低于45km/h。     

锅壳式热水锅炉管端裂纹的产生原因与预防

在锅壳式燃油燃气热水锅炉的内部检验中，发现烟管的高温烟气入口管端产生裂纹，导致烟管泄漏是这种炉型最常见的失效形式。本文结合锅炉运行工况试图对烟管管端产生裂纹的原因进行分析，并提出一些防范管端产生裂纹的有效措施。     

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。     

基于时变失效的桥式起重机结构可靠性分析

为提高我国起重机产品的安全可靠性水平,用时变可靠性理论分析桥式起重机金属结构。以桥式起重机金属结构为研究对象,时变可靠性理论为基础,研究桥式起重机金属结构的载荷时变可靠性模型和抗力时变可靠性模型,建立桥式起重机金属结构失效状态的时变可靠性数学模型。通过工程算例分析,揭示金属结构抗力随时间衰减与否对可靠度与失效概率的影响,得到不同金属结构抗力衰减系数下桥式起重机主梁金属结构可靠度和失效概率。探索桥式起重机金属结构时变可靠性安全评估方法。对比金属结构抗力衰减系数分别为0.000 2和0.000 3时的分析结果,发现金属结构系统的可靠性随金属结构抗力衰减系数的增加而降低。     

电站锅炉承压部件失效模式分析

为了将故障模式影响和危害性分析FMECA(Failure Mode Effects and Criticality Analysis,FMECA)与故障树分析FTA(Fault Tree Analysis,FTA)故障模式失效理论引入电站锅炉承压部件安全工程评定领域,建立了以电站锅炉承压部件失效模式分析的正向FTF(FMECA To FTA,FTF)分析模型,对电站锅炉承压部件进行模糊FMECA综合评价。分析了电站锅炉承压部件的失效机理和多因素影响,确定了承压设备的评价因素集合和模糊评价矩阵,以及各级指标因素权重分配的规则,并对电站锅炉承压部件失效的综合评判矩阵模型进行一级评价。采用模糊综合评价的危害度分析CA(Criticality Analysis,CA)结果提供底事件概率并开展定性、定量FTA,以此对电站锅炉承压部件系统失效的发生概率、危害严重程度进行故障模式分析,选择电站锅炉承压部件的故障模式作为顶事件建立事故树,采用Bow-tie模型对电站锅炉蒸汽管道、给水管道、省煤器管、过热器及再热器管、水冷壁管、高温集箱、减温器、锅筒、启动分离器9类主要承压部件失效进行定性和定量分析。结果表明,通过正向FTF法将Bowtie模型引入风险致因并与危害后果相关联,对FMECA进行了系统全面的补充,从而进一步推进了该方法在电站锅炉承压部件系统安全可靠性及失效模式分析中的应用。     

失效路径长度对结构系统安全可靠性的影响

运用钢结构系统可靠性的安全评定原则,以立体车库钢结构系统为研究对象,建立主要失效模式安全余量方程,计算失效概率.在对风载荷和地震载荷分布进行模拟的基础上,通过对立体车库大型钢结构系统的算例进行分析,探讨了失效路径长度对大型钢结构系统失效准则与安全可靠性的影响,提出在结构整体承载能力未出现下降的情况下,失效路径长度取得越大越好的结论.该结论对大型钢结构可靠性的工程应用有指导意义.     

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。     

第三方挖掘作用下管道可靠性评估研究

为研究第三方损坏中挖掘作用对管道可靠性的定量影响,阐述了第三方挖掘作用下管道失效模式与失效机理,确定了管道第三方挖掘作用下的2个极限状态:穿孔失效和凹陷—划伤失效,提出了1种综合考虑管道运行及管理条件,建立了管道第三方挖掘极限状态方程求解其失效概率的模型。以某长输天然气管道为例,基于蒙特卡洛模拟计算了研究管段的失效概率值,并进行了参数的敏感性分析。结果表明,该方法能够定量描述第三方挖掘对管道可靠性的影响程度,评估结果便于管理者制定相应的维修维护策略。     

