基于二元决策图的共因失效系统Birnbaum重要度计算

在传统Birnbaum重要度理论及其计算方法基础上,提出了针对系统受共因失效影响情况下的共因失效故障树扩展方法和共因失效决策建模方法.以提高共因失效系统Birnbaum重要度计算效率为目标,借助二元决策图,对二态共因失效系统重要度计算模型进行构建,给出了模型的相关算法,并以算法验证模型及算法的有效性.     

有共因失效的系统可靠性的GO法分析

研究在风险评价中应用GO法进行含有共因失效的系统可靠性定量分析方法。应用M arkov过程理论,导出了可修部件共因失效概率的近似计算公式,利用GO法即可直接计算系统状态概率,提出了有共因失效的可修系统状态概率定量分析的GO法算法,并应用于三取二系统和外电源备用系统的共因失效分析。结果表明:共因失效对系统可靠性有很大影响,而GO法算法是进行系统共因失效分析的有效而实用的方法。     

操作系统在列控系统中的应用

操作系统选择和应用是列控系统开发过程面临的一个技术难点.对列控系统以及其包含的软件安全性进行了分析,从保证系统安全的角度对新开发和使用既有操作系统的基本要求进行了阐述.基于对操作系统的选择决策过程分析,对选用没有通过安全认证的既有操作系统,如何进行安全分析以及设计安全防范措施进行探讨,并论证了没有通过安全认证的既有操作系统在列控系统中应用的可行性.     

基于MBF参数模型的安全完整性等级定量评估

介绍了安全完整性等级验证的相关内容,并对系统发生危险失效因素进行分析;在引入MBF(Multiple Beta Factor)参数模型的基础上,定量计算系统发生共因失效的概率,并研究系统发生独立危险失效的概率及其影响;最后给出应用实例进行验证。结果表明:本文方法不仅更接近工业生产中安全仪表系统冗余结构的实际情况,也大大简化了计算,弥补了马尔可夫模型法分析计算过程复杂的缺陷。     

复杂多态系统的区间值模糊贝叶斯网络建模与分析

随着现代工程系统结构复杂度的增加以及运行环境的复杂化,传统的可靠性分析与评估技术已不能满足现代工程系统需求.针对复杂多态系统可靠性分析与评估的需求,本文从部件状态分析、系统结构分析入手,对存在认知不确定性同时考虑失效相关性的复杂多态系统进行可靠性建模与分析.由于现代复杂多态系统信息输入及系统故障影响因素的多样性,以及系统冗余,使得不确定性和共因失效对复杂多态系统可靠性分析和评估至关重要.本文借助贝叶斯网络对多态系统的图形表达和推理优势,采用模糊理论中区间值三角模糊数对部件概率进行描述;同时利用β因子模型对共因失效进行量化,再将其以新增共因节点的方式实现共因失效的贝叶斯网络建模,从而提出基于区间值模糊贝叶斯网络的复杂多态系统可靠性分析方法.最后,将基于区间值模糊多态贝叶斯网络对具有共因失效的多态卫星天线双轴定位机构传动系统进行可靠性分析.通过对实际工程系统的分析,表明本文建立的多种因素影响下复杂多态系统的可靠性建模和分析方法,进一步完善了复杂系统可靠性分析理论与方法.     

基于增强型BN的CTCS-1级ATP可靠性研究

结合CTCS-2级与CTCS-3级列控系统设计和运用经验,铁路总公司提出了CTCS-1级列控系统的研制需求,该系统车载ATP设备将取代LKJ与机车信号对既有线列车的控制.本文以CTCS-1级ATP为主要研究对象,对比分析模块级冗余与系统级冗余方案下CTCS-1级ATP系统可靠性.根据CTCS-1级列控系统总体技术方案,构建模块级冗余与系统级冗余ATP可靠性框图,建立对应增强型贝叶斯网络(BN)模型.借助增强型BN正向推理,求解两种设计方案下ATP可靠性定量指标,评估两种设计方案的优劣.利用增强型BN模型逆向推理,求解列车超速防护(ATP)设备故障下基本单元条件失效概率,查找两种冗余设计方案的潜在薄弱环节.评估结果表明:两种方案下CTCS-1级ATP RAM指标均满足需求规范要求,但采用模块级冗余设计的CTCS-1级ATP RAM指标更优;外围冷备模块条件失效率明显高于其他模块,为CTCS-1级ATP的薄弱环节.     

