基于模糊贝叶斯网络的受电弓系统可靠性分析

针对在受电弓系统可靠性分析中的模糊故障树计算复杂,无法反向推理和不能很好地处理认知不确定性的问题,提出结合证据理论的模糊贝叶斯网络对多状态受电弓系统可靠性分析的方法。根据专家经验和历史数据构建T-S模糊故障树,然后依照相应的映射规则将T-S模糊故障树映射为模糊贝叶斯网络模型,并且构建各节点的条件概率表,同时结合证据理论分析方法对多态受电弓系统进行可靠性分析,根据各根节点的故障证据区间计算出中间节点和叶节点各故障状态的故障率模糊子集、根节点的概率重要度、关键重要度和后验概率,根据可靠性分析结果找出影响系统可靠性的薄弱环节,分析结果与动车组受电弓实际情况相符合,验证了算法的可行性和有效性。     

基于压缩感知隧道结构健康监测与可靠性评价

为了弥补隧道监测数据缺失导致信息丢失的不足,从而能够更好地评价地铁隧道结构健康状况,基于压缩感知理论对健康监测数据进行处理,通过对运营地铁的结构健康监测数据进行压缩和重构,减少对原始监测数据的传输和存储压力,以提高获取的地铁健康相关数据的信息完备与可靠性,为隧道结构健康安全评价提供数据基础。在此基础上,构建运营地铁隧道安全风险指标评价体系,在获取完备数据的基础上,基于不确定性视角,采用云推理综合评估运营地铁隧道的可靠程度,以及时掌握运营地铁的安全状态,并找到影响其可靠性的关键风险,从而制定相应的管控措施。最后以武汉地铁2号线长汉区间监测点的累计沉降作为数据样本进行实例分析,结果显示压缩感知能使监测数据重构以获得完备数据,再利用逐级云推理得到安全风险等级云图与实际情况相符。     

基于贝叶斯网络的地铁牵引变电所可靠性分析

地铁牵引变电所作为城市轨道交通系统的关键环节,其可靠性研究对保障系统安全稳定运行有着重要意义。为了对地铁牵引变电所(简称:变电所)展开可靠性评估,利用GeNIE仿真软件,基于贝叶斯网络,构建了典型变电所静态下的可靠性模型,计算了变电所的初始故障概率;利用动态贝叶斯网络对典型变电所在时间维度上展开可靠性分析,精确地计算了变电所失效概率随时间变化的曲线;利用贝叶斯网络的双向推理功能找到变电所的薄弱环节,对变电所关键节点的识别、维护以及网络结构设计优化具有一定的意义。     

基于贝叶斯网络的邻近既有线施工风险分析

基于邻近既有线施工风险因素复杂多变且具有不确定性,而传统风险分析方法很难处理不确定性知识的现状问题,提出一种基于贝叶斯网络的邻近既有线施工风险分析方法。结合系统安全科学理论基于事故资料统计分析建立邻近既有线施工风险致因模型,并由专家群决策方法确定风险因素清单,在此基础上构建邻近既有线施工风险BN结构模型;结合实际工程案例,利用贝叶斯双向因果推理原理预测项目邻近既有线施工风险发生类型以及不同情况下的风险发生概率,诊断风险成因机理;通过Ge NIe敏感性分析找出敏感致险因素。研究结果表明:在人、物、环和管风险因素系统中,管理因素的变化对邻近既有线施工风险水平的影响较大。模型分析结果与项目实际情况基本相符。     

模糊贝叶斯决策在ATP车载设备故障诊断中的应用研究

高速列车长时间工作运行不可避免发生故障,其中的车载设备故障发生具有不确定性和相关性特性。分析故障发生和查找故障致因是一项复杂而重要的过程和工作。贝叶斯网络在解决不确定性和相关性问题有其独特的优势,可以利用贝叶斯网络查找故障成因和故障点并且加以控制,从而提高列控车载设备运行的安全性。在实际理论和工程实践中运用贝叶斯推理时往往过分强调贝叶斯推理功能而忽略先验概率确定的问题,模糊贝叶斯决策是在经典贝叶斯理论上综合运用决策理论、模糊数学、贝叶斯方法和期望效用理论,建立一个在多属性指标下故障态势的模糊贝叶斯决策模型,克服了单一贝叶斯推理的不足,增强了模型的适用性。     

