最小割集在计算机联锁系统中的安全分析与研究

利用故障树分析法对三取二铁路信号计算机联锁系统进行分析,建立三取二模型的故障树.阐述最小割集理论及其在事故分析中的作用,着重提出了对故障树底部事件进行排序分级的加权结构重要度分析法.利用加权结构重要度分析法为系统安全分析提供了新的方法和途径.     

城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性评估

为了掌握城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性,寻找继电保护系统薄弱环节,为故障排查提供指导,进行城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性评估研究. 首先针对城市轨道交通牵引变电所继电保护系统特点,确定可靠性指标;其次根据系统构成及其故障模式,建立继电保护装置故障树模型以及不同配置方案的保护系统故障树模型;最后考虑微机自检功能,基于马尔科夫理论及蒙特卡洛方法,仿真计算城市轨道交通牵引变电所继电保护可靠性指标. 研究结果表明:方法能够获取丰富的可靠性指标,进行牵引变电所继电保护可靠性评估,从而识别系统薄弱环节;自检率为0.9时,继电保护装置误动故障概率占装置故障概率比例高出拒动故障17.93%,装置误动及拒动自检成功率分别为86.09%与74.37%,保护装置可用度为99.88%;后备保护能够降低保护系统拒动概率,但由其误动造成的保护系统误动占比30%～50%,因此,在选用保护配置时需要考虑保护误动风险影响.      

基于实测数据的高铁牵引变电所负序电流概率分析

为了研究高速铁路牵引供电系统三相电流不平衡问题, 通过分析高速铁路牵引供电系统负荷及V/v接线牵引变压器负序电流,基于概率理论建立了牵引变电所负序电流的概率分析模型.用该模型对京沪高铁某牵引变电所的负序电流进行了仿真分析和实测数据验证,结果表明,利用该牵引变电所的设计参数仿真得到的负序电流概率分布与利用实测数据的分析结果一致,该牵引变电所负序电流概率分析模型能够真实地模拟高速铁路牵引变电所的负序电流分布情况.      

微分等价递归算法在结构体系可靠度分析中的应用

利用等价线性失效模式代替两个失效模式的交集,将复杂的高维积分简化为一维积分代数运算问题,大大降低了计算量,推导了等价线性失效模式的解析表达式,提高了等价失效模式的精度,并展示了微分等价递归算法在系统功能函数的重构、体系失效模式识别和体系失效概率的计算等方面的应用,算例结果表明,该方法可以为结构体系可靠度分析提供有效手段．     

民航运输航空器着陆阶段偏出跑道事件分析模型

为了克服故障树分析方法只能描述正常和故障两种状态的缺陷,利用故障树方法的逻辑分析优势,以及贝叶斯网络描述多态事件和计算概率的功能,建立了基于故障树和贝叶斯网络相融合的航空器着陆偏出跑道事件分析模型,提出了故障树与贝叶斯网络之间的转换算法求解该模型.根据1996—2010年中国民航着陆偏出跑道事件的数据,确定了着陆航空器偏出跑道的主要原因,并按重要程度进行了排序.研究结果表明:积水、反喷或减速板故障、复杂气象条件、驾驶术欠缺、前轮转弯卡阻、夜航或受灯光不利影响、对机组资源管理失效、积冰积雪是导致着陆偏出跑道的主要风险因素,其后验概率均大于0.3;应针对主要风险因素,制定针对性预防措施.      

公路毒性化学品运输事故的概率计算及环境风险评价方法

通过对公路毒性化学品运输事故原因的分析，采用故障树分析法(NTA)，给出了事故概率的计算公式，并提出了公路毒性化学品运输事故环境风险评价的一般程序和方法，为进一步的事故应急预案确定和环境风险决策提供了科学依据。     

动车组空气供给系统动态可靠性分析

空气制动系统作为动车组重要制动方式之一,对动车组的安全运行至关重要.而空气供给系统是空气制动系统的重要组成部分,且具冗余、备份等动态特性.针对当前空气供给系统可靠性分析中的基础数据多源异构、动态故障树计算复杂等问题,提出了模糊动态故障树的可靠性分析方法,结合模糊理论和专家调查法,将动态故障树的静态子树和动态子树转化为条件概率表,降低计算难度.首先根据专家知识库和历史数据构建空气供给系统动态故障树分析模型;其次根据相应的规则将动态故障树中的逻辑门转化为条件概率表,将分析模型转化为模糊动态分析模型.最后根据各基本事件的故障概率计算出上级事件的模糊可能性,并对各基本事件的重要度进行分析,根据分析结果找出影响系统可靠性的薄弱环节.分析结果与实际情况符合,证明了所提方法的正确性.     

