基于动态事件树的安全风险分析方法

针对系统安全分析过程中,传统静态方法的局限性和现有动态方法的侧重点不同,对动态事件树分析方法进行了研究,给出了其基本理论概念,描述了基本建模过程。以某冷却缓冲装置的安全控制为例,实现了动态事件树的建模方法,通过仿真得到了该装置随时间演化过程中的动态行为及其事故演化的路径、时间和概率等信息。分析结果验证了动态事件树分析方法在动态概率安全分析中的有效性和适用性。

DTBN在复杂系统动态概率安全评价中的应用

基于事件树-动态故障树(ET-DFT)模型的动态概率安全评价(IDPSA)方法将ET和DFT结合,能充分描述系统动态行为对其可靠性与风险性的影响,但将DFT转化为马尔科夫链时,存在状态空间爆炸和易出错等问题。为此,建立基于离散时间贝叶斯网络(DTBN)的复杂系统DPSA方法,将ET-DFT模型转化为DTBN,给出各静态和动态逻辑门向DTBN转化的方法以及各逻辑门条件概率表(CPT)的计算方法。数控机床液压系统应用实例的分析验证结果表明,基于DTBN的DPSA方法既能得到系统故障时各个底事件发生故障的后验概率,又能得到系统薄弱环节在各时间区间内发生故障的概率,从而实现对系统较为精确的DPSA。

基于ET-DFT分层模型的复杂系统动态概率安全评价方法研究

为充分体现复杂系统的动态行为对其可靠性的影响,减少系统动态故障概率计算时的工作量,应用层次化分析思想,综合事件树(ET)和动态故障树(DFT),提出基于ET-DFT模型的动态概率安全评价(DPSA)方法。应用二元决策图(BDD)和马尔科夫链(MC)分别对静态故障树和DFT进行求解,给出将静态故障树和DFT向BDD及马尔科夫链转移图的转化算法,以及系统各状态概率的求解方法。通过应用实例的分析验证,得到系统静态模块定量的发生概率及动态模块各个状态概率随时间变化的曲线,经综合求解得到系统故障发生的概率,实现对系统较为精确的DPSA。

改进离散动态事件树的分支生成机制——精确概率阈值法

概率阈值法存在定位分支生成时间点不精确,建立的离散动态事件树具有较大时间不确定性等问题。针对概率阈值法存在的不足提出相应的改进措施——精确概率阈值法。通过分析动态水箱发现:在概率阈值为0.99的条件下,精确概率阈值法的总节点数比概率阈值法少25%,事故节点数仅少2.7%,计算时间缩短了37.7%,证明精确概率阈值法对事故节点的分析效率更高;精确概率阈值法得到的总事故概率比概率阈值法小33.6%,对于水箱干涸事故其留给操作人员采取措施干预事故发展的时间窗口更长;并且精确概率阈值法建立的离散动态事件树显示出更多的演化路径,反映了更多的事故信息,利于全面掌握动态水箱的事故演化过程,更适合研究系统的运行动态特性。

改进DDET的分支生成机制——设备失效概率阈值法

概率阈值法是离散动态事件树(dynamic discrete event tree,DDET)常用的分支生成方法,此方法存在没有考虑实际设备失效的问题,建立的DDET具有较大不确定性,本文针对概率阈值法存在的不足提出相应的改进措施——设备失效概率阈值法.通过动态水箱实例分析发现,设备失效概率阈值法的总节点数仅是概率阈值法50%左右,计算时间节省了近70%,说明设备失效概率阈值法具有重要的工程应用价值;设备失效概率阈值法得到的总事故概率比概率阈值法的保守一些,及其建立的DDET更能贴近动态水箱的真实情况来反应系统的运行动态特性,利于研究动态水箱更为真实的事故演化过程.