从第13届PSAM国际会议的动态展望概率安全评估发展

自2015年东方之星翻沉事故和天津港爆炸事故发生后,交通安全研究越来越受到学术界的广泛关注和重视。介绍了第13届概率安全评估和管理国际会议(13th International Conference on Probabilistic Safety Assessment and Management,PSAM 13)的概况。通过对该国际会议的大会报告和所发表论文进行分类统计,围绕系统安全研究的主题,对概率安全评估、人因可靠性分析、工业安全、交通运输安全和不确定性等研究热点问题的总结。旨在探讨"一带一路"大背景下,如何通过概率安全评价等理论的研究提高交通系统安全水平。对交通系统概率安全评估未来的发展趋势和目标进行探讨,提出了基于概率安全评估的交通系统安全评价框架,为预防交通事故、提升交通系统安全水平提供帮助。

基于贝叶斯估计的核电厂安全壳内压概率安全评估

核电厂安全壳的内压易损性评估多采用简化的对数正态分布模型,缺乏严格的理论分析。本文基于贝叶斯理论提出一种适用于核电厂安全壳的内压易损性评估方法。该方法首先建立了安全壳在内压作用下的确定需求模型,并通过添加修正项对需求模型进行修正,然后利用贝叶斯估计逐步对修正项进行筛选,从而获得准确的概率需求模型,最终通过建立安全壳极限状态方程给出易损性评估结果。在此基础上,引入内压概率模型实现了安全壳概率安全评估,并与采用传统易损性评估的概率安全评估结果进行了对比。结果表明,安全壳的总失效概率随着混凝土损伤面积比的增大而逐渐减小,采用贝叶斯估计方法获得的安全壳总失效概率均值大于传统易损性评估方法,而变异系数小于传统易损性评估方法。本文方法可为计算核电厂安全壳在内压下的概率安全评估提供更为精准和保守的结果。

基于概率犹豫模糊集的麻醉设备安全运行风险评估模型构建与应用价值研究

目的:基于概率犹豫模糊集(HPFS)构建麻醉设备安全运行风险评估模型,探讨其在麻醉设备安全运行风险控制管理中的应用价值。方法:以全生命周期安全和管理安全为重要风险评估维度,构建麻醉设备安全运行风险指标体系,采用HPFS和层次-优劣解距离法进行风险量化分析,制定安全自查和风险控制处理策略。选取2020年7月至2023年6月北京市通州区妇幼保健院收治的150例外科手术患者,按照麻醉设备管理模式不同,将其分为对照组和观察组,每组75例。在手术治疗中共使用16台麻醉设备,对照组患者手术治疗期间使用的10台麻醉机采用常规风险控制模式,观察组使用的12台麻醉机(含对照组中使用的6台和新增6台)采用风险评估控制模式。对比两组患者围术期内麻醉设备相关风险事件发生率、麻醉医护人员对潜在安全风险知晓率和麻醉设备故障率。结果:观察组患者围术期发生麻醉设备操作不当、麻醉用量不合理、相关感染和记录缺失风险事件例数分别为4例(占5.3%)、0例(占0%)、1例(占1.3%)和1例(占1.3%),发生率低于对照组,差异有统计学意义(x^(2)=4.478、4.110、6.857、4.754;P<0.05);观察组麻醉设备操作的医护人员安全管理理论知识、安全使用、管理意识和故障判定能力平均评分分别为(96.27±3.93)分、(94.31±2.69)分、(91.82±1.94)分和(84.97±4.36)分,均高于对照组,差异有统计学意义(t=5.176、5.322、5.541、5.942;P<0.05);两组设备操作设置、麻醉气路、麻深监测、阈值报警及其他故障的总次数分别为90、37、25、316和125次,观察组的故障发生率分别为30%(27/90)、35%(13/37)、28%(7/25)、22%(69/316)和39%(49/125),低于对照组,差异有统计学差异(x^(2)=28.800、6.541、9.680、200.532、11.664;P<0.05)。结论:基于HPFS的风险评估模式,能够降低麻醉设备相关风险事件发生率,提升麻醉医护人员安全风险控制意识,改善麻醉设备临床运行质量。

基于安全域的输电系统概率安全评估系统框架

针对输电系统概率安全评估问题,提出了一种基于安全域的输电系统概率安全分析系统的模型.介绍了该模型的构成、实用动态安全域和割集电压稳定域在概率安全评估中的应用,以及概率安全评估的计算步骤.该系统应用最新的安全域的研究成果,在能量管理系统数据的基础上,通过对安全域、随机潮流的计算,实现了输电系统在线概率安全评估.给出的动态和静态不安全概率指标,可用于指导运行人员进行预防性控制决策.

基于贝叶斯网络的概率安全评估方法研究

针对传统的事件树/故障树分析方法的局限性,提出了基于贝叶斯网络的系统概率安全评估方法.该方法采用了一体化的建模思想,将故障树和事件树转化为贝叶斯网络进行分析,不仅可以得到常用的安全性分析结果,还可以得到其他有用的信息,非常便于推理和诊断.而且该方法还可以处理多态、相依、非单调和非确定性逻辑关系,有很强的适用性.通过1个油井平台瓦斯泄漏实例说明了该方法的有效性,并与传统的故障树/事件树分析方法和基于二元决策图的分析方法进行了比较.

