基于Petri网的铁路车站安全防护系统建模及可靠性分析

采用单一的随机Petri网对车站线路结构、列车运行过程及车站防护系统建模,基于欧洲电工标准委员会定义的安全目标,确定车站安全防护系统的可靠性需求。对无防护系统的列车入站进行建模和分析,然后基于防护系统功能及可靠性特性,结合列车入站动态特性,对防护系统的功能和可靠性进行建模,并根据安全目标与车站事故率之间的数学关系进行系统的安全分析和可用性分析。其结果表明,车站防护系统的可靠性与乘客的个人风险存在着定量的关系,从而可以依据个人风险的标准来确定防护系统可靠性需求。     

基于着色Petri网的工业事故应急响应行动建模与分析

提出一种基于着色Petri网的应急响应行动建模和分析方法,用库所表示应急过程中可能的状态,用变迁表示应急行动,托肯在网中的流动表示状态的变化,并用颜色来区分托肯,从而能方便地对不同行动进行分析。针对某储罐区天然气泄漏事故中现场工作班组的应急响应行动建立了着色Petri网模型,并利用该模型对应急行动进行了分析。     

基于模糊Petri网的交通事故致因建模分析

针对目前我国道路交通事故多发的现状,以模糊Petri网为工具,以对道路交通安全有重大影响的关键因素为基础,模拟给出其因果关系,建立了基于模糊Petri网的道路交通事故致因分析模型,设计最长路径算法分析模型中某个致因要素导致交通事故发生的可信度。最长路径上的致因要素即为最易引起交通事故的主要因素。案例分析表明,这个模型能够体现各因素之间的逻辑关系,达到了通过数量指标分析道路交通事故主要原因的目的。     

基于随机Petri网的车车通信可靠性建模与分析

为了更好地评估基于高速铁路无线通信LTE-R的车车通信可靠性,提出了一种基于随机Petri网的车车通信可靠性评价方法.首先,根据车车通信有中继模式和无中继模式通信的特点,综合考虑通信故障引发因素后,分别建立了不同模式下的车车通信SPN可靠性评价模型;然后采用TimeNet仿真工具对有中继和无中继的车车通信可靠性、传输出错等指标进行了量化分析;最后对不同列车速度下基于中继的译码转发DF方式和放大转发AF方式可靠性进行了比较分析.结果表明,LTE-R无线通信系统的D2D通信技术能够提供高可信的车车通信服务,基于中继的车车通信可靠性高于无中继车车通信模式.     

基于随机Petri网的平交道口建模及事故率分析

基于公路道口使用者的违规进入及违规人数比例是道口发生事故的主要原因为背景,分析道口使用者违规进入道口前的平均等待时间及违规比例,列车在各个区段的时间特性与道口事故率之间的定量关系。采用随机Petri网基于道口公路使用者、道口铁路列车的经过道口过程、道口安全防护系统功能及三者之间的相关性进行建模及事故率分析。根据模型的仿真表明:当列车由道口传感器区进入接近区的时间和由接近区进入道口的时间由随机值变为固定值时,道口事故率大大降低;公路使用者在违规进入道口前,等待某个时间后进入道口发生事故的风险最大。当列车由接近区进入道口的时间为随机值时,公路使用者的违规比例增加会明显加大事故率。     

基于着色时间Petri网的工业火灾应急响应行动建模与性能分析

为了更好地评估应急响应行动的性能,保证应急响应行动高效、可行,研究应急响应行动的建模与分析方法。首先,考虑应急响应行动的时间和各行动间的关系,提出一种基于着色时间Petri网的应急响应行动建模与性能分析方法;其次,通过CPN Tools工具建立工业火灾应急响应行动的Petri网模型,分析应急响应的时间规律;最后,基于该模型构建同构马尔可夫链,分析应急响应行动的性能。结果表明,工业火灾应急响应时间服从对数正态分布函数;将其应用于车间火灾实例,表明该方法有效、可行。     

基于随机Petri网的城市轨道交通应急系统安全性能分析

为分析城市轨道交通应急系统安全性能,采用随机Petri网理论,考虑运营生产、治安消防和自然灾害3类应急预案,构建城市轨道交通应急系统的随机Petri网模型,并基于模型的马尔科夫链得到系统处于各种状态时的稳态概率表达式,通过改变各个变迁的触发速率,分析系统各种状态稳态概率的变化情况。结果表明,这个模型能够体现影响城市轨道交通应急系统安全性能的各因素之间的关系,并能通过数值变化趋势反映不同事故情况下提高安全性能的关键所在,达到分析系统安全性能的目的。     

