湿式报警阀组的要求时平均失效概率计算方法研究

受腐蚀、老化、堵塞等累加因素影响,火灾时自动喷水灭火系统的湿式报警阀组有概率无法按需运行。为科学评估湿式报警阀组在执行预定功能方面的能力,对阀组的安全失效模式和危险失效模式进行分析,通过引入功能安全评估方法,使用JMP数据分析软件对区间删失型失效数据的分布情况进行拟合。实例分析表明,湿式报警阀的失效概率函数符合威布尔分布,进而计算获得PFD_(avg),评估阀组的SIL等级。研究方法可为其他固定消防设施的功能安全评估提供借鉴,有助于提升消防系统安全管理水平。

怎样计算要求时的平均失效概率(PFDavg)

本文介绍了使用不可用性、不可靠性和马可夫模型计算要求时的平均失效概率的方法和公式,可供使用功能安全系统的人员参考。

核电站保护系统平均需求失效概率计算方法研究分析

平均需求失效概率(PFDavg)是衡量停堆保护系统可靠性的一个重要指标。对该指标的定量计算可以客观反映停堆保护系统拒绝响应保护指令的概率,即拒动率。本文以典型反应堆保护系统4取2模型为研究对象,提出了一种综合的分层次的可靠性分析方法,即以马尔科夫模型分析控制站层级的PFDavg指标,以故障树模型分析系统级的PFDavg指标,并对示例系统的PFDavg指标进行定量计算,同时将结果与故障树模型计算结果进行对比。从工程应用角度来说,这种综合方法将故障树和马尔科夫两种不同算法的优点相结合,可以更好地保证分析结果的精度。

关于风险降低因子与要求时平均失效概率关系的探讨

风险降低因子通常用于测量保护功能如何降低危险事件的发生频率,与安全仪表功能的要求时平均失效概率是否始终是倒数关系是一个非常值得的讨论话题,详细介绍了风险降低因子的概念,以及不同安全措施失效后对风险状况的影响,借助实例通过剖析预防性安全措施与减缓性安全措施在风险降低时发挥的不同作用,阐述了风险降低因子与要求时平均失效概率之间的应用关系。

基于可靠性框图法的安全功能失效概率定量分析

利用可靠性框图法详细推导不同结构下平均失效概率的计算方法,给出安全相关系统安全功能的平均失效概率的计算过程,并通过实例对安全控制系统进行定量分析。

基于失效行为的机械零部件寿命概率分布特征计算方法

针对机械零部件的寿命预测及其概率分布特征确定问题,从影响零部件寿命及其概率分布特征的基本因素出发,采用应力-强度干涉方法描述零部件的失效行为,研究基于失效行为的零部件寿命概率分布特征确定方法,建立以时间为寿命度量指标时零部件的寿命概率分布模型,给出能够体现'应力、强度及其退化'等参数影响的零部件寿命累积分布函数和概率密度函数以及平均寿命计算模型,研究零部件寿命概率分布特征的变化规律。运用所建立的方法及模型,能够在设计阶段根据零部件的结构设计参数以及使用剖面科学地确定零部件的寿命概率分布特征,可以更好地指导零部件的设计、试验、使用、维修等。

失效相关系统的失效概率模型与寿命概率分布特征研究

考虑失效相关性对系统失效概率特征的影响,从系统层面出发,建立串联系统和并联系统的强度概率分布模型。在此基础上,分别以连续型变量和离散型变量作为寿命度量指标,推导能够科学体现"系统组成结构、载荷、强度"等参数影响的串联系统和并联系统失效概率模型,研究串联系统和并联系统的寿命概率分布特征。研究表明:并联系统的平均首次故障时间大于串联系统的平均首次故障时间,且大于系统组成零部件的平均首次故障时间;而串联系统的平均首次故障时间则小于系统组成零部件的平均首次故障时间。

基于失效域重构和重要抽样法的结构动力学系统首穿失效概率

对于线性动力学系统,重构系统失效域,利用基本失效域概率构造重要抽样密度函数,提出了基于重要抽样技术的首穿失效概率估计方法;对于非线性动力学系统,构建等效线性系统,线性化原理为线性与非线性系统对安全域边界具有相同的平均上穿率.最后给出Gauss(高斯)白噪声激励的线性与非线性系统的数值算例,并与Monte-Carlo(蒙特-卡洛)方法及区域分解方法比较,结果显示该文方法是正确有效的.

