基于T-S模糊故障树和贝叶斯网络的隧道坍塌易发性评价

坍塌是钻爆法隧道施工过程中常见的灾害事故之一.为了有效预防坍塌事故,为隧道施工安全风险分析和管理提供决策依据,将T-S模糊故障树和贝叶斯网络进行互补融合,提出了一种基于两者的钻爆法施工隧道坍塌可能性评价方法.根据T-S模糊故障树向贝叶斯网络转化的方法来确定贝叶斯网络模型和条件概率表;利用模糊数和模糊子集分别描述节点的故障状态和故障概率;运用贝叶斯网络双向推理算法进行计算.该方法可以利用根节点的故障概率模糊子集和施工中实际故障状态两种不同的正向推理方式计算隧道坍塌可能性,并且可以依据根节点的重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.两个工程实例的应用结果表明,该方法能够科学、合理地评价隧道坍塌的可能性并确定关键致险因子,可作为隧道施工安全保障和管理的决策工具.     

基于故障树和贝叶斯网络的危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性分析

为保障危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性,提出一种基于故障树分析法和贝叶斯网络的系统可靠性研究方法.首先,根据道路运输系统故障树模型向贝叶斯网络转化的方法确定贝叶斯网络模型和条件概率表;其次,结合贝叶斯网络双向推理算法对危化品道路运输系统进行推理计算;最后,分析得出危化品罐式运输车道路运输系统的可靠度.研究发现:该方法可以根据根节点故障的先验概率正向推理系统失效的可能性,并且可以通过根节点的概率重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.在结论中,提出了针对系统中关键风险事件的应对策略.     

基于复合模型的轨道运输事故风险分析

为了系统化地分析斜巷轨道运输事故,提出了在贝叶斯网络的基础上融合预先危险性分析-保护层分析(PHA-LOPA)、蝴蝶结分析于一体的复合模型风险分析方法.首先,借助于GeNIe软件实现贝叶斯网络的双向推理能力,辨识出风险贝叶斯事故节点;然后,对事故节点进行PHA-LOPA研究,确定引起事故的原因、造成的结果,设置独立保护层降低事故节点的危险性等级;最后,对剩余危险性等级仍然较高的事故节点进行蝴蝶结分析,设置安全屏障,进一步控制事故的发生.以某矿斜巷轨道运输事故为例,应用该复合模型风险分析方法,结果验证了所提方法的正确性和可行性.     

基于多态模糊贝叶斯网络的城市燃气管道事故风险预测与诊断研究

为了评估城市燃气管道系统的风险程度,给后续预防工作提供参考,提出了基于多态模糊贝叶斯网络的燃气管道事故风险定量分析方法。首先,基于对86份事故调查报告风险因素的梳理,建立故障树模型,寻求风险隐患和事故之间的映射,并将其转换为贝叶斯网络结构;其次,引入模糊集理论与概率分配计算方法,分别得出根节点的先验概率和中间节点的条件概率,根据贝叶斯网络的证据推理原理预测事故发生概率,分析风险重要程度,并反向诊断关键致因要素;最后,将此方法应用于沈阳市“10·21”较大燃气管道事故风险分析。实例验证结果表明,事故一定发生的先验概率为68.8%,验证了风险体系的有效性,且预测与诊断得出的重要风险集合与事故调查报告中分析的直接原因一致。多态模糊贝叶斯网络能够准确评价燃气管道事故风险,并确定关键致险因子,可为城市燃气管道安全管理提供决策参考。     

基于贝叶斯方法的网络攻击定位和追踪模型

在网络节点之间存在安全依赖关系的前提下,提出了一个基于贝叶斯方法的网络攻击定位和追踪模型.该模型根据网络节点间的安全依赖关系构造安全依赖树.进而采用贝叶斯方法计算各个节点的攻击因子,并据此确定攻击源和攻击路径.     