铁路地面信号设备时间同步系统可靠性分析

为了量化铁路地面信号设备时间同步系统安全风险并识别薄弱环节,采用专家判断和模糊集理论相结合的方法量化基本事件的条件概率,将系统故障树模型映射为贝叶斯网络,以此构建铁路地面信号设备时间同步系统可靠性模型,对系统进行可靠性评估.通过计算系统故障条件下单元的失效率,识别系统的薄弱环节.诊断推理分析表明,光纤及通信前置服务器是引起铁路地面信号设备时间同步系统失效的关键事件,因此,加强对其维护可有效降低事故的发生概率.     

地铁车门系统失效故障树仿真分析

利用FTA技术,建立地铁车门系统失效故障树模型,根据故障树基本事件(底事件)对应的故障率以及分布规律,运用蒙特卡洛(Monte Carlo)法对地铁车门系统可靠性进行模拟计算,得出了地铁车门系统失效概率模型,同时将仿真结果与理论计算结果进行了对比分析.结果表明:仿真结果与理论计算比较吻合,计算方便、可靠、快捷,提高车门系统的可靠性,为日常维护提供了依据,同时此方法适用于部件服从任意分布类型,体现了其处理复杂系统可靠性问题的优越性.     

基于模糊故障树分析方法的输水管线故障诊断研究

根据输水管线的主要失效形式,建立了输水管线故障树模型.使用模糊分析的方法确定底事件发生的概率,并用Monte Carlo方法进行编程序进行故障树的定性和定量分析.最后得到影响输水管线失效的主要原因.     

秦山核电厂75/5T起重机机械部件可靠性分析

概率安全分析(PSA)中的故障树分析(FTA)是系统可靠性和安全性分析的工具之一。故障树分析包括定性分析和定量分析．介绍了秦山核电厂燃料厂房75／5T14．5M桥式起重机机械部件失效概率的估算方法，为该起重机的可靠性分析提供机械部件底事件发生的概率。     

基于改进FTA-AHP的隧道涌水事故风险评价

隧道涌水事故会对隧道的安全产生巨大的危害,传统的事故树方法很难准确评价隧道涌水风险这一复杂性问题.以米林隧道为例,采用改进的FTA-AHP方法对隧道涌水事故进行风险评价.首先建立了以隧道涌水事故为顶上事件的事故树并求解最小径集及结构重要度,再基于事故树建立层次结构模型,利用结构重要度求解层次分析模型的判别因子,得出各基...     

同相供电直挂变流器拓扑结构与容量匹配关系

为优化同相供电变电所变流器的拓扑结构,改善补偿容量,并减少设备占地,运用牵引变电所三相-单相电气量通用变换方法,研究了功率直通型、有功补偿型和无功补偿型3类直挂变流器.结合有源综合补偿特性和功率子模块特点,设计了同相供电直挂变流器的拓扑结构,研究了牵引变电所接线形式与直挂变流器容量匹配关系,最后分析了直挂变流器的器件容量利用率.研究结果表明:有功补偿型和无功补偿型直挂变流器容量不仅与牵引变电所接线形式有关,还与牵引负荷的接入端口和负载类型有关;对有功补偿型,当负荷功率因数大于0.961时,宜选择90°接线牵引变压器,当负荷功率因数小于0.961时,宜选择120°接线牵引变压器,且牵引负荷接入超前相;对无功补偿型,当为交-直-交牵引负荷时,宜选择90°接线牵引变电所,当为感性牵引负荷时,宜选择120°接线牵引变电所.在相同的交-直-交牵引负荷及调制比为0.8条件下,有功补偿型直挂变流器的器件容量利用率最高,达到11.34%.     