功能测试条件下安全仪表系统失效概率预测方法

采用马尔科夫模型法对考虑功能测试条件的安全仪表系统的危险失效预测,提出了在线和离线功能测试下的状态转移矩阵。通过在线或离线状态下的状态转移矩阵,得到安全仪表系统功能测试后的状态,通过求解系统功能测试后的测试间隔内的平均要求时失效概率,进而得到衡量安全仪表系统安全性的安全完整性等级(SIL)指标。

非高斯结构首次超越分析的概率模型

利用Fleishman近似,通过非高斯结构动力响应的前四阶中心矩,将分布未知的结构响应过程变换为标准高斯随机过程,提出非高斯结构动力响应的平均穿越率计算公式,并考虑初始条件和群穿尺寸的影响,修正平均穿越率的计算,在此基础上,利用传统Poisson模型,建立非高斯结构首次超越分析的概率模型。算例分析表明,本文提出的概率模型可以在结构随机振动分析或试验与检测数据的基础上,分析非高斯结构的首次超越问题,并克服了传统高斯模型所固有的诸多缺点。

结构首次穿越失效研究的新进展

在结构首次穿越失效分析中,初始条件、成群穿越、结构的非线性及抗力退化等问题影响着分析方法的复杂性和分析结果的精确性。结合近年来的研究进展,本文讨论和分析了解决上述问题的新思路、新技术和新方法,同时,归纳了几个新的研究热点,以便为结构首次穿越失效的进一步理论和应用研究提供有益的参考。

基于多故障冲击模型和故障树的PFDavg计算方法研究

为提高安全仪表功能(SIF)要求时危险失效平均概率(PFDavg)计算结果的精确度,提出1种能准确计算SIF在多重共因失效影响下的PFDavg的数学模型。建立包含多重共因失效的系统失效故障树,然后利用多故障冲击模型区分普通失效率和多重共因失效率,根据瞬时不可用率的定义和故障树的逻辑关系计算出SIF的瞬时不可用率;基于PFDavg的定义,计算出SIF的PFDavg,以某化工企业SIF为例进行验证。结果表明:方法有效考虑了多重共因失效对SIF的影响,通过模型计算出SIF的PFDavg大于基于马尔可夫(Markov)方法的软件计算结果,但二者处于相同的数量级。模型在评估SIF的PFDavg时比传统方法偏保守,能提高安全仪表功能的安全性。

安全仪表回路改造的可靠性及误动作概率计算

安全完整性等级(SIL)评估技术是近几年发展起来的针对石化等行业的一种基于风险的资产管理方法,国际标准IEC 61508和IEC 61511的制定为石化工业等流程工业的SIL评估提供了依据,对于石化行业的安全生产具有重要的促进作用。根据SIL的计算方法对中海石油化学股份有限公司现有安全仪表回路进行评估改造的平均失效概率(PFD)和误动作概率(STR)进行理论计算,为安全仪表项目的前期论证以及技术改造提供了理论依据。

基于GO法-贝叶斯网络的站场工艺流程可靠性分析

为保证油气站场的安全生产和运行,提高站场完整性管理水平。基于RBI、RCM技术对静设备和动设备的故障率进行计算,随后将工艺流程图转化为GO图,并根据操作符和信号流的逻辑关系将GO图映射为贝叶斯网络,完成故障率、维修率、平均维修时间、平均失效概率等站场可靠性参数的计算,并以某站场为例进行实例评价。结果表明,待评价站场中计量分离器、三相分离器、来油换热器、油水沉降罐、闪蒸罐、再生塔、过滤器等设备的故障率较高;站场内工艺子系统及站场整体的可靠性与设备可用性、修复性和备用性等因素相关;站场整体的平均失效概率为4.59×10^(-2),大于任何一个工艺子系统的平均失效概率,说明风险按照工艺物流走向不断增加,存在风险叠加隐患。

