基于DFTA民机复杂系统安全性评估方法研究

本文通过分析民用飞机复杂系统的适航要求以及符合性验证方法,针对复杂系统适航安全性评估中建立故障树困难的问题,提出利用动态逻辑门建立动态故障树并模块的方法,并研究了动态子树的分析方法。最后以燃油系统为案例,分析燃油了系统的适航要求,提出燃油系统适航安全性评估的基本流程。     

基于动态故障树的导弹驾驶仪系统可靠性分析

导弹驾驶仪系统的可靠性是影响整个导弹任务成功的重要因素。由于该系统构成复杂且部件故障具有动态特性,传统的故障树分析方法很难描述系统失效的动态机制。为此,首先建立了某驾驶仪系统的动态故障树;然后根据部件测试和维修过程中的不确定状态按照一定的概率转化为可维修和不可维修的部件,从而对系统进行可靠性分析。在求解过程中,为了避免马尔科夫链应用中存在的组合爆炸问题,将蒙特卡洛方法应用于动态子树的求解中。仿真结果表明,上述方法可以对复杂、动态系统进行可靠性分析。     

水轮发电机组的事故停机分析与故障诊断专家系统的研究

构造了水轮发电机组的故障树,对故障树进行了定性定量分析,得出了逻辑分析与数量分析的结果,并对故障树的简化与等效进行了讨论;按照故障树模型,建立了在线故障数据采集和故障诊断的实时故障诊断专家系统,介绍了专家系统知识库的建立及知识表示方法。     

建筑施工现场安全评价方法探讨

针对建筑施工现场是较易发生伤亡事故的地方,全面推行了安全评价工作,并在安全评价中引进动态安全评价方法,如动态故障树分析法更符合建筑施工的实际.     

航空发动机滑油系统动态故障分析

 为解决航空发动机滑油系统安全性分析中容错与余度备份系统的故障建模与分析,提出了基于动态逻辑门和模块化思想的动态故障树分析方法。针对滑油系统某典型的故障状态,开展动态故障树建模,与传统的静态故障树建模方法进行比较。分析结果表明,使用静态故障树建模得到的滑油系统故障发生频率远远偏离系统真实的故障发生频次(误差将近20 倍);动态故障树建模可以准确描述系统故障的时序关系,且在保证分析效率的前提下精确评估滑油系统的故障发生概率。动态故障树建模方法在航空发动机系统尤其是民用航空发动机系统安全性评估中具有非常广泛的应用前景。     

灰色马尔科夫Verhulst动态模型在滑坡形变预测中的应用

为解决陈旧信息和波动性数据造成的传统灰色Verhulst模型预测精度较低的问题,提出一种利用滑动窗口和马尔科夫模型对原始灰色Verhulst模型改进的方法。通过长度可变的滑动窗口来实现数据的动态更新,使得灰色Verhulst动态模型的预测值更加接近最新的变化趋势。之后利用马尔科夫模型对得到的灰色Verhulst动态模型预测值进行修正,提高了模型的预测精度。实验结果表明,灰色马尔科夫Verhulst动态模型在滑坡形变预测中的预测平均相对误差相比于传统的灰色Verhulst模型降低了69. 6%,均方根差比降低了0. 39,小误差概率提高了0. 166 7。对于波动性较大的滑坡监测数据,灰色马尔科夫Verhulst动态模型预测精度优于传统灰色Verhulst模型。     

六自由度弹道仿真航路规划评价方法

针对飞行器航路规划评价方法单一、缺乏合理性与动态特性验证等问题,提出了基于六自由度弹道仿真的航路规划评价方法.分析了影响航路评价的几种因素,并建立起基于Simulink的六自由度弹道模型.将已规划航路输入六自由度弹道模型中,通过仿真得到飞行器沿航路飞行时的各飞行参数实际响应,从动态角度分析已规划航路的合理性,以更加接近真实情况的仿真手段实现对规划效果的全面评价.仿真结果表明,该评价方法可以实现对规划航路动态特性的验证.     