基于动态安全域的电力系统安全概率评估模型

针对电力系统安全性问题特性,提出一种基于动态安全域的安全概率评估模型。模型核心是不安全概率指标,并通过该指标来表征各电力元件以及整个电力系统的安全性状况。概率方法的引入,使得模型不仅计及系统中各种主要的不确定性因素,而且对系统的安全状况进行了定量的描述。动态安全域理论大大降低了安全概率评估的计算量,使得该模型具有实用性。评估结果可以用于指导运行人员在安全控制中制定正确的决策。用新英格兰10机39节点系统(New England 10-generator 39-bussystem)对该模型做了验证。

基于实用动态安全域的输电系统概率动态安全评估

提出一种基于实用动态安全域的输电系统概率动态安全评估模型。该模型计及了负荷和发电节点注入功率的不确定性、预想事故的不确定性、事故发生地点、故障切除时间及负荷中感应电动机负荷比例的不确定性。安全域的数学描述使注入功率不确定性和电动机负荷比例不确定性的计及变得简便。概率安全性评估的结果能够指导运行人员进行预防控制。以NewEngland10机39节点系统为例验证了所提出的数学模型,并用Monte-Carlo方法加以检验。

基于贝叶斯网络的施工安全风险概率评估方法

在建设项目安全管理中,理解安全风险以及导致其发生的风险因素至关重要。传统的风险评估方法基于专家主观经验评价风险发生的概率,并未考虑施工现场安全管理的实施效果,经常导致安全风险的评估结果出现偏差。采用贝叶斯网络方法建立风险事件、风险因素之间的关系模型,通过引入"安全风险抵抗能力"这一概念,根据施工现场所具备的安全管理能力,结合风险贝叶斯网络评估风险事件的发生概率。应用所建立的模型评估北京三里屯某项目的四类火灾风险事件,评估结果为电气导致的火灾发生的概率最高,多位专家的意见以及实际案例支持了本评估结果的准确性。

基于BDD的多态系统概率安全评估方法研究

由于传统的概率安全评估方法难以处理多态系统,本文通过一个煤气泄漏多态系统实例提出了一种基于BDD的多态系统概率安全评估方法.首先将多态事件树中的事故序列用多态布尔表达式进行描述,进而将多态布尔表达式转化为BDD,给出了一种基于不交化思想的BDD定量算法.在此基础上,提出了实用的基于BDD的多态系统概率安全评估步骤,并通过实例说明了BDD定量算法的正确性.

概率安全评估方法综述

概率安全评估是系统安全性工程的一项重要内容,是合理决策和改进设计的基础.本文对现有文献中的概率安全评估方法进行了总结、分类,对各种方法的建模框架进行了阐述,并指出了其存在的缺陷.最后指明了需要进一步研究的方向.

基于概率影响图的海洋平台安全风险评估方法

本文将概率影响图方法引入海洋平台的安全风险评估，将概率影响图的目标定向与风险分析中的FMEA方法相结合，成功地构造出了系统分析模型。通过关系矩阵的建立和数据结构的定义，实现了对模型结构的动态描述，并应用程序算法，完成了分析推理的全过程。本文以海洋平台作为分析对象，但方法具有普遍的适用性。

基于概率论的油气管道腐蚀安全评估与维修优化

对在役油气管道系统的腐蚀缺陷进行安全评估,量化其结构性能的衰减程度,可为优化维修决策方案提供依据。为此,综合考虑管道服役期内检测与维修活动的影响以及检测数据、管材特性、工作载荷和腐蚀增长率等不确定性因素,通过将概率论引入油气管道腐蚀评估领域,提出了一种油气管道腐蚀评估和维修优化模型。该模型可用来优化管道的检测周期及维修,使其满足目标可靠度要求。针对管道维修后的失效概率需要重新确定的问题,提出了一种近似方法,并运用MonteCarlo模拟并验证其准确性。实例表明,该模型用于油气管道腐蚀评估和维修优化是可行的。

锅炉压力容器焊接安全评估概率统计模型研究

为了提高对锅炉压力容器设备焊接工艺的安全评估质量,利用安全管理统计所产生的大量历史数据,计算待评估焊接部件的检验观测值对应的安全评估基线参数。基于不断更新的历史数据,实现安全评估基线的持续改善。以分组组合样本数据处理的方法对检验观测值进行处理。构建评估输出结果由二元结果(安全、不安全)到概率值的安全评估概率统计模型。研究表明,在具体的工程应用实践中,该模型对焊接工艺安全评估所得概率结果的可靠度超过99%,提供了高可靠度的安全评估概率值的结果,明显简化了焊接部件安全估计过程。

