基于恢复效度的三峡升船机驱动系统失效危害性TOPSIS评估

三峡升船机驱动系统故障模式的危害性直接关系到升船机的安全运行。为判定故障模式危害度等级,根据运行情况,结合同类型升船机,选取了驱动系统的5类故障模式;引入恢复效度的概念,运用德尔菲法对恢复效度、发生频度、严酷度和可探测度进行等级划分并利用AHP法确定各评估指标的权重;最后通过TOPSIS方法建立了数学模型,对三峡升船机驱动系统故障模式的危害性进行了分析、排序和验证。结果表明:恢复效度与故障危害性关联最为密切,齿轮和齿条故障对升船机的危害性最大,其次分别是减速器、同步轴系统、小齿轮托架以及万向轴等。此方法为有针对性的制定相关弥补措施和对策提供了依据,也为三峡升船机其他关键机构失效危害性分析提供了参考。     

基于FTA＿Petri网的动车组塞拉门系统故障机理研究

随着我国动车组投入量及运营里程的快速增长,动车组的安全运营成为人们关注的首要问题。塞拉门作为动车组的故障多发部件之一,明确其故障机理对于故障诊断及检修极其重要。利用故障树和Petri网相结合的方法对塞拉门系统进行研究。通过对兰新客专CRH5型动车组塞拉门系统的结构及故障数据进行分析建立塞拉门系统故障树,鉴于故障树分析无法对故障传播过程进行动态描述的不足,将其转化为Petri网,建立Petri网模型状态方程,运用关联矩阵及初始状态token赋值和转移的方法对系统故障的传播进行动态分析,明确故障机理。经验证分析结果与动车组失效模式分析一致,可为动车组塞拉门的故障诊断和维修提供依据。     

基于贝叶斯网络的物流无人机失效风险评估*

为降低城市物流无人机（UAV）失效坠落风险,通过考虑其运行环境和系统故障等因素的影响,以城市物流无人机运行数据为基础,从系统故障、运行环境和人为因素3方面提取失效诱因;分析物流无人机失效模式,并构建意外坠落事故的贝叶斯网络;基于所建网络和失效诱因发生概率分别计算不同工况下意外坠落事故及各中间事件概率,并基于网络拓扑结构展开反向推理,推演事故的主要失效诱因。结果表明:物流无人机正常运行时发生安全事故的概率为6.54×10-3;其中,电池电量不足、桨叶失效和电池故障是坠落事故的主要诱因,计算结果可为无人机运行安全风险防控提供依据。     

垂直升船机初期火灾应急疏散策略研究

为提高垂直升船机的疏散效率,开展初期火灾疏散策略研究。基于垂直升船机结构特征与疏散通道布置方位,确定升船机水平与垂直方向的疏散路径;考虑年龄跨度等因素,修正应急疏散速度,计算水平廊道入口至垂直疏散通道入口处的水平疏散时间;确定承船厢停靠位置与疏散层之间的对应关系,计算垂直疏散通道入口经由楼梯或电梯至上游或下游平台的垂直疏散时间;比较计算楼梯疏散方案和楼梯与电梯组合疏散方案这2种工况下的疏散时间,优选疏散策略。研究结果表明:在垂直升船机初期火灾应急疏散时,承船厢停止高程与疏散点高程距离越大,使用楼梯与电梯组合疏散方案越有利。     

基于自适应神经网络的通风系统故障过程及其规律研究

首先对影响通风系统故障过程特征量进行了定义;然后通过对矿井通风系统故障过程及其改善和劣化状态的分析,建立了基于两参数的Weibull过程故障率函数,给出了系统故障过程改善和劣化的判别式;最后,基于自适应神经网络技术对通风系统的故障规律进行了仿真研究,并应用C 语言和Matlab语言强大的解算及绘图功能,求出了故障过程特征参数值,绘制了故障曲线.     

化工过程故障根源精准定位模型

化工过程具有大规模、高复杂性、多变量等特点,系统的关联性强,现有的故障定位方法较为繁琐,且会引入大量冗余计算,使其在化工过程故障定位中的实用性降低。为及时诊断故障并识别故障根源,基于动态主元分析(DPCA),结合贡献图和统计量,建立化工过程故障因果关系模型,确定对故障贡献率最大的变量,绘制故障传播路径图,找到引起扰动的初始变量,即故障的根源。采用田纳西-伊斯曼过程(TE)中的某一故障仿真作为案例,以验证该模型的有效性。结果表明,该模型利用故障的传播特点,在发生故障报警后,通过绘制故障传播路径图对扰动进行溯源,可实现化工过程故障定位。     