基于模糊多态贝叶斯网络的地铁运营风险评估方法

从安全管理、人、设备设施和环境等4个方面确定18个地铁运营安全影响因素。采用解释结构模型分析影响因素之间的关系,构建结构模型,并将其转换为多态贝叶斯网络结构。同时,引入模糊集理论,将专家给出的自然语言变量转化为概率信息,输入到多态贝叶斯网络并进行风险评估。案例研究说明,该风险评估方法应用于地铁运营安全分析中切实可行。     

浅析地铁火灾报警系统的风险管理

为保证地铁火灾报警系统安全、稳定运行,通过RAM分析办法确定现有系统存在较大运行风险,再运用风险矩阵分析找出风险关键点,结合成都地铁火灾自动报警系统特点,从设计、建设、运营维护各环节采取措施,最大限度降低设备故障发生概率,达到可接受的风险等级,从而提高系统整体可靠性,确保地铁运营安全.     

基于动态贝叶斯网络的CTCS-3级ATP系统可靠性分析

针对传统可靠性分析方法在分析CTCS-3级ATP系统可靠性时存在的不足,采用动态贝叶斯网络模型对其进行可靠性分析。首先,根据CTCS-3级ATP系统的结构与功能建立其故障树模型,并将故障树模型转化为相应的动态贝叶斯网络模型。然后,综合考虑维修、共因失效等因素,对ATP系统进行可靠性分析。结果表明:利用动态贝叶斯网络双向推理的优势对ATP系统进行可靠性分析,不仅可以计算出系统的可靠度,而且可以有效地识别系统的薄弱环节;在可靠性分析过程中,如果忽略共因失效和维修因素对ATP系统可靠性的影响,将导致分析结果偏差过大。通过诊断推理得到,除双系冷备单元外,列车接口单元是ATP系统的薄弱环节,因此加强对其维护检查能够有效降低事故的发生概率。     

基于层次-熵值组合法的越江地铁隧道防水可靠性评价

隧道透水是越江地铁工程建设与运营中面临的主要安全隐患,探明越江地铁防水可靠性对保障地铁隧道运营安全至关重要。采用层次-熵值组合法与模糊综合评价法,对地铁隧道透水灾害风险因子进行汇总分析,得出越江地铁隧道运营期防水可靠性评价模型;并以武汉地铁2号线为例,对该隧道工程运营期防水可靠性进行风险评价,得出隧道运营安全等级,并提出相应控制措施。结论认为,层次-熵值组合法综合考虑主观性与客观性,所得指标权重更加科学,构建的越江地铁隧道运营期防水可靠性风险评价模型适用性好;其中,管片拼接质量、地基承载力和结构抗渗等级为系统安全关键节点。研究成果为越江地铁隧道防水可靠性评价提供理论支持。     

基于动态贝叶斯网络的接触网系统可靠性研究

针对传统可靠性研究方法在进行接触网系统可靠性建模与分析时存在的不足之处,利用动态贝叶斯网络技术对接触网系统在考虑维修因素和不考虑维修因素情况下的可靠性进行动态估计,并识别出系统的薄弱环节.在建立接触网系统故障树模型的基础之上,根据故障树中逻辑门向动态贝叶斯网络的映射规则,建立接触网系统的动态贝叶斯网络模型.利用动态贝叶斯网络的双向推理功能对模型进行求解,正向推理得到接触网系统可靠度和可用度随时间的动态演变规律,并进行比较分析;反向推理完成对接触网系统的故障诊断,找到影响系统可靠性的薄弱零部件.研究结果表明:所提方法能够很好地描述接触网系统的动态特性和可维修性,分析结果可以为系统的智能维护、日常检修提供参考.     