基于贝叶斯网络的中堡车站调车作业安全分析

为确保铁路车站调车作业安全,从人员—设备—环境—管理4个方面选出11个风险因素构建指标体系。考虑到调车作业安全风险具有一定的不确定性,采用贝叶斯网络构建调车作业安全风险评估模型,通过Netica软件正向计算确定铁路车站调车作业风险等级,反向推理计算确定影响车站调车作业的最大风险因素,并提出相应的风险管控措施。案例分析表明,中堡车站调车作业风险等级为一般,环境因素和管理因素对车站调车作业安全影响较大,该风险分析方法运用于调车作业安全分析切实可行。     

一种基于贝叶斯网络的故障预测方法

为了研究故障在复杂工程系统中的传播机制,根据关键节点的状态异常信息预测系统发生故障的概率,提出一种基于贝叶斯网络的故障预测方法.根据工程系统自身固有的网络拓扑结构,构建了多层贝叶斯网络模型,利用定性趋势分析法将时间信息融入网络节点中,使得网络具有处理时序信息的能力,便于进行故障传播机理分析和故障预测.提出了基于元器件健康度的根节点故障概率确定方法,针对完备数据集和非完备数据集,选择不同的参数学习方法确定贝叶斯网络的条件概率表,采用多树传播算法进行联合概率推理,由系统根节点运行状态推测其余节点的故障概率.算法在Quanser三自由度四旋翼直升机上进行了仿真应用,结果验证了该方法的可行性和有效性.     

基于直觉模糊贝叶斯网络的高速铁路突发事故态势估计

针对高速铁路突发事故应急决策初期信息不足且不确定的问题以及救援部门应急决策能力的局限性,本文提出了一种基于直觉模糊理论与贝叶斯网络推理相结合的应急决策方法。首先分析了高速铁路突发事件的诱因、事故分类及应急决策的特点和流程,然后利用直觉模糊数表示贝叶斯网络节点的证据信息,给出了直觉模糊贝叶斯网络(IFBN)应急决策模型。最后本文以动车组在高架桥突发火灾事故时进行应急决策为例分别用BN和IFBN进行推理。经过多组推理结果表明,当信息犹豫度较大时,BN推理会产生与实际情况相反的结论,而IFBN克服了此缺点,推理结果仍然准确,验证了利用IFBN推理模型进行应急决策的优越性。     

基于贝叶斯网络的农村电力网故障诊断研究

鉴于贝叶斯网络灵活的因果推理和诊断推理,运用贝叶斯网络方法研究了因保护装置和断路器误动或拒动、通信装置的故障等原因造成的不完备警报信号模式下的农村电网故障诊断新方法.该方法应用Noisy-Or、NoiSy-And节点模型和类似BP神经网络的误差反向传播算法建立了输电线路故障诊断模型,并应用公式推理得出每个元件的故障信任度,根据故障信任度确定元件有无故障.     

基于粗糙集与贝叶斯网络的推理和诊断模型

基于粗糙集知识约简、规则提取的优势和贝叶斯网络强大的推理能力,对决策表进行约简和提取决策规则获取节点关系、节点概率分布等信息,以获取的信息为基础建立贝叶斯网络模型.然后通过贝叶斯网络实现进行高效快速的推理和诊断.实例分析表明,该方法是可行有效的.     

复合型工艺风险评估模型的研究及其现场应用

充分考虑石化装置的复杂工艺特点,建立了基于贝叶斯网络的危险与可操作性研究(HAZOP)、保护层分析(LOPA)、领结分析(Bow-Tie分析)于一体的复合型工艺风险评估模型.首先编制系统故障树,将其映射成对应贝叶斯网络,利用Ge NIe软件实现贝叶斯双向推理进行故障预测和诊断,找出最容易导致事故的风险贝叶斯故障节点;然后运用HAZOP-LOPA集成分析研究该节点参数出现偏差的原因及后果,通过独立保护层失效概率评估风险等级;最后对剩余风险等级较高的事件进行Bow-Tie分析,辨识出使保护层持续有效的关键活动,进而控制后果严重的工艺安全事故.以辽河石化公司的延迟焦化装置为例对该风险评估模型进行了现场应用.     

