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。     

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     

用马尔可夫模型分析基于通信的列车控制系统(CBTC)的安全性

基于通信的列车控制系统 (CBTC)极有可能成为未来铁路的发展方向 ,只是目前人们对它的安全性还抱有疑虑。笔者给出一种利用马尔可夫模型分析 CBTC安全性的方法。利用系统分解和模型压缩的方法解决状态空间的激增问题。将 CBTC设备分为故障—降级型和故障—安全型两类 ,分别建立子模型 ,分析人员因素及设备故障覆盖率对系统安全性的影响。根据子模型间的独立性 ,将各子模型的事故率相加获得系统的事故率     

民航事故征候的灰色马尔可夫预测

民航事故征候的分析和预测是民航安全研究的重要内容.掌握民航事故征候的发展状况并据此提出相应的安全措施,可减少民航事故的发生.在民航事故征候灰色预测基础上,引入马尔可夫链(Markov Chains)预测理论,建立事故征候的灰色马尔可夫预测模型.该模型具有灰色预测和马尔可夫链预测的优点,不仅提高了对波动性较大的随机变量的预测精度,同时还拓宽了灰色预测的应用范围.对某一航空公司过载大事件的灰色马尔可夫预测和检验分析表明,事故征候的灰色马尔可夫预测模型精度高于GM(1,1)模型预测精度.研究表明,灰色马尔可夫预测模型可用于民航事故征候的预测.     

基于灰色马尔可夫的道路交通事故预测

探讨灰色马尔可夫模型在道路交通事故中的具体应用。灰色模型适用于短期、数据量少和波动不大的预测问题,在长期预测时,数据序列拟合较差,预测精度偏低;而马尔可夫链适用于长期、数据序列随机波动大的预测问题。灰色马尔可夫模型结合了灰色GM(1,1)模型和马尔可夫理论的优点,利用灰色模型进行长期预测,再利用马尔可夫链理论进行波动状态预测,最后得到期望值。该模型克服了随机波动性数据对道路交通事故预测精度的影响,提高了灰色预测的准确度。实例结果,证明灰色马尔可夫GM(1,1)模型具有较好的应用价值,为道路交通安全管理提供了有用依据。     

煤矿事故预测的马尔可夫SCGM(1,1)c模型的建立与应用

煤矿安全是煤矿生产的重要保障,煤矿事故预测是煤矿安全评价和决策的基础。结合灰色SCGM(1,1)_c预测模型和马尔可夫链理论的优点,根据煤矿生产的特殊条件,提出了基于马尔可夫链的SCGM(1,1)_c预测模型。首先利用灰色SCGM(1,1)_c预测模型对我国1990—2010年的煤矿事故百万t死亡率进行初次预测,然后根据初次预测结果,利用残差模型对SCGM(1,1)_c模型预测结果进行修正。最后在修正模型的基础上,运用马尔可夫SCGM(1,1)_c模型对我国2011—2013年煤矿事故百万t死亡率进行了预测,并对两种模型的预测误差进行了对比分析。结果表明,马尔可夫SCGM(1,1)_c预测模型既能揭示煤矿事故百万t死亡率变化的总体趋势,又能克服随机波动性数据对预测精度的影响,具有较强的工程实用性。     

重大危险源风险评价研究

运用马尔可夫过程研究了化工企业重大危险源事故发生的概率,在基于马尔可夫事故概率假设模型的基础上分析了化工企业事故概率数学模型.对重大危险源事故易发性、事故严重度、固有危险性及危险等级进行了评价,并进行了实例计算.     

基于灰色-马尔科夫链理论的建筑施工事故预测研究

我国建筑事故预测中具有统计数据少、数据波动性大等特点,缺乏具有高精度、可操作性强的预测模型。将灰色系统理论和马尔可夫原理相结合,充分发挥了灰色系统理论适用于小样本数据拟合和马尔可夫适合处理数据波动大的系统过程的优势,通过GM(1,1)模型的建立,提出一种适合建筑事故统计数据特点的灰色马尔可夫预测方法。将该方法应用于1994—2007年建筑施工事故次数分析,以此为基础对2008—2009年的建筑施工事故次数进行预测。研究结果表明:基于灰色马尔可夫理论建筑事故预测结果精度可达90%以上。     

城市火灾的马尔可夫链预测方法

对1951-2004年间城市火灾起火数据进行分析,可以看出城市火灾发生率具有马尔可夫性.用马尔可夫链预测方法对2005年城市火灾发生率进行了预测,得到预测值与实际值完全吻合.用1991-2004年间城市火灾发生的实际数据对该方法进行了检验,说明该方法的可行性.预测结果表明,马尔可夫链预测方法用于城市火灾发生率及其分级的预测是一种切实可行的方法.     