随机进程代数IMCs的性能评价

将马尔可夫路径概率计算方法推广到随机进程代数:交互式马尔科夫链(IMCs)模型上.由于IMCs中存在动作转移和概率转移,两种不同性质的转移破坏了系统的稳定性,因此在IMCs的性能刻画中,去掉系统的稳态性刻画,给出动作和概率转移共存的IMCs模型的路径定义和基于概率转移率的路径转移发生的概率计算方法,解决了Until算子的描述.使用基于动作的逻辑aCSL给出IMCs的性能评价.证明该方法的正确性,它是纯马尔可夫链模型中性能评价方法的扩展.     

模糊故障树在土地适宜性评价质量控制中的应用分析

结合土地适宜性评价项目,在其质量控制过程中,针对各种评价因素的随机不确定性和模糊不确定性,引入了三角模糊故障树理论,采用新方法对案例区的土地适宜性评价质量开展了可靠性分析.初步得出几点认识,并指出了在实例应用过程中所存在的一些有待解决的问题.     

高拱坝失效故障树模型与失效概率

研究高拱坝洪水、地震、山体滑坡等外载荷,坝身混凝土、坝基岩石材料强度弱化等的随机性,以及评价准则的模糊性;分析了高拱坝分别基于强度理论和稳定理论确定性评价方法的不足,提出应该利用模糊数学方法解决具有随机性、模糊性的高拱坝安全评价问题;建立了基于结构可靠度理论的高拱坝失效概率故障树模型并给出了具体算例.     

Reliability Analysis of Electrical System of CNC Machine Tool Based on Dynamic Fault Tree Analysis Method

The electrical system of CNC machine tool is very complex which involves many uncertain factors and dynamic stochastic characteristics when failure occurs.Therefore,the traditional system reliability analysis method,fault tree analysis(FTA)method,based on static logic and static failure mechanism is no longer applicable for dynamic systems reliability analysis.Dynamic fault tree(DFT)analysis method can solve this problem effectively.In this method,DFT first should be pretreated to get a simplified fault tree(FT);then the FT was modularized to get the independent static subtrees and dynamic subtrees.Binary decision diagram(BDD)analysis method was used to analyze static subtrees,while an approximation algorithm was used to deal with dynamic subtrees.When the scale of each subtree is smaller than the system scale,the analysis efficiency can be improved significantly.At last,the usefulness of this DFT analysis method was proved by applying it to analyzing the reliability of electrical system.     

基于离散时间贝叶斯网络的动态故障树分析方法

提出了一种基于离散时间贝叶斯网络的动态故障树分析方法．首先给出优先与门、顺序相关门、备件门、功能相关门等动态逻辑门向离散时间贝叶斯网络的转化方法，在得到动态故障树对应的离散时间贝叶斯网络之后，再利用贝叶斯网络推理算法计算、诊断和预计顶事件概率、重要度等常规分析结果．对数字飞控计算机系统进行的分析表明，该方法能够保证较高的求解精度，其相对误差均保持在0．4%以内，而且易于扩展到多态和非确定性逻辑关系的情形．     

复杂情境下的核电系统可靠性

为提高复杂情境下的核电系统可靠性,保证核电系统安全运行,采用证据网络(evidence network,EN)对核电不确定信息问题进行分析、建模、推理和评估,有效地处理和表达专家语言变量,同时解决非布尔逻辑关系和多状态变量的问题,建立核电系统可靠性模型.提出一种将语言数据转换成基本信度指派函数的方法,对于在故障树映射到证据网络中存在的非布尔逻辑关系,建立一种新的条件信度表,解决复杂情境下的核电系统可靠性问题.研究结果表明,实验结果符合预期,建立的可靠性模型对研究核电系统可靠性有一定的借鉴作用.     