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。     

基于数理统计的深水防喷器系统安全关键性失效分析

深水防喷器作为二级井控设备,是深水井控的一道关键屏障,其可靠性和可用性要求极高,在需要其工作时一旦发生失效,就会造成巨大的人员、环境损失。通过对国内外深水防喷器系统的失效和故障数据进行统计和分析,以深水防喷器系统故障造成的停工时间和故障前的平均工作时间,确定深水防喷器系统的失效率和故障时间。以切实的数据,给出深水防喷器系统各个部件发生各种模式失效的概率高低,从而为下一步的分析和评价确定了重点。     

基于LabVIEW的矿井提升机液压制动在线监测

为保障矿井提升机液压制动系统在运行过程中的可靠性和安全性,设计一种基于LabVIEW的提升机液压制动系统在线监测装置,将LabVIEW和可编辑逻辑控制器(PLC)相结合,充分利用LabVIEW强大的数据处理能力,通过检测液压制动系统的状态参数,分析评价设备工况;并利用新型碟簧座传感器,建立制动正压力和应变的数学模型,通过分析液压站和制动器的故障参数,采用故障诊断专家系统诊断液压制动故障,实现对提升机液压制动系统的安全预警。结果表明：该矿井提升机液压制动系统在线监测装置通过8个功能模块的实时监控,利用液压系统故障树能够系统实时诊断故障,对于保证矿井提升机的安全和可靠性、延长使用寿命、提高矿山生产效率和降低维修成本具有重要的意义。     

基于双链量子遗传算法的系统故障概率分布研究

为简化空间故障树理论中的系统故障概率分布计算方法,提出基于双链量子遗传算法计算该分布.双链量子遗传算法有收敛快、计算量小的特点;同时系统故障概率分布原有方法基于分段函数解析计算,虽可得到精确分布,但计算较为复杂,不适合现场应用.据此,给出了基于双链量子遗传算法的系统故障概率分布确定步骤,并使用该方法分析了以往系统的故障概率分布.对比于前期研究成果,得到的故障分布可以分区表示故障的变化范围,且形成的分布图更为直观,同时体现了原分布中故障概率的变化特征,进而可得到符合故障概率要求的因素范围.     

老龄城镇油气管道失效风险评价方法

为揭示老龄城镇油气管道失效诱因相互影响关系,评估管道综合风险,提出一种基于模糊决策试验与评价实验室(DEMATEL)方法的老龄城镇油气管道失效风险评价方法。首先通过系统识别失效诱因,建立老龄城镇油气管道风险评价指标体系;然后基于模糊DEMATEL方法确定管道失效诱因关联路径,分析失效风险间的相互作用关系;最后结合风险评价指标初始状态信息和权重,确定老龄城镇油气管道的综合风险值,并据此提出相应的管控措施。研究表明:该方法能够识别老龄城镇油气管道失效诱因之间的复杂影响关系;公众教育的缺失是造成管道事故的主要风险诱因,完善管道裂纹检测,加强腐蚀防控,可有效降低老龄城镇油气管道的潜在运行风险。     

基于Cross-熵与TOPSIS的复杂系统失效模式与影响分析

为降低复杂系统失效模式与影响分析(FMEA)中决策人员的主观偏好和不确定因素对分析结果的影响,建立基于Cross-熵和逼近理想解排序法(TOPSIS)的FMEA方法。基于Hp,q转化算子,将区间直觉模糊集转化为直觉模糊集,根据Cross-熵求得失效模式的综合绩效值;以绩效值最大为目标,以失效模式属性权重取值范围为约束条件,建立模糊线性规划模型,求解得到各属性的权重系数。基于可能度理论和关联系数2种排序方法,得到系统各失效模式改进的优先顺序。用某发动机涡轮增压系统FMEA的实例说明所建立方法的有效性。结果表明,该方法有助于避免分析过程中信息的损失,可提高风险优先数的精确度,避免其排序混乱,并始终能关注关键的故障模式。     

基于MCTS和SFEP的系统寿命研究

为了在缺乏先验数据时分析得到系统寿命,提出了一种基于蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search, MCTS)和系统故障演化过程(System Fault Evolution Process, SFEP)的系统寿命分析方法。方法首先明确SFEP,通过空间故障网络(Space Fault Network, SFN)将其抽象为网络拓扑形式,再转化为空间故障树,最终得到经典故障树结构。这是MCTS分析的前提条件。确定SFEP的起始元件及其寿命分布特征,获得各元件寿命样本集合。设定系统总仿真工作时间和分析时间间隔,以及系统失效度阈值,即可得到达到该阈值后的迭代次数,最终确定系统寿命。虽然存在时间间隔尺度的误差,但所构建方法可对SFEP实时分析,特别适合系统故障认知有限和无先经验情况。     

基于特征函数和联系数的系统故障模式识别

为识别具有确定性和不确定性的系统故障模式,提出一种系统故障模式识别方法.利用已有故障标准模式识别故障样本模式,使用集对分析联系数表示识别的确定性和不确定性;使用空间事故树的特征函数计算联系数的分量系数,通过联系度和识别度识别故障样本模式;借助电气系统实例分析,有效识别在多因素影响下的系统故障模式.结果表明:基于特征函数...     

