可靠性分配理论在系统安全目标实现中的应用

在系统安全理论中,确定各基本事件的可靠度以实现所给定的系统安全目标值问题一直没有得到很好解决。笔者将可靠性分配理论与故障树分析方法相结合,提出了2个层次可靠度分配法:最小割集之间采取可靠度再分配法,对构成最小割集的各个基本事件之间采取等分配法。从而建立系统中各单元可靠度再分配量化模型。为便于应用,通过实例,详述系统各单元可靠性分配的计算过程。研究表明,运用该模型可准确、简便地计算出各单元的可靠度,使系统在给定的目标值条件下达到系统的安全性优化。     

可靠性理论在公共安全领域的应用研究

对公共安全体系从系统可靠性的视角,综合运用可靠性方面的知识,构建公共安全系统混联模型;进而将可靠性分配理论与故障树分析方法相结合,根据系统安全目标的要求,确定混联系统的第一层次各单元事件的可靠性目标值,对构成各单元的各个下属单元采取最小工作量可靠度分配方法,从而建立系统中各单元可靠度再分配量化模型。通过建筑物火灾引起人员伤亡事故实例,详述系统各单元可靠性分配的计算过程。研究表明,可靠性理论可以成功地应用到公共安全领域;使系统在给定的目标值条件下达到系统的安全性优化,实现了公共安全保障效能,减小灾害损失。     

可靠性理论在建筑施工安全领域的应用研究

针对建筑施工安全管理体系,从系统可靠性的视角,综合运用可靠性方面的知识,构建了建筑施工安全管理系统混联模型。在此基础上,将可靠性分配理论与故障树分析方法相结合,根据系统安全目标的要求,确定混联系统的第一层次各单元事件的可靠性目标值,对构成各单元的各个下属单元采取最小工作量可靠度分配方法,以此类推,从而建立系统中各单元可靠度再分配量化模型。为便于应用,通过建筑施工过程中常见的脚手架坠落实例,详述系统各单元可靠性分配的计算过程。研究表明,可靠性理论可以成功地应用到建筑施工安全领域;使系统在给定的目标值条件下达到系统的安全性优化,从而实现建筑施工安全保障效能,减小事故损失。     

基于可靠性理论的城市应急管理评价研究

鉴于目前城市应急管理评价研究大都没有从系统可靠性的视角进行分析,提出一种基于可靠性理论的城市应急管理评价模式。从系统可靠性的基本观点出发,解析城市应急管理体系的功能构成,在此基础上,结合故障树法构建城市应急管理系统可靠性模型,并运用可靠性分配理论,实现了系统内各单元可靠度的量化再分配。以某市为例,详述该市应急管理可靠性评价及可靠度再分配的计算过程。研究表明,可靠性理论能够成功应用到城市应急管理评价之中,并能在给定的目标值条件下实现系统内各单元的可靠度优化。     

基于感知机的故障树最小割集算法

在人工神经元网络原理的基础上,提出了一种计算复杂系统最小割集的方法。该方法根据逻辑“与”和“或”门具有线性可分割的特点,选用了基于M-P模型算法的感知机网络作为计算模型,理论推导出故障树中的逻辑关系与感知机模型中神经网络基本单元之间的转换规则,利用该规则可将所建故障树转化成便于编程求解的由神经网络基本单元组成的神经网络树。实例计算结果表明,感知机网络模型适合表达故障树中的逻辑关系,神经网络树所反映的基本事件与顶事件之间的映射关系便于编程求解,并可快速准确地获得复杂系统故障树的最小割集。     

基于最小径集的系统故障概率分配方法研究

为准确、快捷地解决在复杂系统中的可靠性分配问题,在基于最小割集的可靠性分配方法的基础上建立了基于最小径集的系统故障概率分配模型.该模型的分配思想不是对系统所有的单元都进行分配,而是选择最有可能导致系统发生故障的单元进行分配.最小径集分配法只需对最小径集中的基本事件直接进行分配计算,从而大幅度减少了中间计算工作量.它的另一个突出优点是‘能提供多个可选择的分配方案,因为每一个最小径集都代表1种分配方案.根据安全系统工程的优化思想,提出了不可靠度分配方案的选择原则:在基本事件数相同的最小径集中选择概率较大的最小径集;在概率接近的最小径集中选基本事件数较少的最小径集.对于最小径集中基本事件的分配,根据概率重要度来分配是合理的,因为重要度越大的基本事件对系统的影响就越大,分配的概率就应该越小.通过矿井火灾事故树的举例,进一步描述了基于最小径集的系统故障概率分配方法的定量计算过程.研究表明,基于最小径集的系统故障概率分配法是工作量最小的分配方法,还可以进行分配方案的比较选择.     