贝叶斯网络的对地攻击无人机自主能力评估

作战任务条件下评估对地攻击无人机自主能力，是无人机作战使用亟待解决的关键问题之一。针对对地攻击无人机作战流程与特点，选取感知探测、规划决策、作战执行、安全管理和学习进化5个紧密贴合其作战运用特点的自主能力影响因素，构建面向全任务过程的对地攻击无人机自主能力评估指标体系。基于贝叶斯网络建立自主能力评估模型，利用改进熵权法确定根节点的先验概率，并运用贝叶斯软件Netica进行实例仿真。针对对地攻击无人机任务前、任务中和任务后的自主能力，利用因果推理、截断分析推理和影响因素推理3种推理模式进行仿真验证及推理分析，根据仿真验证结果给出了各个阶段自主能力的动态调整建议。     

ANP模糊综合评价法在地下铲运机作业中的应用

 对地下铲运机作业安全进行科学客观的评价,可有效降低人员、设备、环境以及管理因素导致的事故发生频率,提高地下铲运机作业的安全水平。运用ANP模糊综合评价方法,以地下铲运机作业的人-机-环境-管理系统为研究对象,对影响地下铲运机作业的安全因素进行系统分析,并结合某金属矿山的实际情况,构建地下铲运机作业安全状况的评价指标体系,确定一级和二级指标的权重。模糊综合评价结果显示:目标层-地下铲运机作业是不安全的,需要采取相应的安全措施以降低危险因素的发生。研究结果论证了该方法的科学性和有效性,可为地下铲运机作业中的风险控制和管理提供参考。     

基于模糊集和改进DS证据理论的危化品道路运输体系贝叶斯网络风险分析

针对危化品道路运输体系中影响因素信息的不确定性和专家知识推断贝叶斯网络中条件概率表时存在的主观性,提出了一种将模糊集和改进Dempster/Shafer证据理论（DS证据理论）、贝叶斯网络结合在一起的危化品道路运输体系的风险评价方法。根据危化品道路运输体系的影响因素建立了相应的风险评价体系,确定各层级的评价指标。将专家对各评价指标的评价意见代入高斯型隶属度函数构造隶属度矩阵,进行改进DS证据理论数据融合,得到多位专家评价意见融合后的概率值分布。利用贝叶斯网络的推理功能,得出危化品道路运输体系的风险等级和其中各评价指标的概率值分布,找出体系薄弱环节并进行分析。以沈阳某危险货物托运有限公司为例进行研究,结果表明该公司中危化品道路运输体系的风险值为0.611 8,风险等级为较危险（V₂）,其中人员因素概率（60%）和管理因素概率（52%）所占权重较大,需要公司重点关注并加强管理。     

基于贝叶斯网络的核电厂安全系统可靠性分析

 针对核电厂改进的辅助给水系统（ASG）,研究了基于贝叶斯网络的系统安全评价方法。通过故障模式与影响分析构建ASG系统可靠性框图,根据可靠性框图与贝叶斯网络的映射关系,建立ASG系统贝叶斯网络,利用网络推理计算事件发生概率,对系统进行了可靠性分析。研究结果表明,该方法通过贝叶斯网络的正向推理、反向推理和双向推理,能够计算任意节点事件的发生概率,表征设备多态失效模式和获得更多评估信息,与传统的故障树方法相比,具有更强的分析能力和更接近实际,适用于核电厂安全系统的可靠性评价,且具有一定的优越性。     

双车道公路路侧环境客观安全性评估模型

为了客观评价路侧安全性,从车辆驶入路侧可能性与路侧本体特征安全性两个层次建立路侧环境客观安全性评估模型.将影响路侧安全性的各种路侧本体客观特征指标进行层次划分,在国内外研究成果和一定的调查数据统计分析基础上,确定了各指标安全性等级界定标准,并利用模糊评判方法计算路侧客观特征危险指数.考虑影响车辆侵入路侧的交通组成、线形、路基宽度与路面状况4个客观指标,利用贝叶斯网络方法计算车辆侵入路侧概率.以路侧客观特征危险指数作为X轴,车辆侵入路侧概率作为Y轴构成的平面区域基础上,利用模型综合评价指标作为定量指标进行安全等级划分.研究成果可为路侧安全改进工程方案提供决策依据.     