基于漏泄同轴电缆的高速列控系统的设计

随着高速铁路和城市轨道交通的快速发展,传统的信号列控系统已经不能适应高密度、高速度和高安全性的行车需求,作为列控系统核心部分的车--地信息传输子系统则成为铁路信号技术研究的必然趋势.设计中提出的基于漏泄同轴电缆的列控系统,主要用来解决列车在隧道、地铁中行驶时车--地之间的实时双向通信问题,保证了控车信息在传输过程中的连续性,同时可以准确的判断出列车的上下行方向,进而实现了列车的实时追踪,确保了行车安全.     

中川机场站股道应答器设置问题分析及对策

应答器是CTCS-2级列控系统的重要组成部分,用于向CTCS-2级列控系统车载设备传输定位信息、线路参数、临时限速等信息。针对中川铁路中川机场站B点应答器设置位置及运营过程中存在的问题进行了研究分析,提出了解决方案。     

基于模糊动态故障树的油气储运火灾事故应急过程致因因素评价

为保障油气储运系统安全,从应急过程安全视角出发,提出基于模糊动态故障树(FDFT)的油气储运火灾事故应急过程致因因素分析方法.通过对实际事故统计分析,总结出21个致因因素.建立二次事故的FDFT模型,分别对模糊静态子树(FSST)和模糊动态子树(FDST)进行定量分析,计算出顶事件的模糊发生概率以及各基本事件的模糊关键重要度和模糊概率重要度,找出导致二次事故发生影响概率较大的因素和最有可能发生的途径,总结了应急过程中可能存在的问题.通过对大连港实际事故的分析,验证了所提方法的有效性.研究结果对揭示油储系统应急过程二次事故演变机理,保障油储系统安全运行管理具有重要的科学和指导意义.     

基于RCM Ⅱ和CCF理论的隐蔽性故障的新评价模型

以可靠性为中心的维修(RCM Ⅱ)中用以计算隐蔽性故障率的数学模型存在缺陷,特别对于具有安全性和环境性后果的隐蔽性故障可能引起致命的错误.基于共因失效(CCF)理论,充分分析国内外共因失效模型的优劣,修正原模型假设条件的缺陷,首次建立了新的评价隐蔽性故障的数学模型;并有效地应用神经网络技术求解,得到较精确的新模型的4个参数.通过与原模型和随机模型比较,新模型更准确地描述隐蔽性故障过程,可靠性预计的精度更高,较好地指导了生产设计和实际维修活动.     

基于复杂网络理论的流程工业系统安全性分析

以复杂网络理论为基础，通过对流程工业系统的结构脆弱性分析，提出了一种新的系统安全性评估方法．通过构建流程工业系统网络模型、分析其拓扑结构特性和固有特征，建立了基于复杂网络特性的连锁故障模型，用该模型对网络中故障点所引起的级联效应进行了分析，并对连锁故障的严重程度进行了仿真．以田纳西一伊斯曼化工过程为例，对所提出的方法进行了分析验证，结果表明，该方法可以从复杂网络角度分析和理解系统连锁故障的本质，识别系统中的关键点和脆弱点，为安全控制和故障预防系统的合理设计提供了依据．     

一种考虑储能的电力信息物理系统连锁故障阻断控制策略

电网信息物理高度融合背景下,为了降低电力信息物理系统发生跨空间连锁故障的风险,提出一种计及储能配置的连锁故障阻断控制优化策略。首先,基于电力系统可观可控性构建信息物理多重交互机理,并根据系统间交互阐明过载主导型连锁故障的演化过程。同时在现有调控手段基础上考虑储能入网对连锁故障阻断控制的影响。并将阻断控制表述成多阶段最优潮流问题,获得兼顾安全性与经济性的连锁故障控制方案。采用IEEE-118节点系统对不同控制策略进行对比,验证了所提控制优化策略的有效性,并分析了储能规模对阻断控制的影响。     