地铁盾构隧道施工对邻近建筑物的安全风险分析方法

在进行地铁隧道施工对邻近建筑物影响后安全风险分析时,因统计数据缺乏或不可得等原因造成实际基本概率难以用确定值表示,存在一定的模糊性。综合模糊集理论适用于处理模糊信息,以及贝叶斯网络适用于不确定知识推理等方面的优势,提出了基于模糊贝叶斯网络的定量安全风险分析方法,建立了地铁盾构隧道施工环境下邻近建筑物安全风险决策模型,预测地铁盾构隧道施工诱发邻近建筑物破坏的可能性;根据模糊重要度计算结果进行安全致险因素敏感性分析;以辨识关键致险因素;并结合工程实例验证该方法的适用性。     

基于模糊贝叶斯网络的山区高速铁路桥梁运营风险评估

针对山区高速铁路桥梁风险情况复杂且影响巨大的特点,提出基于模糊贝叶斯网络,建立山区高速铁路桥梁运营风险评估模型。将山区高速铁路桥梁风险损失划分成3类,分别列出各类损失的风险因素,构建桥梁运营风险概率评估的贝叶斯网络,通过专家调查法统计出桥梁风险因素的概率等级分布,并根据链式传递规则计算出风险事故的概率等级分布。然后,结合风险矩阵对桥梁运营风险水平进行评估。最后,利用该方法分析贵广高速铁路上云阳双线特大桥的运营风险。结果表明,建立的模型计算过程简便,评价结果符合实际,具有较高的实用性。     

基于FTA-BN的综合交通枢纽中地铁车站安全风险评价

以综合交通枢纽中的地铁车站安全为研究目标,综合考虑综合交通枢纽中特殊的客流组成和乘客特征,以踩踏、火灾、水灾、公共卫生和大面积滞留5类易发风险事故作为研究对象,基于FTA-BN方法对其影响因素进行分析,识别其风险因素,建立相应的事故树模型,转化为贝叶斯网络模型进行风险评价;引入三角模糊数处理专家自然语言,得到贝叶斯网络中的先验概率和条件概率分布,然后通过贝叶斯网络模型进行网络推理计算和敏感性分析,找出地铁车站中的薄弱部分,制定相应的风险管控措施,从而提高枢纽中地铁车站对于紧急事件的应对能力。以广州南站地铁车站为例进行快速评价,结果表明：广州南站在公共卫生安全方面存在一定危险,发生概率为42.98%,且较易发生大面积滞留事件,可能性为30.40%。     

基于贝叶斯网络考虑共因失效的高速铁路牵引变电所可靠性分析

运用一种基于故障树的贝叶斯网络分析法,相比于传统的故障树分析法,它能够灵活地表示不确定信息,并能进行不确定性推理。并提出牵引变电所的寿命分布为指数分布,建立牵引变电所电气主接线的贝叶斯网络模型,对于系统二态性特征以及系统可靠度也符合指数分布,故在牵引变电所中选取β因子模型作为共因失效模型,显式分析方法作为共因失效的分析方法。用MATLAB对考虑共因失效的贝叶斯网络进行编程,并绘制相应的可靠度以及瞬时可用度的曲线图,结果表明在考虑共因失效后系统的可靠度有所降低,意味着得出的结果更接近实际。此外,实现牵引变电所定性和定量的评估,计算其可靠性指标,确定系统的薄弱环节。     

基于BN-PERT进度风险分析模型的地铁项目进度风险分析

考虑城市地铁项目建设过程中的风险因素及其相关性和非主导线路对工期的影响,在计划评审技术(PERT)的基础上,建立了一种基于贝叶斯网络(BN)和修正PERT的BN-PERT进度风险分析模型。该模型以进度计划和风险贝叶斯网络为基础,引入乐观系数反映决策者偏好,利用语言变量描述专家等级判断,采用模糊数将语言变量转化为概率值,使用BN的概率推理功能和修正的PERT分析工程进度的期望工期和风险率。通过对某地铁工程的实例分析表明,BN-PERT模型的计算结果较好地反映了工程风险的客观属性及其特征。     