事故树分析法在预防自动取款机犯罪活动中的应用

笔者将事故树分析法(FTA)运用到银行领域,预防作案人利用自动取款机(ATM)进行犯罪活动,定性分析其犯罪活动发生的过程,导出引起犯罪活动发生的基本原因事件;建立了相应的事故树图;得出了最小割集、最小径集,比较了各基本原因事件的割集重要系数。最后结合各基本原因事件,从人-机-环系统的角度出发(用户和银行方面、ATM自身设计、环境布置),为银行ATM系统安全性能方面的改善,控制犯罪活动的发生提出一些应对措施。     

求事故树最小割集的二进制编排法

在事故树的定性和定量分析中,最小割集占有非常重要的地位。目前,求最小割集的方法很多,如福赛尔(Fussell)法等。本文介绍的是二进制编排法求最小割集,它在计算机的高速内存贮器中进行布尔代数处理,可以迅速并有效地计算出含有多个基本事件的大型事故树的最小割集。一、二进制编排法的步骤 1.用正整数1、2、……、N重新标记基本事件,其中N是事故树基本事件的总数。 2.从事故树最下面一层的逻辑门开始,用基本事件表示各个门的割集,然后将割集转换成二进制行。割集中某一基本事件的号码就等价于二进制行的一个位置。 3.按逻辑门的类型进行割集组合,并消除超集,逐渐推进到事故树最上面的一个     

基于事故树的飞机雷击风险防范措施研究

对于飞机雷击的风险,运用事故树模型的分析方法,建立飞机雷击事件事故树模型,综合考虑飞机雷击事件发生的全过程。通过建立飞机雷击事件事故树模型,阐述引起飞机雷击的主要原因,同时得到最小割集、最小径集,运用公式计算出基本事件的结构重要度。当飞机雷击事件发生后,根据组成最小割集的基本事件,找出造成飞机雷击事件发生的根本原因,运用最小割集方法来制定预防飞机雷击事件发生的方案。同理,根据最小径集中基本事件都不发生时雷击事件不会发生来制定预防飞机雷击事件发生的方案。根据结构重要度的排序,找出预防飞机雷击事件发生的关键途径,提出了预防的方案,方案可以作为相关工作人员的工作手册或者检查单。飞机雷击事件树模型系统直观地展示了引起飞机雷击事件发生的各基本事件的逻辑关系,为降低飞机雷击事件的发生提供了高效的方法。     

FTA -AHP 方法研究及应用

事故树方法由于故障率数据的缺失无法准确确定各基本事件对顶上事件的影响度,工程应用中难以确定安全措施重点与优先顺序。将FTA-AHP结合起来,先用事故树做定性分析,得到最小割集和最小径集,画出等效事故树,然后以事故类型作为目标层,最小割集或最小径集作为准则层,各基本事件作为指标层因素,引入专家打分法构建判断矩阵,获得指标层因素（基本事件）对目标层（事故）的影响顺序,从而得到基本事件对顶上事件影响程度与顺序。将该方法应用于分析发生频率高的建筑工程高处坠落事故,研究结果表明,利用FTA-AHP方法所获得的分析结果更加符合工程实际,高处坠落事故防范重点明确,拟采取的安全措施优先顺序合理,有利于指导制定科学合理的防范高处坠落事故的安全措施。     

事故树定性分析法及其在矿井安全评价中的应用

在系统安全评价中,目前常采用事故树定性分析的3种主要方法:基本事件的结构重要度系数法,基本事件的割集重要度系数法,利用概率重要度性质求结构重要度法.通过对这3种方法在矿井安全评价中的应用进行分析、比较,提出采用基本事件的割集重要度系数法简单方便,并以煤电钻触电事故为例,介绍了其使用过程,建议在矿井评价中采纳.     

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。     

事故树分析法在煤矿瓦斯爆炸事故安全评价中的应用

通过对煤矿瓦斯爆炸事故进行事故树分析,找出导致煤矿瓦斯爆炸事故的28个基本事件。在此基础上,采用布尔代数法,得出了煤矿瓦斯爆炸事故发生的最小割集154个、最小径集4个。通过对最小割集（最小径集）的求解,确定了各基本事件的结构重要度,从而明确事故发生的危险（安全）程度,掌握了导致瓦斯爆炸事故发生的各基本原因事件的组合关系及其重要程度;提出了防治瓦斯爆炸事故发生的措施。     