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。     

基于马尔可夫方法的水下防喷器可靠性研究

水下防喷器是保障海上钻井安全的关键设备,对其可靠性进行定量评价对井控作业有重要的指导意义.为了弥补现有水下防喷器可靠性评价方法的不足,将水下防喷器的工作状态分为四种,包括无故障可用、关井、井控关键失效及关井时失效.利用Markov方法建立了水下防喷器的Markov模型.通过水下防喷器系统的状态转换图找出了各工作状态的转换关系.通过分析墨西哥湾83口深水井水下防喷器的失效数据,定义了影响水下防喷器可靠性的井控关键失效,并对深水钻井水下防喷器防喷功能的可靠性进行了定量计算.将计算结果与不考虑关井期间的井控关键失效相比较发现,防喷器的防喷失效概率增加了65％.因此传统的定量评价方法可能会得出相对乐观的结论,应在实际生产中给予重视.     

城市高压燃气管道的结构可靠性分析

埋地钢管的失效受多种因素影响,目前在城市燃气管道设计及在役管道安全性评估中,忽略了各因素的随机性而将其视为确定量。为分析各变量的不确定性对管道安全运行的影响,根据城市埋地燃气管道受力特点建立了管道失效力学模型,运用可靠性理论对模型中影响燃气管道失效的十三个参数进行了敏感性分析。结果表明:材料屈服强度、管道压力、竖直荷载、管道壁厚、管道弯曲系数、管道基座系数等六个随机参数最容易造成管道结构失效,而其余七个参数对管道失效的重要性均不超过1%;各随机参数均值和变异系数的相对变化对管道可靠性的影响不同,屈服强度、管道压力和管道壁厚三个参数的均值变化对可靠性影响最大,与管道壁厚变异系数相比,竖直荷载变异系数变化对可靠性的影响更大。     

基于不确定性理论的防相撞人因CREAM模型

提高人的可靠性,可最大限度降低人为差错发生的概率,改善防相撞工作的安全管理水平。为此,基于认知可靠性和失误分析方法 (CREAM)与不确定性理论建立防相撞人因失效分析模型。首先,采用CREAM扩展法,建立认知需求剖面,评价共同绩效条件,识别失效模式,预测失效概率;然后,在无客观历史数据情况下,基于不确定性理论对专家数据进行处理,修正CREAM得出的失效概率,评估事故中人的可靠性。以管制员为主体的空中相撞事故的实例分析表明,此方法可对防相撞工作中人的可靠性进行定量评估,且过程严谨,操作性强,可信度高;还能够采集和丰富人为因素的基本数据,表明其在防相撞人因失效分析中也有一定可行性和有效性。     

荷载重分布对退化钢筋混凝土桥可靠性的影响

为了能依据体系可靠度的概念对桥梁进行优化设计 ,找到体系可靠度与失效构件数目及失效顺序的关系 ,笔者以某钢筋混凝土简支梁桥为例 ,将 5片T梁看作一个主梁体系 ,针对几种不同的主梁体系失效模式 ,采用“修正刚性横梁法”计算了当主梁体系中有一片或两片梁失效后剩余各主梁的荷载横向分布系数 ,讨论了荷载重分布对单片主梁和主梁体系可靠性的影响。结果表明 :失效梁离剩余梁越近 ,失效梁越多 ,剩余梁可靠性越低 ,而随着荷载重分布程度的加深 ,体系可靠度有所增加。     

时变可靠性在海底油气管道失效概率中的应用研究

为提高海底油气管道风险管理能力,针对传统管道风险分析大多采用静态时不变可靠性方法的缺点,提出基于动态时变可靠性的腐蚀海底油气管道分析思路,建立了考虑时间因素的腐蚀管道失效概率模型。根据"首次穿越率"概念建立腐蚀管道穿越模型,借助随机过程理论和敏感性分析构建代表腐蚀海底油气管道结构抗力的剩余强度模型和识别影响管道可靠性的关键因素,给出了时变视角下对比附加载荷的在役管道失效概率计算方法。结果表明,随着时间推移,腐蚀速率对管道失效概率的影响最大,运行压力的增加使管道的剩余寿命与可靠性发生显著变化,而拉伸强度影响较小。