LDPE装置反应器联锁系统可靠性计算方法研究

为评估低密度高压聚乙烯(LDPE)装置反应器紧急泄压安全联锁系统的安全完整性等级,利用FMEA方法深入研究电磁阀的失效模式及影响,确定安全完整性等级及误跳车计算的逻辑结构。针对评估中遇到的复杂逻辑,提出新方法弥补现有NooM结构可靠性定量计算中的不足。通过评估,确定反应系统的安全完整性等级,为联锁的安全与否提供了重要依据。

非线性结构动力学系统的首次穿越

在结构动力学系统的可靠性分析中,动力学系统的首次穿越失效一直是研究重点问题之一。基于重要抽样法基础上研究了非线性结构动力学系统的首次穿越。首先根据Rice公式,得到与非线性系统方程具有相同平均上穿率的等效线性化系统方程,利用此等效方程得到设计点的解析表达式,并用此解析式来构造控制函数,最后将此控制函数运用到非线性系统中,利用重要抽样法估计非线性系统的首穿失效概率。以Duffing振子为例,模拟结果显示了方法的正确性与有效性,与原始蒙特卡罗模拟方法相比较,样本数量、计算所需时间都有明显减小。

安全仪表系统的回路设计探讨

以GB/T 20438—2006《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》和GB/T 21109—2007《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》为理论依据,介绍了安全仪表功能、安全完整性、安全完整性等级等安全仪表系统设计的相关概念,并根据示例进行安全仪表系统的设计实践;探讨了安全仪表系统的回路设计及验证方法,以解决工厂安全仪表系统的设计问题;对比分析了安全仪表系统的多种回路构成方案,提出了改善安全仪表系统的几种思路,在保证系统可靠性的同时,合理地提高系统的可用性。

基于典型冗余结构的安全仪表系统可靠性对比分析

安全仪表系统的冗余结构对安全仪表系统的可靠性影响较大,其通过两个重要指标进行衡量:要求时的平均失效概率和误停车率。采用简化方程式法,对比分析了4种典型冗余结构的可靠性,对于技术人员设计和改造安全仪表系统具有一定的指导作用。

(n,k)-冒泡排序网络的子网络可靠性

并行计算机系统互连网络的拓扑性质对系统功能的实现起着重要的作用。为了精确度量基于(n,k)-冒泡排序网络构建的并行计算机系统的子网络容错能力,建立了(n,k)-冒泡排序网络中(n-m,k-m)-冒泡排序子网络与特定字符串之间的一一对应关系,研究了点故障模型下(n,k)-冒泡排序网络中(n-m,k-m)-冒泡排序子网络的可靠性。当2≤k≤n-2,1≤m≤k-1时,首先在概率故障条件下给出了(n,k)-冒泡排序网络中存在无故障的(n-m,k-m)-冒泡排序子网络的概率估计,并通过仿真实验验证了所得结果的精确性;其次,得出了不同数目的(n-m,k-m)-冒泡排序子网络保持无故障状态的平均失效时间的计算公式,仿真实验表明理论结果与仿真结果趋于一致。

延迟敏感约束下的多址边缘网络中资源联合分配

在移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)中,传统的基于平均性能约束的多址接入和计算卸载方法,无法满足用户设备的时延敏感型业务需求.本文针对多接入点(Access Point,AP)和多移动边缘主机(Mobile Edge Host,MEH)的边缘网络,基于李雅普诺夫随机优化与匹配理论,在用户设备随机到达和计算任务随机生成的场景下,提出一种边缘网络资源联合优化分配策略,包括用户与AP-MEH接入策略和计算优化卸载策略,旨在最小化平均时延约束和失效概率约束下的用户平均功耗.仿真结果表明,所提出的边缘网络联合优化分配策略在降低用户设备功耗中是有效的,且较传统的队列稳定性约束下的资源分配策略在能耗优化方面实现了更高的系统增益.