基于故障树的矿山斜井运输跑车事故分析

斜井运输系统是矿山整个生产过程中非常重要的子系统之一.运输跑车的安全状况,关系到人员生命和物质财产的安全.利用故障树技术对斜井运输跑车事故进行了分析,绘制了故障树,计算得出其最小割集与最小径集,判明了影响斜井运输跑车事故的关键因素,并根据分析结果,提出了预防斜井运输跑车事故发生的对策措施,从而为制定解决和预防立井事故的有效措施指明了方向,有利于相关管理部门做出科学的决策.     

基于贝叶斯网的公路路侧事故风险评价

为了根据路侧危险情况采取针对性的措施,急需开展公路路侧事故风险评价研究. 基于事故模拟再现分析,根据车辆驶入路侧后的事故形态,将路侧事故严重程度划分为 4个等级,对不同等级路侧事故的致因因素进行研究,给出驶入车速、边坡坡度与边坡高度阈值.构建了路侧事故风险评价的贝叶斯网,基于路侧事故致因因素阈值,针对单因素、双因素与三因素分别给出了不同等级路侧事故发生概率的计算方法.选取典型路侧事故案例进行分析,贝叶斯网的计算结果显示发生 2次及以下翻车事故的概率为 0.929,与路侧事故模拟试验结果相符,证明了本文提出的公路路侧事故风险评价方法的准确性.     

Bow-Tie模型在弹药公路运输风险分析中的应用

为分析影响弹药公路运输安全的主要因素,增强弹药公路运输风险抵抗能力,以降低运输过程中发生事故的概率。建立了弹药公路运输爆炸事故的Bow-Tie模型,利用事故树方法分析引起爆炸事故的原因,从驾驶员、行车速度、安全管理、包装技术等方面提出了预防措施;利用事件树方法分析爆炸事故发生后的影响,提出降低事故损失的控制措施。可为降低弹药公路运输中各种风险发生的概率,丰富弹药公路运输风险控制管理手段,改进事故预防及控制措施提供理论支撑。     

半刚接钢框架系统的强刚度耦合可靠性分析

将结构系统强刚度耦合失效模式用并联系统模拟,采用逐步等效线性化方法,基于强度主要失效模式计算在单元截面相继失效历程中的强度和刚度失效模式之间的相关性及其交集失效概率.通过算例对比分析半刚接与刚接钢框架同一失效历程的失效概率,结果表明半刚性连接相对增大了结构系统强刚度耦合失效概率,使其成为主要失效模式.因此半刚接钢框架考虑强刚度失效模式更符合实际情况.     

基于局部路网交通流重分配的路段关键度计算

以路段失效影响范围界定为研究基础,将路段关键度计算从路段薄弱性和重 要性两方面进行量化：路段薄弱性以路段失效情况下,计算路段失效概率来确定;路段重 要性评价,通过对失效路段后交通网络重构,将局域节点OD对在路段失效影响范围局部 路网结构上重分配,以出行者时间费用变化影响指标F(U fa) ,局部路网路段交通负荷变化 影响指标F(S fa) 两方面作为评价指标来计算路段重要度.该方法符合路段失效后路网的 变化情况,有效避免了目前时变性的OD数据难以获取的问题,解决了现有评价指标选取 时的单一性问题.经过实验证明,该算法能够有效地应用于大规模路网结构路段关键度快 速计算,为关键路段识别、道路封闭影响评价等提供理论依据.     

提高重要度的兼容性算法——联合关键重要度

尝试给出了一个兼容性算法--联合关键重要度,既能反映出故障树的结构特点又将底事件自身的可靠性因素容入本算法中.采用这一算法对同一系统故障树的底事件进行重要度计算,将不同算法的计算结果进行对比分析,验证结果表明了这一算法的合理性与有效性.     

基于Petri网的复杂行车故障分析方法研究

鉴于铁路大型客运站行车安全的重要性和复杂性,从人员、设备、环境的角度出发,建立系统的事故树,然后再将其转换为Petri网模型.提出了利用Petri网的关联矩阵求解系统最小割集的方法,并计算顶上事件的发生概率以及基本事件的临界重要度系数.以某车站发生列车冒进信号事故为例,建立了事故系统的Petri网模型,并对模型进行了定性和定量的分析.研究结果表明：Petri网能够更加清晰和准确地描述客运站行车事故过程,计算得到的结果反映了客运站目前的行车状况.