基于随机Petri网的人道主义救援供应链业务流程协同建模及效能分析

伴随自然灾害频发而来的人道主义救援规模越来越大,针对救援业务流程的复杂性特征,从人道主义救援供应链业务流程分析入手,运用随机Petri网,对灾后响应阶段的救援供应链业务流程协同进行过程建模,并通过同构马尔科夫链,构建其可达图;应用Matlab软件,仿真人道主义救援供应链业务流程协同时间效能及运营效率。结果表明:模型能够检验救援业务流程中存在的瓶颈环节和耗时的主要活动,为提高人道主义救援供应链的运营效率提供理论支持及实践指导。     

基于随机Petri网的城市轨道交通车站火灾应急系统安全性能分析

城市轨道交通因其在运量、能耗、环保等方面的优势,已经成为大中城市公共交通骨干,为提高城市轨道交通火灾消防应急水平,分析研究城市轨道交通火灾消防应急系统的安全性能,本文在城市轨道交通车站火灾应急预案基础上,运用随机Petri网理论,构建城市轨道交通车站火灾应急系统随机Petri网模型,并同构出该模型的马尔科夫链,列出车站火灾应急系统处于不同状态的稳态概率方程组,通过改变不同变迁触发速率,对车站火灾应急系统不同状态稳态概率变化曲线进行分析。结果表明,该模型能反映城市轨道交通车站火灾应急情况下提高安全性能的关键因素。     

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。     

基于Petri网的城市突发事件应急联动救援系统性能分析

随着我国城市化进程的加速 ,城市规模的日益扩大 ,城市需要及时有效地应对各种突发事件 ,满足城市居民对公共安全的需求。近年来 ,我国政府已开始在部分城市建设应急联动系统来处理可能发生的各种突发事件。笔者引入Petri网 ,对我国典型的城市重大突发事件应急联动系统的应急性能进行分析 ,初步建立城市重大事件应急联动系统的性能分析的Petri网模型。对Petri网模型更加深入的研究 ,将在后续课题中进一步开展。     

基于模糊Petri网的危险品运输安全评估模型及应用

针对现代危险品运输安全监控问题,以运输费用、事故风险、灾害致灾、补救能力为运输安全评估的关键因素,建立安全分析的评估指标体系,提出一种基于模糊Petri网的危险品运输安全评估模型。首先应用转换规则给出评估指标体系的模糊Petri网表示和在Petri网模型的基础上的模糊推理算法,其次结合层次分析法(AHP),采取定性与定量分析相结合的方法进行安全评价;最后给出基于ArcGIS的评估模型实现方法,并应用于危险品运输安全监控系统的开发。模糊Petri网的数学特性及易于实现的特性,使得安全评估模型的建立,有助于实现运输安全评估策略的形式化、定量化和动态决策,而基于安全评估模型的危险品运输车辆监控系统的成功开发,进一步表明评估模型、推理算法和实现方法是合理可行的。     

基于反向模糊Petri网的航空事故致因分析

加强航空运输安全隐患的预防控制,能够降低航空事故发生的概率.以257份航空事故调查报告为基础,基于复杂网络理论,利用节点的度中心性、中介中心性、接近度中心性,结合逼近理想解排序法对45个致因因素进行节点重要度排序,识别"人-机-环-管"中的关键因素;在21个关键致因的基础上,运用模糊Petri网的故障诊断特性,提出了相应的逻辑规则,并构建了航空事故模糊Petri网,利用推理算法对相关子系统进行有效提取;进而,以结果命题"飞行员操作失误"为例,根据该命题的真实度,通过构建反向模糊Petri网,反向推理得出各相关命题的可信度.结果表明,恶劣天气相关类别的可信度最高.最后,利用正向模糊Petri网推理算法验证了该方法的可行性.     

