故障树分析中底事件排序问题的研究

基于BDD的故障树分析方法是先将故障树转换为BDD,而后进行分析.在转换的过程中,底事件的排序尤其重要,直接影响到后面的分析.研究了底事件的排序问题,将运用于数字电路的化简方法运用底事件的排序中,实例证明,可使转换后的BDD结点数比采用随机的底事件顺序产生的BDD的结点数减少一半以上,甚至可以减少到最少.     

一种用于多故障诊断的改进二元决策图算法

在将故障树转化为二元决策图(BDD)的构件连接法规则中,加入了两项新的规则以保证最终的合成BDD具有唯一的结构.通过比较具有相同结构重要度的割集概率,从而确定需要检测故障源的排序.该方法可用于对具有独立底事件的数字系统进行多故障诊断.由于无需确定底事件顺序和最小割集,该方法比传统故障树诊断方法具有更高的效率,并且更适合于在计算机上实现.     

二元决策图BDD在话务故障分析中的应用①

针对移动网络通话问题日益严重,需要建立一个故障树分析（FTA）模型。利用BDD技术分析各个基本事件的结构重要度、概率重要度和临界值重要度。基本事件的排序对故障树生成的BDD节点个数有直接影响,以及节点的结构重要度和概率重要度都有影响。采用相邻底事件优先排序法,能够尽量减少BDD节点个数和对重要度的影响。利用BDD法比传统FTA法计算的重要度数值更接近,计算效率更高。     

BDD算法在接触网失效风险评估中的应用

准确衡量与分析接触网系统失效的可能性与后果严重程度,并及时评估其失效风险,为制定风险控制措施提供理论依据。首先建立接触网失效故障树,然后由ITE规则生成BDD结构。通过自上而下递归访问BDD结构各结点来计算顶事件风险、基本事件的Birnbaum重要度和关键重要度。根据BDD算法编制C#程序,可得到接触网失效事故的发生概率和引发事故的关键因素。与割集方法相比,BDD方法不但能得到顶事件发生概率和基本事件重要度的精确值,而且计算速度快,过程简便。     

基于BDD的关联故障树定量分析法研究

利用二元决策图(BDD)中的B—割集和节点概率,提出了基于BDD的关联故障树定量分析新算法。推导了故障树顶事件发生概率和绝对失效强度算法公式,将故障树顶事件发生概率和绝对失效强度计算结合起来,避免了复杂的最小割集和不交化求解过程,显著地减少了布尔代数运算量,给出了算法递归步骤。大量的实例分析验证了此算法的工程实用性。     

优先级边排序策略及其性能分析

网络可靠度BDD分析的计算复杂度与BDD尺度线性相关,而BDD尺度依赖边排序策略,边排序问题是BDD网络可靠度分析的重要问题。从网络结构特性出发,设计了优先级边排序策略并深入研究了在该策略下不同排序起点对BDD尺度的影响。实验结果表明:源点和网络中心不是高性能排序起点,最佳排序起点分布在网络边缘,网络中心点为最差排序起点。该结论可为揭示边排序影响BDD尺度的本质以及研究高效启发性边排序策略提供重要参考依据。     

故障树转化为二元决策树的算法研究

故障树分析法在实施过程中会遇到计算量大的问题,二元决策图是解决这个问题的一种新途径。故障树转化为二元决策图涉及的一个关键问题就是对基本事件的排序,但是基本事件排序是一个NP问题。为了解决这个问题提出了一个将故障树转化为二元决策图的启发式算法,此算法既避免了基本事件排序这个难题,同时又充分考虑了故障树的具体结构,使得到的二元决策图尽量的简单。     

基于故障树的无线传感器网络可靠度符号计算

以无线传感器网络（WSN ）中应用通信可靠性（ACR）为背景,利用故障树模型中的事件元素与逻辑门元素,建立基于故障树的WSN可靠性结构。为降低WSN可靠度计算的复杂性,给出从WSN可靠性结构转换到二元决策图BDD结构的算法,利用BDD算法优化计算过程。以分层簇型网络中可用路径以及节点冗余下的应用通信可靠性问题为例,给出其可靠性结构,利用CUDD软件包给出用递归方法实现构建基于故障树的WSN可靠性结构的BDD算法,计算以上两种情况下的WSN可靠度。实验结果表明,该方法具有可行性。     

一种新的启发式边排序策略及其性能分析

网络可靠度BDD分析方法的计算复杂度与BDD尺度线性相关,而BDD尺度严重依赖边排序质量。由于求解最优边排序是一个NP问题,在实际应用中,通常采用启发式边排序策略如BFS（Breadth First Search）和DFS（Depth First Search）。针对边排序问题,从分析基于边界集（Boundary Set）的BDD构建方法BDD BS出发,将边界集思想应用于边排序过程,提出了一种新的启发式边排序策略。性能分析和大量实验表明,新设计的边排序策略性能优于经典的DFS和BFS策略,该结果为网络可靠度BDD分析方法在大规模网络中的应用拓展了新的空间。     