基于Bayes分析的空管安全概率评估方法

以空管安全为研究对象,旨在建立一套关于空管安全的概率评估方法。首先从数学的角度,将空管不安全事件进行了概率化表示;然后,根据Bayes定理,将空管安全的概率评估分为3个阶段:先验分布的确定、样本信息的获取和样本信息对先验分布的修正。具体研究方法为采用数理统计或专家主观概率得到先验分布,通过抽样获取样本信息的条件分布;利用Bayes理论对先验分布和样本信息的条件分布综合后得到后验分布;利用全概率公式得到修正后的不安全事件发生的概率。从而获得了一种基于Bayes分析的空管安全概率评估方法。最后,通过算例证明了该方法的有效性。

基于AADL的失效概率分配及安全性评估方法

当代航空系统是复杂的安全关键信息物理融合系统(cyber-physical system,简称CPS).失效概率分配是民用航空系统及设备初步系统安全性评估过程的重要工作,AADL(architecture analysis and design language)适用于航电系统的设计开发,对AADL模型实施失效概率分配和安全性评估是不可或缺的.提出了基于AADL的失效概率分配方法,可将系统失效概率分配给子构件,作为其安全性需求.该方法综合考虑系统架构设计、模型复杂度和严酷度(severity)等级.通过结合失效概率分配方法和确定性随机Petri网(deterministic stochastic Petri-net,简称DSPN),进一步提出了基于AADL的安全性评估方法,将系统的AADL模型转换为DSPN模型,以计算子构件的失效概率,并评估子构件是否满足安全性需求,直到设计出满足安全性目标的架构模型.最后给出了失效概率分配方法与安全性评估方法的实现算法和工具结构,并通过将所提出的方法应用到飞行控制系统,表明所提方法能够有效地完成失效概率分配和安全性评估.

组合电力系统概率安全性与概率充裕性综合评估

概率安全性与概率充裕性评估是组合电力系统可靠性研究的两个方面。由于建模的复杂性和巨大的计算量,二者在过去一直是分开研究的,这样造成所得的两类指标缺乏可比性和统一性。本文将二者协调统一在同一框架内,提出了一整套综合评估风险指标,建立了完整的基于序贯蒙特卡罗仿真的发输电合成系统可靠性综合评估新体系。算法结合自组织映射网络和合并相同系统状态加速计算技术,并在安全性评估中考虑了不对称故障等多种故障模式对可靠性指标的影响。对IEEE标准可靠性测试系统进行计算分析,结果表明所提算法可行有效。

发输电系统概率安全性评估基本框架的研究

发输电系统的概率安全性评估,是当前电力系统可靠性研究的学术问题前沿之一。文中提出了基于蒙特卡罗模拟法的发输电系统安全性评估的基本框架,并对安全性指标体系、基本评估算法等进行了详细论述。该框架借鉴了充裕度评估中比较成熟的技术,并将充裕度和安全性统一在同一个评估框架中。最后,对IEEE-RTS79进行了测试计算,验证了评估算法的有效性。

基于动态安全域与埃奇沃斯级数的电力系统暂态稳定概率评估

电力系统暂态稳定概率评估是确定性评估的有益补充。以安全域概率稳定模型为基础,基于动力系统理论确定电力系统暂态稳定主导不稳定平衡点附近的动态安全域线性边界,并采用以半不变量为基础的埃奇沃斯(Edgeworth)级数展开获得随机变量加权的联合概率分布,从而构建电力系统暂态稳定概率模型。该模型能有效计及发电机的出力和内电势、负荷的有功和无功功率、故障类型、故障位置和故障切除时间等多个不确定性因素,不需要繁琐的公式推导,物理意义清晰,实现简单,计算效率高。经IEEE 10机39节点系统测试和蒙特卡罗(Monte-Carlo)模拟法的验证,表明所提模型和方法是有效可行的,具有广阔的工程应用前景。

考虑人因的面向对象贝叶斯网络概率安全评估模型

人因对系统安全的影响日益突出,但现有的概率安全评估方法对其重视不足。本文建立了一种考虑人因的面向对象贝叶斯网络概率安全评估模型。该模型将人因整合到已有的事件序列图框架中,然后构建面向对象贝叶斯网络模型中的类,并转化为潜在贝叶斯网络进行推理,最后将推理结果整合到事件序列图中进行概率安全评估。利用该模型对核电站失水事故进行了分析,结果表明,该模型不仅适用于实时情境评估的情形,还适用于积累了一定量信息之后的情境评估。由于采用了面向对象的建模思想,有效地降低了建模的复杂程度,非常适用于大型复杂系统安全性建模分析。

航天系统安全性分析的概率风险评估方法

在对航天系统进行安全性分析的定性、定量、综合方法的基础上，主要介绍了以定量风险评估为主的、在ＮＡＳＡ和ＥＳＡ均得到广泛应用的概率风险评估（ＰｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃＲｉｓｋＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ＰＲＡ）方法．着重介绍了该方法的基本思想和具体实施过程，并探讨了在我国航天系统安全性分析中使用ＰＲＡ方法的可行性。