基于Petri网的进近操作管理模型研究

据世界民航所发生的飞行事故情况看,进近着陆阶段时间短、任务重、环境复杂,是飞行事故多发阶段,占很大的比重,因此进近着陆是保证飞行安全的重要阶段。大多数事故是发生在仪表着陆系统出现故障的非精密进近方式。以机组非精密进近的主要飞行操作为基础建立基于Petri网的事故致因模型,统计分析相关的致因因素,计算相关风险值,通过对数据的分析反馈,形成对相应飞行员的针对性学习及训练的系统性管理模式。     

美国海上作业安全环境管理要求

受2010年4月发生的BP公司深水平台灾难性事故的影响,美国内政部的安全和环境执法局采用并修订了《安全和环境管理体系（SEMS）标准》,该标准适用于在外大陆架上进行油、气和硫作业的经营者。安全和环境执法局将《安全和环境管理体系标准》描述为“一种整合和管理海上经营业务的非传统性的、注重绩效的工具”。     

基于状态Petri网的矿区生态环境脆弱度动态评价方法

采用状态Petri网模型对矿区生态环境脆弱度进行动态评价,给出了状态Petri网中累积值、加权值、不变值和虚拟值4种不同状态值的计算及表示方法,提出了基于状态Petri网的矿区生态环境脆弱度计算方法。库所的累积值用于计算采矿过程中环境指标的总变化量。加权值主要用于脆弱度的计算。具有不变值的库所在相应的变迁被激发前后状态值均保持不变。没有实际意义的虚拟值在状态Petri网中仅起到逻辑或过渡作用。网结构描述了矿区生态环境脆弱度的组成结构,网系统的运行反映了生态环境脆弱化的状态变化过程,并且将脆弱度的计算融入了状态Petri网的运行中。在案例研究中,绘制了4种修复方案下脆弱度的变化情况曲线,表明该评价方法可以对矿区生态环境脆弱度进行动态评价。状态Petri网模型能将矿区生态环境脆弱化过程,以及人工修复和自然修复过程直观形象地展现出来,为预测矿区生态环境脆弱度的变化情况及制定相应的修复方案提供参考。该模型适用于矿山长期开采对生态环境造成破坏过程的建模及计算,而且对矿山的开采过程也不需要作特别的假设限制。     

基于模糊神经网络的海上施工安全评价

海上施工建设单位多、施工设备多、人员复杂且点多面广,施工安全的影响因素多而且模糊性强,因此,提出应用模糊神经网络评判法进行海上施工安全评价,并应用层次分析法进行各因素权重的确定.针对海上施工受气象、海洋环境影响大的特点,建立了海上施工安全评价的指标体系,该体系包含施工作业、施工管理、气象环境、通航环境4个1级指标,并利用改进的动量BP神经网络进行施工安全的评价预测,为指导海上施工安全提供了必要的理论基础.     

基于Petri网的750kV变电站故障恢复

对750 kV变电站可能发生的常见故障进行详细分类,并据此建立故障恢复推理模型,以便发生故障时能及时快速恢复供电。通过分析750 k V变电站拓扑结构,采用故障分类和基于Petri网建模的方法,将所有可能发生的常见故障分为母线、线路及变压器3类。变电站发生故障时,先根据变电站故障诊断结果,再从故障点隔离到恢复非故障失电区域并建立Petri网模型。故障恢复主要对开关进行操作,因此首先建立开关打开和关断的基本Petri网恢复模块,接着从变压器运行方式及裕量情况给出变压器故障恢复的Petri网模型,然后讨论母线和线路故障时不同情况下的故障恢复Petri网模型,最后根据模型推理过程中点火的变迁,将隔离故障点和恢复供电的断路器记录下来,按照Petri网运行的顺序即可给出最终的恢复方案。通过对750 k V变电站各类复杂故障的建模和推理及由此给出的恢复方案,能够及时给出恢复的操作顺序,方便运行人员快速检修。最后通过HPSim软件对代表性故障进行仿真运行,验证该方法正确、可行且及时。     

基于事故树分析的脚手架作业安全评价

为实现脚手架作业安全的系统性分析与评价,系统分析脚手架作业事故诱发机制,层层深入细化各影响因素,直至难以再细分的基本事件,确定相互之间的逻辑关系,建立脚手架事故树。在分析最小割集的基础上,采用专家调查法,给出各基本事件发生概率的经验估计,进而确定顶事件概率。在此基础上,通过敏感性分析,揭示基本事件对于顶事件的贡献程度。研究结果表明,脚手架作业事故发生的主要原因包括脚手架上有人、设计不合理、架设错误、材料不合格等,为保障作业安全,尤其需要加强作业人员在脚手架作业中的警惕性,注重脚手架设计理论计算,同时规范脚手架架设程序,选择合乎规格的脚手架材料。