基于层次模块消元法的贝叶斯网络算法研究

贝叶斯网络对于解决复杂设备不确定性引起的故障具有优势。考虑到多数情况下贝叶斯网节点的联接形式均为汇合联接,分析了常见的汇合联接形式,提出一种新的算法,即层次模块消元法。该算法首先根据装置故障形式及特点,构建贝叶斯网;然后将构建的贝叶斯网进行分层,各层组成一个新的模块;接着分别计算新模块在各种状态下的概率;最后将各层次模块结合在一起,求得叶节点各种状态下的概率。实例应用表明,层次模块消元法与桶消元法计算结果一致,适合装置各种状态概率计算。     

基于贝叶斯网络气化炉供料系统风险分析

为解决当前气化炉供料系统风险分析不完善的状况，提出1种基于贝叶斯网络和HAZOP的风险分析模型。以某单日投煤量3 000 t级气化炉煤化工企业实际运行情况为研究对象，应用HAZOP法对其进行风险分析，并将HAZOP分析结果中各偏差产生原因转化为贝叶斯网络节点；考虑到先验知识的缺乏问题，引入Leaky Noisy OR模型，通过文献资料和相关领域专家经验知识获得先验概率，并利用贝叶斯网络进行风险分析，找出系统运行的薄弱环节。结果表明:未知因素影响会使各节点的后验概率值差异性降低，更加贴合实际；在引入未知因素影响后，系统运行薄弱环节并未发生改变。     

基于模糊贝叶斯网络的煤气化职业健康风险分析

针对煤气化行业职业健康风险影响因素不确定及模糊的特点,建立了职业健康风险计算模型。该模型将模糊数学与贝叶斯网络相耦合,模拟事件概率,找出导致风险的主要因素。通过分析煤气化行业中存在的多种风险因素,应用问卷调查法和模糊集理论模拟了根节点的发生概率,得出职业健康风险概率的预测值;应用贝叶斯网络反向推理的功能计算根节点后验概率并排序,确定了薄弱环节。该模型不仅能解决概率缺失情况下的风险量化推算问题,定量进行职业健康风险评估,还可以实现关键因素的识别,并能有针对性地提出改进措施,为职业健康风险预防提供决策依据。     

澳门半岛近岸海域水质时空变异分析

采用聚类分析和判别分析技术对澳门半岛近岸海域22个监测点2000~2005年期间的监测数据进行水质时空分析,旨在识别澳门半岛近岸海域水质时空变化特征,从而为澳门半岛水质监测网络的优化和近岸海域水质的控制提供支持.监测点位取样时间聚类结果可分为6~9月和1~5月、10~12月2组,与传统的4~9月和10~3月的丰、枯水期划分存在差异;按采样点位的空间聚类结果显示,第1组的监测站点都位于西侧,第2组的监测站点都位于东侧和南侧.通过后退式判别分析,表征空间差异性的显著性指标为pH、氯化物、TSS、颜色;表征时间差异性的显著指标为总磷、氯化物、颜色、氨氮、溶解氧、化学需氧量.空间与时间差异性判别的正确率分别达到84.82%和76.57%,显示后退式判别分析具有较好的指标降维能力和判别能力.     

车装焊复合加工装备的服役可靠性评估

目的评估某型航天用车装焊复合加工装备在服役过程中的服役可靠性。方法首先分析装备常见的故障模式,统计装备在使用过程中的故障数据,由于装备故障数据样本量较少,所以提出基于贝叶斯理论的小样本车装焊复合加工装备可靠性评估方法,其中通过马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)法抽样解决贝叶斯理论中后验积分复杂的问题。结果确定了车装焊复合加工装备的寿命威布尔分布模型,并运用贝叶斯方法,计算出该车装焊复合加工装备的平均无故障工作时间(MTBF)。结论评估结果略低于设计要求,原因是目前该装备处于服役初期,服役初期故障数据较多。待进入稳定服役期时,故障率会有一定程度的降低后趋于稳定,MTBF会有一定幅度的增加,所以该车装焊复合加工装备MTBF基本满足设计要求。     