基于贝叶斯网络的高速动车组运营故障分析

为研究影响高速动车组正常运行的各故障因素间的因果关系,分析其耦合强度,将故障因素分为人、机、环3类,从系统角度又将机器因素分为5个子系统。人、机、环3类共识别27个故障因素;使用K2算法生成贝叶斯网络结构,引入扩展因果效应算法确定节点优先次序作为K2算法的先验知识,采用EM算法学习贝叶斯网络参数,构建基于贝叶斯网络的高速动车组运营故障分析模型;以209个CRH详细故障报告为例,对故障因素的故障发生概率进行排序并分析因素间的影响强度和灵敏度。结果表明:牵引供电系统故障发生概率较高;车门系统故障、牵引变流器故障易由内部零件故障引起,外界异物击打对受电弓影响较大;人、环因素更易引起多故障耦合;环境因素对牵引供电系统表现出较高的灵敏度。贝叶斯网络在分析高速动车组运营系统故障问题上具有可行性,分析结果有助于提升运营单位的管控能力。     

考虑保护层响应的炼化过程系统风险动态转移模型

为适时、有效地控制炼化过程系统风险,以模糊Petri网(FPN)为基础,针对炼化系统动态退化性和系统中保护层对风险转移的干预性,建立考虑保护层响应的炼化过程系统风险动态转移模型。描述基于FPN的保护层作用动态机制,分析炼化系统在保护层干预下,从非正常干扰触发开始至炼化系统退化过程的风险变化趋势。最后通过正己烷缓冲罐案例分析验证模型。结果表明:正己烷缓冲罐在开始运行的30 000 h内,系统风险等级呈阶段性变化,在工作的前16 800 h,风险为Ⅰ级;第16 800~27 600 h,风险为Ⅱ级;第27 600~30 000 h,风险为Ⅲ级。     

浅议电梯和升降机的界定

（1）问题的提出 垂直升降型机电类特种设备,主要包括载人（货）电梯、升降机,以及机械式停车设备中的垂直升降型停车设备等。其中载人（货）电梯包括乘客电梯、载货电梯、液压电梯和杂物电梯,升降机是起重机械类特种设备的一个类别,包括曲线施工升降机、锅炉炉膛检修平台、钢索式液压提升装置、电站提滑模装置、升船机、施工升降机、简易升降机、升降作业平台、高空作业车;     

基于传递熵与KELM的炼油化工过程风险传播路径分析方法

基于炼油化工过程复杂,设备众多,某一设备的监测变量发生扰动可能会传播至其相邻设备引发出一系列故障链。现有方法多是针对某一设备进行监测与诊断,以期降低事故后果,而忽视了对过程风险传播路径的预测以防止事故的发生。因此,提出一种基于传递熵与核极限学习机的炼油化工过程风险传播路径分析方法,该方法针对某一工艺扰动,分析其在风险发展过程中的扰动传播过程,基于传递熵分析法建立炼油化工过程风险传播推绎模型;并提出一种基于KELM的风险传播搜索方法,预测风险传播路径;将该方法应用于分馏塔冲塔过程。研究结果表明:该方法可辨识出未来一段时间内风险的可能传播路径,以便操作人员及时采取预防措施,保证过程安全及产品质量。     

系统故障演化过程的事件故障概率分布熵构建及其性质研究

为研究系统故障演化过程带来的系统功能状态的不确定性，提出事件故障概率分布熵的概念和计算方法。系统故障演化过程的不确定性来源于事件故障概率分布和演化过程本身的不确定性，可等效为概率分布和演化的混乱性。基于上述考虑，借助信息熵的思想建立事件故障概率分布熵，对演化过程中事件故障概率分布的变化混乱程度进行度量。考虑事件故障概率分布特征，确定了分布熵模型的各参数，给出了模型推导过程，建立了分布熵表达式。研究表明：分布熵具有对称性、确定性、非负性、扩展性、可加性和极值性，符合信息熵规则；分布熵与因素数量、因素值域的等距划分点数量、故障概率变化程度均存在正相关性。通过实例演示了事件故障概率分布熵的计算过程，得到了不同事件分布熵的大小关系，表明了不同事件对系统功能状态不确定性的影响。为下一步建立系统故障演化过程的熵理论提供基础。     

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。