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。     

基于GO法的LNG接收站气化外输系统可靠性分析

为保障液化天然气(LNG)接收站工艺系统生产的安全,基于GO法原理,对某接收站气化外输系统进行可靠性分析。在对系统工艺流程分析的基础上建立GO图,并采用概率公式算法分别对该系统进行可靠性定性与定量分析。结果表明:GO图简单实用,能够直观准确地表征系统工艺流程。GO运算得出气化外输系统的平均工作概率为0.977 814,平均维修时间为58 h,系统可连续稳定运行107天以上。由于数据是基于保守原则确定基本事件的,因此,计算所得可靠性结果可以作为气化外输系统安全可靠性的下限。     

GO-FLOW方法在共因故障中的应用

共因故障是影响高冗余系统可用度的重要因素。针对如何评估它对系统可用度的影响,简要介绍了GO-FLOW方法,给出利用GO-FLOW计算受共因故障影响的系统不可用度的方法和步骤,并引用实例加以说明。     

材料失效致因论研究

材料失效会引发产品失效,材料失效致因论主要有材料失效的累积损伤致因论、性能退化致因论、复杂环境致因论和原始缺陷致因论.研究材料失效致因论可以更加有效地预防材料及产品的失效.     

基于改进成功流法的消防系统可靠性研究

在多信号输入系统的可靠性研究中,传统GO法存在计算复杂、易出现误差和遗漏的缺点。将卡诺图化简法引入传统GO运算,利用其“合并同项,简化运算”的特点构建研究多信号输入系统可靠性的新GO模型。将其应用于预作用喷水灭火系统,对具有多启动方式的给水泵进行可靠性分析,并与事件树运算结果比较,证明新GO模型适用于具有多信号输入系统的可靠性研究。研究表明,通过采取措施降低多信号元器件故障概率可以提高系统整体可靠性。     

基于数理统计和文本挖掘的埋地钢制燃气管道失效分析

近年来燃气管道事故频发,严重威胁周边人民群众生命财产安全。为准确认识埋地钢制燃气管道失效特征及致因,针对性开展风险管控,以某管道燃气公司2018—2021年共计1 338条埋地钢制燃气管道失效记录为分析蓝本,采用数理统计方法分析失效总体趋势及管道敷设位置、压力等级、外防腐层类型、失效原因、管龄对应的失效特征;采用文本挖掘技术共计提取26项埋地钢制燃气管道潜在失效致因,通过词云可视化方式分析高频失效致因;构建失效致因共现网络探索不同致因之间的耦合关系,并根据特征向量中心性辨识主要失效致因。结果表明：中压庭院管道是风险管理的重点;腐蚀失效频次与管龄总体呈正相关,且从第4 a开始失效频次快速增长,在第19 a左右达到峰值;土壤腐蚀、防腐层破损、杂散电流、未安装阴极保护系统、管道服役年限较长、管体缺陷、防腐层老化和敷设环境发生变化是埋地钢制燃气管道失效主要致因,是风险管控的关键点。     

基于CREAM方法的人因失效概率预测模型研究

认知可靠性与差错分析方法(CREAM)是第二代人因可靠性分析方法中的代表方法之一,通过对任务环境进行分析从而直接确定人为差错发生概率。本文分析了该方法及其后续研究在人因可靠度评估时存在的主要问题,并以CREAM方法为基础建立新的人因失效概率预测模型。模型首先要求有针对性的对具体任务环境确定通用性能影响因子(CPC)权重,然后通过对CPC进行打分对任务环境进行量化,通过加权求和的方式分别计算出CPC的改进总分值G和降低总分值J,最后运用新建的预测模型计算出人因失效概率。新模型提出了三点改进:第一将任务环境设定为连续的空间;第二提出了不同的工作环境(任务环境)应该有其对应的CPC因子权重;第三考虑正影响CPC因子和负影响CPC因子的双重影响,建立双变量预测模型,预测结果更加合理。     

人因可靠性分析中的概率因果模型

根据人因失误的机理和特点提出了一个分层的人因可靠性概率因果模型,采用贝叶斯网建立了人因可靠性影响因素之间的因果关系.采用分层方法进行建模,充分利用了条件独立性以降低模型的复杂度,同时分层机制也符合人因可靠性的内在要求.该模型既能满足回溯型分析需求又能满足预测型分析需求.在模型的定量化方面,设计了一个简化可行的模型参数计算方法.该模型可以用于工程化的人因可靠性分析,也可扩展为人因行为理论研究模型.     

火灾自动报警系统可靠性研究

火灾自动报警系统主要包括火灾探测器、火灾报警控制器、减灾装置和灭火装置4部分,从这4部分分析了其工作原理。在此基础上,着重分析了误报、漏报概率较高的火灾探测系统(包括火灾探测器和火灾报警控制器)在使用过程中可能出现的失效状态。其失效的根本原因是在探测器的设计、选型与安装中出现的问题以及各类控制器和控制软件出现的问题。火灾自动报警系统在设计、安装和使用过程中出现的一些问题可能导致整个系统失效,主要包括硬件故障、系统失误和管理缺陷3类。因此,从火灾自动报警系统设计、软硬件产品质量、选型与安装及维护保养等方面给出了提高火灾自动报警系统可靠性的措施。最后应用系统安全及可靠性理论建立了包括电源系统、触发装置、报警控制装置和警报装置4个指标的火灾自动报警系统可靠度计算模型。     

