空間故障樹理論研究.pdf

1、一些系統(tǒng)，如高鐵、飛機(jī)、軍用武器等系統(tǒng)在工作環(huán)境變化時(shí)其可靠性也隨之變化，難以確定，并隨著環(huán)境的變化發(fā)生變化。為了研究相關(guān)問(wèn)題，論文提出了一套空間故障樹(SFT)理論體系，有兩個(gè)分支組成:連續(xù)型空間故障樹(CSFT)和離散型空間故障樹(DSFT)。
　　CSFT完成了與經(jīng)典故障樹中概念和方法相似的功能，并發(fā)展了其特有方法。CSFT是一種知曉系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造和元件性質(zhì)，進(jìn)而研究系統(tǒng)在外界作用下響應(yīng)行為的一種“白盒”方法。即從系統(tǒng)內(nèi)部開始

2、研究，再研究系統(tǒng)對(duì)外部響應(yīng)的方法。(1)完成了故障樹中基礎(chǔ)概念在CSFT概念框架下的擴(kuò)展。提出了基本事件發(fā)生概率的特征函數(shù)、事件發(fā)生概率空間分布及趨勢(shì)、事件更換周期和系統(tǒng)更換周期、割集域和徑集域、因素重要度分布等概念。(2)基于上述概念完成了如下工作:確定元件和系統(tǒng)故障概率空間分布及其變化趨勢(shì);分析了最優(yōu)更換周期方案及成本方案;使用徑集域研究了更換方案的優(yōu)劣程度;使用因素重要度和因素聯(lián)合重要度分布研究了故障樹的特征;使用故障元件相關(guān)性排

3、序和割集驗(yàn)證了系統(tǒng)故障分析的正確性;構(gòu)建了保持系統(tǒng)可用性的元件維修率分布確定方法;提出了系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法的故障概率計(jì)算規(guī)則。
　　與CSFT相對(duì)應(yīng)，DSFT不需要了解系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造和元件性質(zhì)，研究基礎(chǔ)是系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境變化所進(jìn)行的響應(yīng)特征，相當(dāng)于“黑盒”方法。所以DSFT從系統(tǒng)對(duì)外部響應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)入手分析系統(tǒng)可靠性，是從外至內(nèi)的研究方法。(1)給出了離散型空間故障樹概念、因素投影擬合法、ANN求導(dǎo)處理故障概率變化趨勢(shì)的思想、理論基礎(chǔ)

4、和數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程;對(duì)比分析了DSFT的ANN預(yù)測(cè)法與CSFT、DSFT的因素投影擬合法得到的結(jié)果。(2)為剖析和窺探系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)反分析框架，描述了過(guò)程和數(shù)學(xué)定義。(3)引入模糊結(jié)構(gòu)元理論來(lái)表征置信度，對(duì)SFT理論進(jìn)行了模糊結(jié)構(gòu)元化。
　　借助并發(fā)展了因素空間理論，及提出了一些方法對(duì)安全監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行了挖掘，為SFT提供有效數(shù)據(jù)。主要完成工作如下:定性安全數(shù)據(jù)的化簡(jiǎn)和區(qū)分方法及因果關(guān)系挖掘;系統(tǒng)適應(yīng)性改造成本確定;因素影