考虑相关失效的DFTA及其翻车机液压系统可靠性分析应用

• 作 者: 张金戈
• 出 处: 燕山大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 动态故障树 离散时间贝叶斯网络 相关失效 翻车机液压系统

故障树分析方法是系统可靠性分析的重要方法。传统故障树用与、或等静态逻辑门描述事件关系,无法刻画液压系统存在的动态失效特性;动态故障树分析方法能描述液压系统中存在的动态失效行为,具有更强的描述能力,基于离散时间贝叶斯网络进行求解,但计算误差和计算时间受任务时间划分段数影响。为此,提出了一种改进的基于离散时间贝叶斯网络的动态故障树求解方法,提高计算精度和计算效率。进一步,针对基本事件失效独立性假设与工程实际不符的问题,提出了一种考虑相关失效的动态故障树及其基于离散时间贝叶斯网络的求解方法。首先,研究了基于动态故障树的液压系统静动态失效行为分析方法,阐述了静态子树和动态子树的各逻辑门描述的事件关系在液压系统的常见表现,研究了基于动态故障树的液压系统可靠性分析中液压元件可靠性指标数据的获取方式以及修正方法。其次,针对基于离散时间贝叶斯网络的动态故障树求解方法计算精度和计算效率受任务时间划分段数影响的问题,研究了一种改进方法。首先研究一种动态故障树向离散时间贝叶斯网络转化的改进方法对条件概率表做精细化改进,然后提出一种用离散时间贝叶斯网络求解动态故障树的模块化改进方法减小条件概率表规模,最终提高了计算精度和计算效率。然后,针对故障树分析方法假设基本事件独立带来计算误差的问题,提出了一种考虑相关失效的动态故障树及其基于离散时间贝叶斯网络的求解方法,针对不同应用场合提出基于专家经验的相关失效条件概率模型和基于Copula模型的相关失效联合概率模型描述元件间存在的相关失效特征,并给出对应算法和算例。最后,将考虑相关失效的动态故障树分析方法用于翻车机开式侧液压系统可靠性分析,用改进的基于离散时间贝叶斯网络的动态故障树求解方法进行求解,得到液压系统的失效概率以及液压元件的后验概率、概率重要度和关键重要度,从不同角度判断了元件对系统的贡献大小和影响程度。