Dynamic Fault Tree Analysis for Explosive Logic Network with Two-Input-One-Output

The explosive logic network( ELN) with two-input-oneoutput was designed with three explosive logic gap null gates. The time window of the output of the ELN was given,after which the dynamic fault tree analysis was implemented. Two dynamic failure modes of the ELN were obtained,and then their own Markov transition processes were established. After that,the probability of failure was calculated from the corresponding state transition diagram. The reliability of the ELN which was in different length of time under the ambient incentive was then analyzed. Based on the above processing,the reliability of the ELN can be improved.     

基于决策树的轨道电路故障诊断知识表示方法研究

针对ZPW-2000A无绝缘轨道电路故障逻辑机理模糊的问题,本文采用了基于决策树的轨道电路专家系统知识表示方法.该方法首先将轨道电路故障影响较大的特征向量样本建立故障决策表,然后运用最小信息熵算法对属性值离散化,根据决策树算法快速学习及分类的特点对离散后的数据样本进行训练学习,生成故障决策树后进行知识规则的获取,在专家系统的知识库中以产生规则存储.通过对ZPW-2000A无绝缘轨道电路的实例分析验证了该方法在轨道电路专家系统知识表示与获取中的有效性和实用性.     

模糊动态贝叶斯可靠性分析方法及其在动车制动系统中的应用

针对动车制动系统的故障发生率具有模糊不确定性以及实际工作环境中故障的发生包含动态性特点,运用三角模糊数和扩展原理来表示底事件故障率,将动态离散时间贝叶斯网络模型与故障树模型相结合,分析获得动态贝叶斯网络叶节点的模糊故障率和各根节点的后验概率。解决了不确定条件下的动态系统可靠性分析问题,对兰新客专线路上运行的动车组的制动空气供给系统进行分析,获得了系统的可靠度预测曲线和薄弱环节,为该路线上运行动车的制动系统针对故障特点制定相应的检修和维护方案提供了理论依据。     

基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法

作为电力网络中直接向用户供电的关键环节,配电网的工作状态直接影响电力用户的用电质量和用电体验。为解决配电网故障线路区段的定位问题,提出了一种基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法。根据配电网拓扑建立故障电流信息和故障线路区段相关矩阵,引入隐马尔科夫模型刻画每条线路区段随时间变化的状态序列; 基于每个时间周期上馈线终端单元上报的故障电流信息集合,建立动态集合覆盖的配电网故障诊断模型,使用维特比译码求解满足集合覆盖条件的线路区段工作状态序列,实现对配电网的在线故障定位。通过仿真实例验证了基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法的定位准确性和稳定性。     

核电厂设备冷却水系统动态可靠性评估方法

核电厂设备冷却水系统作为一类双重冗余的系统,存在复杂的动态时序失效行为。传统故障树分析法缺乏对时间因素的描述,对设备冷却水系统中的动态时序问题分析假设过于保守。针对上述故障树分析法的局限性,结合动态故障树(dynamic fault tree, DFT)和动态贝叶斯网络(dynamic Bayesian network, DBN),提出了一种核电厂设备冷却水系统动态可靠性评估方法。首先在设备冷却水系统结构功能的基础上构建系统DFT模型;然后根据转化规则将DFT模型转化为DBN模型;最后通过DBN正向推理得到设备冷却水系统可靠度曲线,反向推理得到根节点的后验概率排序,敏感性分析识别系统薄弱环节。评估结果表明：所提出的方法能够为提高系统智能维修维护水平和可靠性提供依据。     

基于动态加权差分主成分分析的故障检测

针对工业过程中存在的动态特性和多模态特性问题,提出一种动态加权差分主成分分析法(dynamic weighted differential principal component analysis,DWDPCA)。首先通过设置合理的时间窗描述系统的时序特性;其次对时间窗内的样本寻找第一近邻和第一近邻的近邻集,使用加权差分法对数据进行处理,解决数据中心漂移问题;最后利用处理好的数据建立主成分分析(principal component analysis,PCA)模型进行故障检测。该方法可解决数据动态、中心漂移问题。使用该方法对数值例子和TE(tennessee eastman)过程进行故障检测验证所提出方法的有效性。