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。     

基于模糊评判和RCM的CTCS-3级车地通信子系统维修决策

CTCS-3级车地通信子系统是列控系统的重要组成部分之一,且列控系统需求的列车位置、行车许可、临时限速等安全信息都由其提供,因此,对其进行可靠性分析具有十分重要的意义。采用贝叶斯网络对系统进行可靠性分析,并对维修方式进行了讨论。首先,根据车地通信子系统的功能与结构构建其贝叶斯网络模型。然后,综合考虑维修性、共因失效等因素,对车地通信子系统进行可靠性分析。最后,在可靠性分析的基础上运用模糊综合评判法对其进行维修决策。结果表明:利用贝叶斯网络的双向推理,不仅可以计算出车地通信子系统的可靠度,还可以有效识别系统的薄弱环节;若不考虑车地通信系统冗余结构中的共因失效,则得到的可靠性指标会偏于乐观。地面GSM-R单元失效是引起车地通信子系统失效的关键事件,因此针对此薄弱环节进行状态维修检查能够有效降低事故的发生概率。     

Dynamic Bayesian network modeling of reliability of subsea blowout preventer stack in presence of common cause failures

A subsea blowout preventer (BOP) stack is used to seal, control and monitor oil and gas wells. It can be regarded as a series–parallel system consisting of several subsystems. This paper develops the dynamic Bayesian network (DBN) of a parallel system with n components, taking account of common cause failures and imperfect coverage. Multiple error shock model is used to model common cause failures. Based on the proposed generic model, DBNs of the two commonly used stack types, namely the conventional BOP and modern BOP are developed. In order to evaluate the effects of the failure rates and coverage factor on the reliability and availability of the stacks, sensitivity analysis is performed.     

An extension of Multiple Greek Letter method for common cause failures modelling

Common cause failure describes a condition where several components share the same source of failure that causes them to fail or become unavailable simultaneously. The objective of this paper is to present an improved approach to common cause failure modelling within reliability analyses. The currently used methods allow one component to share common characteristics with only one group of components, which may be affected by the same source of failure. Therefore, an improved method was developed, where components can be assigned to several groups of components that are susceptible to faulty operation with respect to their similar characteristics. A mathematical derivation of the method is presented and the theory is applied to smaller theoretical samples and to a simplified real example. The results show that the new method enables a more detailed reliability analysis. The results prove that consideration of common cause failures using the improved method may decrease the system reliability compared to traditional common cause failure consideration. The system reliability decreases more, if the redundant components have more similarities and are therefore assigned to several common cause failure groups.     

复杂系统中人误原因因素的层次分析法

介绍和评析了人误分析历史上有重要影响的几种人误原因因素分类方法:传统人因分类法、信息处理分类法和认知系统工程分类法.基于认知可靠性及失误分析方法(CREAM)的人误原因因素分类,运用层次分析法(AHP)基本原理,建立了大规模复杂人-机系统人误原因因素层次结构模型及相应的AHP程序,并以JCO公司超临界事故为实例进行了分析.分析和应用结果表明,本文所建立的人误原因因素层次结构模型及AHP程序能够辨识出大规模复杂人-机系统中人误的主要原因因素,进而寻找出最优预防方案,对预防和减少此类人误事故的发生有积极意义.     

基于贝叶斯网络的航空维修人因可靠性分析

根据维修人为因素分析和分类扩展系统的框架选取影响因素,在航空维修领域应用贝叶斯网络进行人因可靠性分析,建立飞机维修效能模型,直观地表示影响因素与维修效能之间的关系。同时以目视检测为例,结合专家意见确定随机影响因素,通过专家访谈、事故报告、调查问卷、操作记录等渠道获取数据,得出条件概率表,进而建立目视检测表现模型,展示贝叶斯网络的建模流程。案例研究结果表明,组织文化、视觉信息、设备、疲劳、检测距离等因素对目视检测表现的影响非常显著,欲改善目视检测表现,必须对多影响因素进行综合管理。     

集成DEMATEL-ISM的古建筑火灾致因因素评价

为深入了解古建筑火灾事故致因因素,提高古建筑消防安全管理水平,基于事故致因理论,采用德尔菲法从人员、古建筑消防系统、古建筑防火能力、安全管理与环境五个方面确定18个古建筑火灾致因因素,并建立古建筑火灾事故评价指标体系。同时运用实验室决策分析法(DEMATEL)构建矩阵对古建筑火灾致因因素进行分析。一方面,通过原因度定量结果对古建筑火灾致因因素的属性进行分类,确定其属于火灾原因因素还是结果因素;另一方面,通过中心度指标评价古建筑火灾各个致因因素的重要程度。进而利用解释结构模型(ISM)将致因因素进行层级划分,构建5层3阶的多级递阶模型,分析致因因素间的耦合和交互关系。结果表明,古建筑火灾事故的发生是近邻原因、过渡原因及本质原因共同作用的结果,并针对这三方面确定古建筑火灾事故重点管控方向。同时,在古建筑消防安全管理中,应重点关注中心度较大的致因因素。     

基于空间故障树理论的系统可靠性评估方法研究

为了研究可靠性对工作环境变化敏感的一类系统,利用空间故障树SFT的思想和方法,并结合T-S模糊故障树和贝叶斯网络,建立了一种系统可靠性评估方法。总结了T-S模糊故障树和BN网络评价系统可靠性时存在的问题,并在所提出的方法中予以解决。方法中将事件的故障状态划分为:无故障a、轻度故障b、严重故障c、完全故障d四种状态,分别用a,b,c,d表示。故障率为[0~30%)、[30%~60%)、[60%~85%)、[85%~100%),并得到了划分的规则。研究了该系统在不同故障状态下的有效范围。得到了系统在不同状态之间过渡时的特征,并分析了过渡期间的可靠性对因素敏感度问题。