铁路行车事故加权马尔可夫SCGM(1,1)c预测模型及应用

从铁路行车事故的预测问题出发,试图找到稳定有效的方法对铁路行车事故进行预测.首先引入BX数据生成法对原始数据序列进行处理,以弱化原始数据之间的随机性.建立了单因子系统云灰色SCGM(1,1)c模型,揭示铁路行车事故时序变化的发展趋势.参照原始数据的中心趋势曲线,来划分铁路行车事故状态,得到了状态转移概率矩阵.据此计算自相关系数并进行归一化,作为各步马尔可夫链的权重,提出了加权马尔可夫SCGM(1,1)c模型,以修正SCGM(1,1)c模型的预测值,对铁路行车事故总数进行了拟合和预测.结果表明:相比较而言,加权马尔可夫SCGM(1,1)c模型在对铁路行车事故的拟合和预测中均有较好的效果,拟合精度和预测精度分别达到了98.92％和96.36％.     

系统安全态势的马尔科夫预测模型建立及应用

基于马尔科夫链预测理论,分析研究了系统安全态势的定性与定量预测问题,建立了系统安全态势预测模型.定性预测侧重安全态势的升、降趋势分析,定量预测以系统万人死亡率为依据,划分四个安全状态,从而实现系统安全状态定量预测.定性与定量预测相互检验、相互补充.实例研究表明,马尔科夫定性与定量相结合的预测模型结构简单,计算方便,符合系统安全态势预测特征要求,是系统安全宏观管理的重要参考依据之一.     

Quantitative sensitivity and reliability analysis of sensor networks for well kick detection based on dynamic Bayesian networks and Markov chain

Kick is considered as an early warning sign to the blowout that is among the most undesired and feared accidents during drilling operations. Kick detection system is commonly used to timely identify the occurrence of a kick. The method commonly used for kick detection relies on the proper selection of monitoring indicators. A kick detection system should not only have very high accuracy but also maintain reliable over a long time. Different from the existing studies focusing on improving the detection accuracy, this paper presents a frame emphasizing on quantitatively analyzing and enhancing the reliability of the kick detection sensor networks. The dynamic Bayesian network (DBN) for the sensor networks is established that employs Markov chain to obtain the reliability degradation of measurement sensors over time. The proposed method is applied and evaluated by case studies to conduct reliability and sensitivity analysis for kick detection sensor networks. The reliability analysis results demonstrate that the proposed method can quantitatively analyze the reliability of a kick detection sensor networks consisting of various sensors over given time periods. The sensitivity analysis results indicate that the proposed method is effective in identifying the critical sensors that have the greatest effect on the reliability of one certain kick detection system. Based on the analysis results, optimized logical combination of sensors of a kick detection system can be achieved. An improved sensor network for the unreliable case was proposed and evaluated.     

铁路信号PES安全性定量分析的研究

铁路信号中的可编程电子系统 (PES)是一种安全相关系统。这类系统更注重失效 -安全 ,而不仅仅是可靠性或可用性。基于系统的可靠性分析方法 ,给出了一种安全性定量分析方法。通过把失效率划分为一些独立的部分 ,据其各自失效率的影响 ,利用 Markov模型可同时分析系统的可靠性和安全性。笔者根据铁路信号 PES常用的 2 oo2 D(附加诊断的二取二 )容错结构给出了方法应用的实例     

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.     

基于集对分析-吸收马尔可夫链的铁路移动通信系统安全动态评估*

为了更有效地评估和防范铁路数字移动通信系统（GSM-R）的安全风险，针对未考虑系统不同时期系统风险状况不同、研究多局限于静态评估的不足，提出基于马尔可夫链的风险指数量化计算方法，构建基于集对分析-吸收马尔可夫链的铁路数字移动通信系统（GSM-R）风险评估模型。首先使用吸收马尔可夫链对通信系统风险进行定量计算，运用集对分析关联度的同一性、差异性和矛盾性动态分析通信系统安全风险的趋势，通过结合马尔可夫链计算下一阶段的关联度以获得通信系统最终安全风险评估结果，选取通信系统6个时间段数据进行分析，并进行验证。结果表明:本文评估方法能实现铁路数字移动通信系统（GSM-R）安全风险的全面动态评估，验证通信系统安全风险动态评估模型的科学性、有效性和可行性。     

