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。     

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。     

新方法建立可靠度再分配量化模型

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。武汉科技大学安全与环境工程系杨静、向晓东教授等将町靠性分配理论与故障树分析法相结合,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。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,使系统存给定的同标值条件下达到安全性优化。     

基于单元特性的通风系统可靠性分配方法研究

通风系统可靠性分配是优化矿井通风系统可靠性设计、保障安全生产和日常管理的一项重要指标。在系统可靠性设计过程中 ,如何根据具有一定冗余度的通风系统进行可靠性指标的分配或再分配 ,是现场通风安全技术管理人员面临的一个重要课题。笔者以可靠性工程理论为指导 ,针对矿井通风系统时变、可修的特点 ,分别从基于单元相对易损度、基于单元重要复杂度以及基于单元故障频率角度对矿井通风系统可靠性进行了再分配方法研究 ,并以矿用主通风机系统为实例 ,进行了应用分析和验证。实践证明 ,采用上述分配方法的最终分配结果均接近期望的目标值 ,且满足不低于目标值的要求。该分配方法的研究 ,可为矿井通风系统可靠性优化设计提供一条新的研究思路。     

垂直升降式立体车库的安全可靠性分析与设计

为保障垂直升降式立体车库运行的安全可靠性,对其进行分析与设计。首先分析立体车库的结构和安全功能,将整个车库分为6个子系统。采用可靠性预计方法分析系统现有可靠度。根据整个系统的需求可靠度,选用基于故障率权重分配法,对各子系统进行可靠性分配,从而得出子系统的需求可靠度。通过案例验证该方法的可行性。对立体车库系统进行可靠性研究,重点介绍提高控制系统和传动系统可靠性的方法。从子系统的角度进行安全可靠性分析与设计,有助于设计者细化可靠性需求,并节省设计时间。     

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.     

基于蒙特卡罗法的煤巷锚杆支护结构可靠性分析

应用工程结构可靠性理论,建立煤巷锚杆支护结构可靠性模型,针对其结构稳定性的极限状态功能函数高度非线性的特征,采用蒙特卡罗法在Matlab环境下直接产生服从各相应概率分布函数的随机变量数组计算其结构可靠度,编程过程简化,计算速度快,精度高,且不受极限状态方程非线性、随机变量非正态的限制,开辟了煤巷锚杆支护结构可靠度计算的新途径。建立了支护参数与可靠度的关系,指出了提高煤巷锚杆支护结构可靠度的方法和措施,为煤巷锚杆支护参数设计和优化提供了科学依据。     

基于时变失效的桥式起重机结构可靠性分析

为提高我国起重机产品的安全可靠性水平,用时变可靠性理论分析桥式起重机金属结构。以桥式起重机金属结构为研究对象,时变可靠性理论为基础,研究桥式起重机金属结构的载荷时变可靠性模型和抗力时变可靠性模型,建立桥式起重机金属结构失效状态的时变可靠性数学模型。通过工程算例分析,揭示金属结构抗力随时间衰减与否对可靠度与失效概率的影响,得到不同金属结构抗力衰减系数下桥式起重机主梁金属结构可靠度和失效概率。探索桥式起重机金属结构时变可靠性安全评估方法。对比金属结构抗力衰减系数分别为0.000 2和0.000 3时的分析结果,发现金属结构系统的可靠性随金属结构抗力衰减系数的增加而降低。     

机车双司机驾驶行为可靠性研究

在人机系统可靠性理论与机车驾驶行为链的基础上,结合双司机作业特点,构建了基于感知、判断、操作元件及模块组的单司机及双司机驾驶行为模型。基于该模型,在确定单项器官元件可靠度测试与计算方法后,运用可靠性理论给出了功能模块可靠度、单司机驾驶行为可靠度、双司机驾驶行为可靠度模型,并对信息感知差系数、正副司机主次差系数等参数进行了分析和讨论,从而构建了一套较为完善的驾驶行为可靠性测试分析方法。最后对4组16名机车司机按事故与非事故组进行分时段连续测试与可靠度计算,其结果表明,双司机驾驶行为可靠性不仅决定于单司机驾驶行为可靠性,并且正副司机间的协调性密切相关,同时与作业时间呈凹函数分布。     