基于动态贝叶斯网络的装配式建筑吊装施工安全风险分析

针对装配式建筑吊装施工期间风险影响因素多、不确定性高及风险状态随时间动态变化等问题,提出基于动态贝叶斯网络的装配式建筑吊装施工安全风险动态分析方法。首先,根据装配式建筑吊装施工特点和事故致因理论,从“人、物、环、管”4个方面建立风险指标体系。其次,引入时间维度建立动态贝叶斯网络模型,利用模糊理论和专家打分法量化网络节点的概率,并结合Leaky Noisy-or Gate扩展模型修正条件概率。最后,利用动态贝叶斯网络的双向推理功能对装配式建筑吊装施工安全风险进行动态风险分析。由实例分析得到某装配式建筑吊装施工安全风险的时序变化曲线,通过反向推理得到导致吊装事故发生的关键风险因素。研究成果可为分析和有效控制装配式建筑吊装施工安全风险提供新思路。     

基于BN的FTA在通用航空风险评价中的应用

针对事故树分析法(FTA)在风险评价中的局限性,采用以事故树为基础建立的贝叶斯网络(BN)风险模型,对通用航空中的两机空中相撞事故进行分析和推理,对事故模型进行改进和修正时,注重基事件的多态性和事件间的逻辑合理性。根据贝叶斯推理得出的数据,找到了事故的主要致因。结果表明,基于BN的FTA既能向前预测顶事件的发生概率,又能向后诊断基本事件的后验概率,可以更好地对通用航空风险进行评价。     

基于贝叶斯网络的航空器看错落错跑道事件研究

目前,航空器看错、落错跑道事件在国际上是一个相当突出的安全问题,这个问题在我国近年也突显出来。导致航空器看错落错跑道的原因十分复杂,且此类事件及易引发严重的后果,造成人、财、物等多方面的损失,本文特对此类问题开展了一系列的研究。为了预防航空器看错、落错跑道事故的发生,查找诱发该类事故的因素,针对航空器看错、落错跑道事故的形成特点,笔者运用贝叶斯网络探讨其各影响因素间的关系和相互作用,该网络强大的逻辑推理能力,克服了不完备样本空间带来的不足,揭示了人、机、环境与管理因素相互作用的内在规律。为改善机场安全管理的科学性、可靠性,进一步降低事故率,提供了可靠的技术支持。     

基于多态模糊贝叶斯网络的高校宿舍火灾风险评价研究

高校宿舍火灾具有影响面广、复杂性强等特点,而传统研究方法在多态性、动态分析宿舍火灾风险等方面存在局限。该文基于国内外86起高校宿舍火灾案例提出了一种基于多态模糊贝叶斯网络的高校宿舍火灾风险评价方法,确定了包含23个三级指标的风险评价体系,构建了高校宿舍火灾故障树,通过故障树转化方法构造对应的贝叶斯模型;将专家评价语义通过三角模糊子集转化为确定的根节点先验概率,用[0,1]模糊数描述节点故障状态,克服了传统贝叶斯网络过度依赖精确概率以及不能考虑节点中间故障状态的问题;基于贝叶斯的双向推理和根节点重要度分析,计算出高校宿舍火灾风险发生概率,辨识出关键致灾因子,进行事故致因诊断。实例验证结果表明,多态模糊贝叶斯网络能够准确评价高校宿舍火灾风险,并确定关键致险因子,可为高校宿舍火灾风险管理提供决策参考。     

基于贝叶斯网络的城市爆炸事故风险概率研究

针对频发的各类城市爆炸事故,采用事故树和贝叶斯网络相结合的综合风险评价方法构建概率模型,在分类溯源的基础上进行风险的概率测算、原因诊断和敏感节点分析。首先,按爆炸源属性将研究对象划分为粉尘爆炸、可燃性气体或液体爆炸、可燃性固体爆炸和物理爆炸四类;其次,运用专家信心权重法评估细化的28个根节点事件的先验概率,结合条件概率表计算顶事件发生的风险概率;再次,通过逆向推理法分析风险的形成原因。结果表明：在城市爆炸事故中可燃性气体或液体爆炸发生的概率最大,人员监管不到位、防爆知识欠缺、违规操作生产等是城市爆炸事故的关键风险因素和敏感节点;最后,根据研究结论提出风险管控预防措施,以期减少城市爆炸事故的发生。