Applications of fuzzy faulty tree analysis and expert elicitation for evaluation of risks in LPG refuelling station

A method is presented for analysis of reliability of complex engineering systems using information from fault tree analysis and uncertainty/imprecision of data. Fuzzy logic is a mathematical tool to model inaccuracy and uncertainty of the real world and human thinking. The method can address subjective, qualitative, and quantitative uncertainties involving risk analysis. Risk analysis with all the inherent uncertainties is a prime candidate for Fuzzy Logic application. Fuzzy logic combined with expert elicitation is employed in order to deal with vagueness of the data, to effectively generate basic event failure probabilities without reliance on quantitative historical failure data through qualitative data processing.The proposed model is able to quantify the fault tree of LPG refuelling facility in the absence or existence of data. This paper also illustrates the use of importance measures in sensitivity analysis. The result demonstrates that the approach is an apposite for the probabilistic reliability approach when quantitative historical failure data are unavailable. The research results can help professionals to decide whether and where to take preventive or corrective actions and help informed decision-making in the risk management process.     

基于SPA-Markov的飞行安全态势评估与预测研究

为提高航空公司飞行安全风险控制和预测水平,利用QAR数据作为支撑,结合集 对分析和马尔科夫理论建立飞行安全态势评估模型。该模型以QAR超限事件为评估指标 ,采用集对分析中的联系度来描述安全风险等级;运用马尔科夫理论确定安全状态的转 移概率矩阵,以预测飞行安全动态变化趋势。最后以某公司A320机队6个月发生频率最 高的7类超限事件对模型进行验证。结果表明:该公司2月、6月和预测月份的安全状态 为一般风险,其他月份为低风险;总体安全状态也为一般风险,并有增加趋势。     

CREAM-based communication error analysis method (CEAM) for nuclear power plant operators’ communication

Communication error has been considered a primary cause of many incidents and accidents in the nuclear industry. In order to prevent these accidents, a method for the analysis of such communication errors is proposed here. This paper presents a qualitative and a quantitative method to analyze communication errors. The qualitative method focuses on finding a root cause of the communication error and predicting the type of communication error which could happen in nuclear power plants. We develop context conditions and antecedent-consequent links of influential factors related to communication errors. The quantitative analysis method focuses on estimating the probability of communication errors. To accomplish the quantification of communication errors, the Cognitive Speaking Process (CSP) is defined and a method to estimate the weighting factors and the probability is suggested. Finally, case studies conducted to validate the applicability of the proposed methods are detailed. From the results, we can foresee the effects of given plant conditions on communication errors and reduce the error occurrences.     

医疗器械中人的可靠性分析

医疗器械产品是一类直接关系到人生命健康的特殊产品.长期以来,医疗器械产品的使用安全性一直是亟待解决的重大问题.在医疗器械产品设计中进行人的可靠性分析能够进一步提高医疗质量,防止医疗事故.但是,这方面的工作目前还处于起步阶段.本文主要从医疗器械人的可靠性方面人手,定性及定量的分析人在使用器械时的可靠性问题.用SHEL模型来定性的分析医疗器械中人的可靠性的影响因素；用故障树方法及概率树对具体的多功能医用手术床进行定量分析；用第二代可靠性分析方法-CREAM解决定量分析的主观性问题；最后提出建立医疗器械人的可靠性数据库.以此为医疗器械产品设计提供了人的可靠性分析的方法.     

供应链系统可靠性分析

供应链是由物料获取并加工成中间件或成品 ,再将成品送到顾客手中的一些企业和部门构成的网络 ,它包括供应商 (包括供应商的供应商等 )、制造商、配送中心、零售商、最终用户等多个多级实体。除了性能以外 ,其可靠性已经成为供应链管理研究的重点。鉴于供应链中存在的诸多层次与环节致使供应链的可靠性分析十分复杂 ,为了简便起见 ,笔者认为 ,必须从单级供应链可靠性分析出发 ,再进行基于马尔可夫过程的多级供应链可靠性分析 ,最后根据分析结果 ,提出一些提高供应链可靠性的措施。该方法对供应链系统可靠性分析具有实用价值 ,其关键环节是将串联结构改变为并联结构来实现。