最小割集在系统安全分析方法中的应用

利用事故树分析法对矿井火灾进行分析 ,结合平煤六矿建立了矿井火灾事故树。阐述了最小割集理论及其在事故分析中的作用 ,着重提出了对事故树底部事件进行排序分级的加权结构重要度分析法。该方法新颖、简洁而实用 ,为系统安全分析提供了新的方法和途径。     

基于事故树的空中交通管制员情景意识分析

为更系统地研究管制员的情景意识,找出导致管制员情景意识丧失的主要因素,运用事故树分析法、采用自上而下的方式对管制员情景意识丧失的原因进行逐层分析,建立管制员情景意识丧失事故树模型。通过进一步计算事故树的最小割集和各基本事件的结构重要度,计算各基本事件的结构重要度系数,对比得出情景意识丧失的各个基本事件的重要程度及各事件之间的关系。结果表明,造成情景意识丧失事故的主要原因是轮班制度不合理、睡眠效率低及对特情不熟悉、飞行冲突预判能力弱。     

基于火三角模型的锂离子电池火灾事故树分析

为研究导致锂离子电池火灾事故的基本事件及其重要度,采用事故树分析方法,以火三角模型为基础,分析了锂离子电池发生火灾事故的全过程。先基于建立的事故树模型,再通过求解最小割集得到导致锂离子电池火灾的36种途径和导致事故发生的15个基本事件及其结构重要度。结果表明,在基本事件中,"电池壳体发生破裂"的结构重要度系数最大(0.565),其次为"正极材料分解反应产生氧气和放热"(0.188)、"电解液汽化"(0.175)和"电解液分解反应放热"(0.175)。最后基于这些基本事件,通过提高电池壳体强度、正极材料分解温度、电解液汽化温度及蒸发潜热、电解液分解温度等技术手段降低锂离子电池火灾发生的概率;并发现通过采取优良的生产工艺与正确的使用方式亦能降低锂离子电池火灾事故的发生概率。     

ATA方法在交通事故分析中的应用

从系统工程学的角度出发,将广泛应用于系统安全研究中的事故树分析方法(ATA)应用到交通事故的分析。根据组成交通系统的四大因素(人、车、路和环境因素),总结和归纳了引起交通事故的原因。运用Fault Tree绘制软件,绘制了交通事故的事故树图。对交通事故基本事件概率的算法进行分析,提出用以平衡样本局限性的误差修正系数。并根据事故树基本原理和算法,对交通事故事故树进行最小割集分析、基本事件重要度分析和顶上事件发生概率的定性定量分析。     

基于事故树和贝叶斯网络的飞机偏冲出跑道风险分析

为了加强对飞机运行过程的安全管理,降低飞机起降偏冲出跑道事件发生的概率,利用事故树和贝叶斯网络模型对飞机偏冲出跑道事件进行了定性和定量的分析。首先,建立事故树模型,对飞机起降冲偏出跑道的原因进行分析。一方面,总结导致飞机起降偏冲出跑道的基本事件,计算基本事件的结构重要度,指出基本事件对顶事件发生的结构重要度影响,同时计算飞机起降冲偏出跑道事故树模型的最小割集和最小径集,分析顶事件发生的条件和为避免顶事件的发生需要采取的应对措施;另一方面,通过对基本事件发生概率的赋值,计算基本事件的概率重要度和顶事件发生概率,指出基本事件发生概率对顶事件发生概率的影响。其次,为了便于各职能部门加强管理,明确工作的重点,结合贝叶斯网络计算中间事件的条件概率。     

最小割集与最小径集在事故树分析中的作用

事故树分析是利用事故树对事故进行预测的方法,是安全系统工程中最重要的分析方法之一,它是按照演绎的原理对事故进行定性和定量的分析.定性分析包括最小割(径)集的求取和重要度分析.最小割集是顶上事件发生的最低限度基本事件的集合(用于事故分析,对应有事故树);最小径集是顶上事件发生所必须的最低限度的基本事件的集合(用于安全分析,对应有成功树).定量分析主要求取顶上事件(即环境危害事故)的发生概率.在事故树分析中,最小割(径)集占有非常重要的地位,熟练掌握并灵活运用最小割集和最小径集,能使系统事故分析达到了事半功倍的效果.     

城镇煤气管道漏损分析与风险评价

在管道漏损的各种因素分析与分类的基础上,建立管道漏损综合评价模型,结合事故树法和专家评分法,实现对管道运行状况的评价。事故树模型采用最小割集的方法描述事故树相应的结构函数,从而评价事故树各底层事件的结构重要度。根据专家评分法,对危害因素指标和后果进行评分,实现管道工作状态的风险评价。该分析和评价方法,为实现基于风险评价的风险控制与管理提供理论依据。