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层次表决系统是大规模复杂系统的典型模式之一，共因失效在层次表决系统中广泛存在。层次表决系统的可靠性模型和维护策略对层次表决系统设计和改进至关重要。针对不同的层次表决系统，需采取不同的分析方法。本文提出一种存在共因失效的层次表决系统可靠性的有效建模方法。该方法将初始的层次表决系统可靠性问题分解为系统中各层次的简化可靠性问题进行分析，再逐一将各层次的可靠性分析结果进行集合。本文以存在共因失效的层次表决系统的建模与可靠性分析为例，对该方法进行了说明。并在此基础上进一步研究了部件寿命服从指数分布时的层次表决系统可靠性模型和维护策略，求得了使期望维护费用率达到最小的最优维护时间间隔T*。最后，给出了算例。