基于组合赋权的暴恐转向风险预测研究

研究群体性事件演变过程中的冲突升级引发暴恐转向的风险，对维护国家安全和社会稳定具有重要意义。本文提出基于词频-逆文档频率(Term Frequency-Inverse Document Frequency, TF-IDF)及三角模糊数(Triangular Fuzzy Number, TFN)的组合赋权法，并融合贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)构建风险转向预测模型。首先，通过分析促使事件态势演变的影响因素，建立暴恐转向指标体系，利用TF-IDF方法对社交媒体文本数据中的代表性高频词汇进行筛选和分类，计算对应指标的客观权重。其次，结合TFN和德尔菲法设计调查问卷，采用全积分值法对专家小组评判结果进行解模糊化处理，得到指标的主观权重。再次，根据博弈论组合赋权法得到综合权重，融合BN概率推理模型，预测发生暴恐转向的概率。最后，利用反向推理得出影响因素的后验概率，分析引发暴恐转向的主要因素，为相关部门采取针对性措施提供理论参考。实例结果显示暴恐转向风险的预测概率为81%,与实际事件态势发展情况相符，验证了本文模型对群体性事件态势发生暴恐转向风险具有可行、准确的预测。     

基于CREAM和不确定推理的人因可靠性分析方法

提出了一种基于认知可靠性与失误分析方法（CREAM）和不确定性推理的适用于海洋工程的人因可靠性分析方法．首先根据海洋工程的作业环境特点,对共同绩效条件（CPC）进行了修正．之后为解决CREAM本身固有的不确定性,利用模糊数学原理实现CPC评价的模糊化,再基于CREAM的分析流程建立91叶斯网络,完成由CPC得到控制模式的推理过程,并证明贝叶斯网络的建模效率要高于模糊模型．由贝叶斯网络输出控制模式的隶属度,再通过去模糊化的方式计算得到人误概率．最后,针对某平台的实例分析结果证明该方法能够提高计算的精度．     

深远海恶劣海洋环境下溢油回收作业的风险评估方法

为了更科学合理地对深远海恶劣海洋环境下溢油作业进行综合风险评估,建立了一种多层耦合关系视角下的安全屏障绩效评估模型,基于各类安全屏障的特点,分别采用适宜的绩效评估方法,计算各类屏障的绩效水平,精细展现各类风险因素对系统整体安全状态的影响程度,量化深远海恶劣海洋环境下溢油回收作业的安全风险等级。结果显示,深远海恶劣海洋环境下溢油回收作业整体风险处于较高等级。从屏障层次细化角度来看,人员管理屏障与环境屏障风险等级处于较高风险,设备屏障风险处于中等风险。同时,针对各层屏障中定量挖掘出的较高风险因素,提出针对性的安全管控措施,也为其他类型的深远海救助作业风险评估提供有益借鉴。     

基于风险矩阵和层次分析法的深水气井测试作业风险评估

为有效梳理深水气井测试作业风险,分析了深水测试作业中潜在的主要风险,将深水测试风险划分为井况与环境风险、井筒与设备失效风险和操作与管理风险3个风险评价单元,确定了深水测试作业风险评估的33个评价指标,建立测试作业的完整性评价模式。结合风险矩阵法和层次分析法(analysis hierarchy process, AHP),确定了各评价指标发生风险的严重程度与可能性以及相对权重值,通过计算深水气井测试作业的风险度得到对测试作业风险等级的划分,并将其应用于某深水气井测试作业的风险评估。