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。     

面向网络的过程工业安全与可靠性分析及实现

根据过程工业安全与可靠性的特点,介绍过程工业几种典型的安全分析与评价方法,建立过程工业的系统可靠性模型和基于Bayes方法的可靠性评价方法。通过收集工业现场的信息,进行安全与可靠性的预评估,建立模型与进行分析,预测后果与评估。过程工业的安全与可靠性分析和评价过程需要处理大量的现场数据信息以及完成复杂的计算,利用工业控制网络,基于B/S与C/S相结合的网络体系结构,提出面向网络的过程工业安全与可靠性模型。运用该模型,构建一个应用于过程工业的安全与可靠性分析与评价系统,描述系统实现的主要功能,该系统的实现是过程工业在安全与可靠性领域开展数字化维护的实际应用。     

Optimization of gas detector placement considering scenario probability and detector reliability in oil refinery installation

Gas detection system is a critical layer of protection in process safety. Leak scenario probability and detector reliability are two key factors in the optimization of gas detector placement. However, they are easily neglected in previous studies, which may lead to an inaccurate evaluation of the optimization solutions. In this study, a stochastic programming (SP) optimization method is proposed considering these two factors. In order to quantitatively represent the probability of leak scenarios, a complete accident scenario set (CASS) is built combining leak sources and wind fields. Then, the computational fluid dynamics (CFD) method is adopted for consequence modeling of gas dispersion. The Markov model is developed to predict the detector reliability. With the objective of minimal cumulative detection time (MCDT), the SP formulation considering scenario probability and detector reliability (MCDT-SPR) is proposed. By introducing the particle swarm optimization (PSO) algorithm, the optimization formulations can be solved. A case study is investigated on a diesel hydrogenation refining unit. Results validate this approach is promising to improve the detection efficiency. This method is more practical and matching with the actual industrial environment, where the leak scenarios and the detector reliability can change dynamically in real process setting.     

电网企业本质安全管理体系构建研究

为了深化电网企业本质安全管理,采用文献检索、理论分析、对比研究等方法,提出本质安全型电网企业和电网企业本质安全管理体系的概念,并分析其内涵特点;根据电网企业管理实际,借鉴优秀企业实践,研究提出构建本质安全管理体系的“圈层”模型;设计构建涵盖4大方面33项要素的国网江苏省电力有限公司本质安全管理体系框架;按照各层级、各直属单位的实际管控要求,策划提出构建1个“圈层”模型、1个建设规范、1套手册（省、市、县分层级）、1系列制度标准的本质安全管理体系落地路径;最后,以国网江苏省电力有限公司为例,提出关键要素的完善建议,对指引其持续提升本质安全水平具有一定指导作用。     

飞行事故概率模型与风险评估方法

以事故统计为基础,建立了飞行事故概率模型与随机过程模型,对飞行安全可靠性指标进行定量评估。根据独立性假设,推导了飞行风险的概率分布,并给出飞行安全重要指标间的关系。假设飞行事故发生是Poisson过程,导出了飞行安全可靠性概率指标的区间估计计算方法。实例计算表明,通过统计量可以对飞行安全进行风险评估,根据飞行事故风险概率等级要求得到评定等级。     

煤矿高浓度胶结充填系统可靠性评价研究

煤矿充填系统可靠性受多种不确定因素影响.通过对影响东庞矿高浓度胶结充填系统可靠性主要因素的分析,综合考虑各因素随机性、模糊性特点,利用层次分析法(AHP)建立充填系统可靠性模糊综合评价模型并确定各指标因素权重,运用模糊数学理论确定隶属矩阵和模糊综合评价法得到充填系统可靠性综合评判向量,按照最大隶属度原则确定此充填系统可靠性为“较稳定”等级.经充填工业性试验开采验证,系统可靠性模糊评价模型的建立是合理有效、结果符合实际情况的.     

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。