交通流量增长下的空中管制安全风险预警及阈值确定

 中国民用航空运输量逐年增长,交通管制面对的安全风险压力不断上升。由于空中交通流量持续增加下安全风险的产生是一个相互作用、协同耦合的过程,因而具有明显的非线性、开放及动态特征,为实现预警管理的动态性和直观反映风险变量的系统关联性,利用系统动力学在时变性及非线性建模上的优势,构建空管安全风险动态预警模型。模型以管制飞行器流量增长为始点,以管制风险为终端界定内部指标变量,在结合实际调研及访谈的基础上,运用Vensim软件进行仿真分析。仿真实例有效预测了空管安全风险的预警状态值,并直观显示了相关影响因素在系统中的变化情况,在此基础上确定了主要预警指标的风险阈值。结果表明,运用系统动力学(SD)构建空中交通管制安全风险预警模型,可满足预警的动态性和系统性要求。     

汽车电子系统可能失效原因分析与对策

现代汽车对安全性、可靠性、舒适性以及环境保护的要求使汽车电子系统在汽车的动力牵引系统、安全管理系统、车身舒适系统以及信息娱乐系统等方面得到了大量的应用。汽车电子集成系统本身的安全与可靠性成为一个需要关注的问题。本文从软件失效、芯片失效、电磁干扰、制造工艺四个方面阐述了汽车电子系统可能失效的原因，并介绍了基本的消除系统失效的方法。     

航天机构潜在故障模式与故障机理分析

空间环境效应、制造加工质量以及所承受的工作载荷是诱发航天机构在轨服役过程中潜在故障的影响因素,对其服役寿命和可靠性将产生重要的影响。因此,开展航天机构潜在故障模式与故障机理分析具有重要科学意义和工程价值。本文对航天机构潜在故障的成因、故障模式、故障机理与影响因素之间的关系以及故障的种类进行了论述,梳理了3类15种可能引发航天机构潜在故障的因素,指出由润滑失效引起的摩擦磨损和载荷作用引起的疲劳失效是导致航天机构潜在故障的两个重要原因,并提出了故障机理的分析程序和方法。     

Failure Modes of Machining Center in Test Run

To analysis the early failures of machining centers,the failure mode effect and criticality analysis（ FMECA） method was used. Based on the failure data collected from production lines in test run,all the failure modes of machining centers were summarized and criticality of all subsystems is figured out. And the process of FMECA was improved. The most critical subsystem was manipulator subsystem. The most critical failure mode was impacted manipulator. Reasons and effect of some important failure modes were analyzed. And some suggestions to solve failures were given.     

基于Ion-Channel的故障多态安全关键系统可靠性研究

通过分析安全关键系统的特点,综合考虑了不同的部件失效模式、维修模式导致系统的不同安全性,建立了部件故障三态、系统故障多态模型.由于系统中每一个部件有工作、安全和危险3种状态,系统状态数随着部件数的增加急剧增加,此情况与生物学中离子通道模型极为相似,作者利用生物学中Ion-Channel理论来聚合系统状态,从而得出一些重要的系统分布和可靠性指标,该模型对系统故障进行了更为细致的划分,提高了分析的准确性.     

基于事件触发的线性网络化控制系统主-被动混合容错控制设计

针对一类具有时变时延的线性网络化控制系统(NCS),在离散事件触发通信机制下,研究了执行器任意失效故障的主-被动混合容错控制问题.建立了基于事件触发机制的闭环故障系统模型,设计了能使系统在发生故障集以内的故障时稳定的被动容错控制器.同时,设计故障诊断观测器估计任意执行器失效故障的大小,一旦获得准确的故障信息,立即重构控制器以补偿故障的影响.所设计的主-被动混合容错控制器在执行器任意失效故障下,不但能使系统稳定而且具有良好的控制性能.仿真算例验证了本文方法可在确保故障系统稳定的前提下能有效地节约网络通信资源.     

失效分析与安全生产——“材料服役安全工程学”的建立与实践

论述了失效分析在安全生产中的地位和作用,提出了材料服役安全工程学的概念及其内涵.材料服役安全工程学致力于"安全科学及工程"与"材料科学与工程"的有机结合,其学科领域涵盖失效学与失效诊断技术、材料服役行为与失效控制(如断裂控制、变形控制、腐蚀控制等)、失效的预测预防(如材料与设备的检测与监测、风险分析、适用性评价、完整性管理技术等).