基于随机机会约束规划的内燃机车减排技术评价优化模型研究

利用不确定规划理论,提出基于随机机会约束规划的机车减排技术决策评价优化模型及其算法.模型的目标函数为期望运营成本最小,决策变量为减排技术种类及减排效率,约束条件为排放污染物致癌风险及对健康影响情况不超过一定概率等.将随机模拟和智能算法相结合,设计求解模型的双层混合智能算法,并利用此算法对算例进行求解,说明模型和算法的可行性和有效性.     

一类驼峰调车事故的贝叶斯网络模型研究

驼峰跟钩撞车及侧面冲突调车事故会给驼峰调车作业带来较大安全隐患,影响驼峰解体作业的效率和能力。从技术条件角度考虑,对线路、车辆以及调车设备3个方面因素进行分析。鉴于驼峰系统是复杂的大系统,具有不确定性的特点,考虑贝叶斯网络能较好解决不确定性问题,建立跟钩撞车及侧面冲突调车事故的贝叶斯网络模型。利用Matlab中的BN推理工具软件包BNT计算顶上事件的发生概率以及基本事件的后验概率。结果表明:影响此类调车事故的主要因素为线路和车辆两方面。     

基于复杂网络模型的地铁系统脆弱性分析

基于影响地铁系统脆弱性的干扰事件,构建了干扰事件的有向复杂网络.采用网络密度、平均路径长度、度和度分布,以及聚类系数等分析指标,进行复杂网络的拓扑特征分析.分析结果显示,只有少数关键节点能直接影响地铁脆弱性.采用复杂网络的互信息理论,对干扰事件有向复杂网络节点进行信息量计算和重要性评价,进而找到重要节点.评价结果表明,影响地铁系统脆弱性的关键因素是车站客流量、车辆系统和设备系统,可采取相应的针对性措施来提高地铁运营的安全性.     

面向行车安全的高铁系统风险辨识与动态演化研究

为研究高铁行车安全风险致因因素动态演化过程，从高铁行车安全风险致因因素的关联关系视角出发，利用解释结构模型构建模糊多态贝叶斯网络结构，同时引入广义区间梯形模糊数进行风险概率计算，建立基于模糊贝叶斯网络的高铁行车安全风险致因因素动态演化模型，并进行了计算验证，证实了模型的有效性。结果表明：18项高铁行车事故致因因素间存在明显的层级结构和关联关系，并基于模糊多态贝叶斯网络风险概率计算，可以在多层级解释结构模型中确定风险动态演化路径，从而对风险动态演化路径中的关键因素进行提前预防控制，为高铁行车安全管理提供重要参考和依据。     

基于模糊贝叶斯网络的铁路时间同步网可靠性分析

铁路时间同步网是结构复杂、覆盖面广阔、关键设备冗余的可修安全苛求系统,其中普遍存在共因失效现象。为了量化铁路时间同步网安全风险并识别薄弱环节,本文基于模糊集理论,利用模糊语义及模糊排序法量化基本事件的条件概率,然后使用贝叶斯网络构建铁路时间同步网可靠性模型并进行了可靠性评估。通过计算系统故障条件下各个单元的不可用度,更能实际的识别系统薄弱环节。铁路时间同步网的实例分析表明,模糊贝叶斯网络对于分析铁路时间同步网可靠性是切实可行的,不考虑共因失效会导致可靠性分析结果偏于乐观,计算得出的铁路时间同步网可靠性客观反映了铁路时间同步网目前的安全状况。重要度分析结果表明,光纤及一级同步网设备失效是引起铁路时间同步网的关键事件,因此加强对其维护检查能够有效降低事故的发生概率。