一种基于动态故障树的SBDD方法

在分析基于Pandora的动态故障树时,SBDD方法未考虑各底事件间复杂的关系,造成生成的SBDD中存在无效分支,即计算的不交化割集中存在无效割集。针对该问题,提出了一种基于动态故障树的SBDD方法,可以动态删除无效节点,避免无效分支的产生。该方法主要包括两个方面:基于结构式排序方法的关系式排序方法和动态优化SBDD生成算法。关系式排序方法的基本思想是利用故障树的结构关系和底事件间的关系给底事件赋予不同的排序优先级。在底事件排序队列的基础上,使用动态优化SBDD生成算法来生成SBDD。在计算过程中,该算法动态删除无效的节点,使结果中不存在无效割集。实验结果表明,在相近的时间内,使用基于动态故障树的SBDD方法生成的SBDD规模更小,不交化割集数目更少且不存在无效割集。     

实现非单调关联故障树PIS的联合技术

采用“非正规”二元决策图（BDD）技术获取最小形割集 (MCS)可能存在掩盖非单调底事件作用的弊端”。以“继承”关键技术为基础,提出了用统一编码的“正规”BDD技术来获取非单调关联故障树的MCS。结合Q-M算法,研究了联合获取非单调关联故障树的质蕴涵集(PIS)的完整过程。实际例证表明,所述方法不但能够准确地析出非单调关联故障树的MCS,而且能够自动地获取其PIS。     

一种适用于具有相互依赖基本事件和重复事件的动态故障树独立模块识别方法

为减小时间开销,动态故障树经常被模块化分解为独立的静态子树和独立的动态子树,然后分别使用二叉决策图和马尔卡夫模型求解;其中的一个关键问题便是识别具有相互依赖基本事件和重复事件的动态故障树中所有的独立模块和最小独立模块.文中提出了一个基于亲戚依赖关系的独立模块识别方法IIMKDR,该方法将故障树按照其事件之间的依赖关系转换为依赖树;基于面向对象思想,为依赖树及其节点构建对象;通过对各节点对象属性的分析,得出独立模块集并进而求出最小独立模块集.最后对IIMKDR方法进行了理论分析和实验验证,分析表明该方法适用于具有相互依赖基本事件和重复事件的动态故障树独立模块识别.与其它方法从多个角度所进行的实验对比显示,当故障树没有相互依赖基本事件和重复事件时,该方法的开销略高于其它方法;当故障树具有相互依赖基本事件和重复事件时,该方法能够正确识别其中所有的独立模块,而其它方法不具备这样的功能.     

PMS故障树分析中的变量排序策略库研究

研究阶段任务系统(PMS)故障树变量排序方法。构造一个包含10种不同排序策略的策略库,基于实例基准测试对策略库中的单个策略进行平均性能分析,并在此基础上对策略库本身进行互补性和完备性分析。实例分析表明,应用该策略库可以为各种结构特征的大规模PMS故障树快速有效地生成系统二进制决策图。     

动态故障树的不交化定量分析方法

动态故障树被广泛应用于动态系统的可靠性分析中,其中割序描述了系统的失效模式,割序集的不交化可以简化顶点失效概率的求解,目前还没有有效的适用于动态故障树的不交化定量分析方法.提出了一种不交化定量分析方法:在割序的基础上融入时序逻辑提出扩展割序的概念,其与以往类似概念相比增强了表达能力;根据基事集和时限集分解最小扩展割序集,将其转换成不交化扩展割序集;再将不交化扩展割序转换成标准扩展割序,然后对其各割项进行冲突检测、时限集精简、基事集拓扑排序,以对标准扩展割序进行量化计算;并对该方法所涉及到的算法进行了详细的证明和时间复杂性分析.最后将其应用到一个案例中,并同基于inclusion-exclusion规则的MCS方法进行了对比,实验结果显示该方法的时间开销明显降低.该方法可以获得动态故障树的不交化扩展割序集,降低求解时间开销.     

一种容错系统可靠性分析方法

传统的故障树分析（Fault Tree Analysis,简称FTA）方法是一种基于静态逻辑或静态故障机理的方法,但这种方法对容错系统的可靠性分析已不适用。引入一种新的逻辑门,应用动态故障树分析技术,是解决容错系统的可靠性分析问题的一种有效途径。本文在故障树模型中引入了一种带有公用备件的热备件逻辑门,并给出了这种逻辑门转化为为马尔可夫链的方法。这种具有动态特性的逻辑门引入后所形成的动态故障树模型,扩展了传统故障树对容错系统可靠性分析的适用性。文章以某装备的电子设备系统为例,给出了用这种方法建立的动态故障树模型及其计算系统可靠度的方法和分析结果。     

一种利用故障树对系统手动复位故障的分析与排除

故障树分析法是产品故障分析中常用的一种分析方法,它具有很大的灵活性,可以根据图形演绎的方法清晰地分析出系统的各种故障状态。在科研生产中,故障树被技术人员广泛应用于故障分析的过程中。本文以一例系统手动复位故障的分析与排除为例,详细阐述故障树的原理及实际使用。