基于故障树及贝叶斯网络的继电保护系统风险评估及故障定位方法

继电保护系统故障树是保护系统危险性辨识和评价的重要工具.针对故障树顶级事件发生率难以精确获取、故障树不能进行反向推理等不足,提出基于故障树和贝叶斯网络的继电保护故障风险评估方法:正向上,依据保护实时运行数据确定贝叶斯网络根节点(对应故障树基本事件)故障状态,结合贝叶斯网络推理给出贝叶斯网络叶节点(对应故障树顶级事件)的故障概率,实现保护系统的先验风险预测;反向上,由贝叶斯网络叶节点故障,结合贝叶斯条件概率公式,计算贝叶斯网络根节点的故障概率,实现故障原因的后验定位及溯源.所提方法为提高保护系统可靠性和进行故障诊断提供依据.     

基于贝叶斯网络的土石坝可靠性分析

提出采用贝叶斯网络方法来分析大坝的可靠性问题.首先简要地介绍了贝叶斯网络方法的基本原理和建模方法,将贝叶斯网络方法和故障树方法进行了比较,并给出了故障树向贝叶斯网络转化的基本步骤.定义了贝叶斯网络中节点的重要度因子,并给出了相应的计算公式.最后以土石坝为例,根据土石坝的失效机理建立了土石坝可靠性分析的贝叶斯网络模型,并对溃坝原因进行了重要度分析.结果表明,贝叶斯网络能够有效地进行大坝可靠性分析,它能够更直观地表示大坝失事的因果关系,且贝叶斯网络能够方便地解决共因失效问题.故障树可以方便地转化为相应的贝叶斯网络模型.贝叶斯网络节点的重要度分析结果为制定有效的大坝失事概率控制措施提供了理论依据.     

冰雪路面下高速公路事故及严重程度影响因素分析

为准确识别冰雪路面下高速公路事故致因因素及严重程度影响因素,构建了基于故障树和贝叶斯网络的综合模型.在转化后的贝叶斯网络中增设3条有向弧,并根据事故严重程度将叶节点分为3种状态,对叶节点的条件概率表进行更新,基于构建的综合模型进行贝叶斯网络逆向推理和敏感性分析.结果表明:能见度低、不良天气(雨、雪、雾)、货车、夜间无照...     

基于贝叶斯网络的土石坝可靠性分析

提出采用贝叶斯网络方法来分析大坝的可靠性问题．首先简要地介绍了贝叶斯网络方法的基本原理和建模方法，将贝叶斯网络方法和故障树方法进行了比较，并给出了故障树向贝叶斯网络转化的基本步骤．定义了贝叶斯网络中节点的重要度因子，并给出了相应的计算公式．最后以土石坝为例，根据土石坝的失效机理建立了土石坝可靠性分析的贝叶斯网络模型，并对溃坝原因进行了重要度分析．结果表明，贝叶斯网络能够有效地进行大坝可靠性分析，它能够更直观地表示大坝失事的因果关系，且贝叶斯网络能够方便地解决共因失效问题．故障树可以方便地转化为相应的贝叶斯网络模型．贝叶斯网络节点的重要度分析结果为制定有效的大坝失事概率控制措施提供了理论依据．     

基于贝叶斯网络柔性多状态开关可靠性建模与分析

为了精确建立柔性多状态开关可靠性模型并挖掘元件可靠性的薄弱环节,提出了基于贝叶斯网络对柔性多状态开关可靠性建模的方法。首先基于不同故障特征,采用马尔科夫过程建立了多状态可靠性模型。而后,分析了MMC拓扑结构,依据故障影响关系,建立了MMC的故障树,利用故障树中的事件和门规则构造贝叶斯网络。通过算例验证模型正确性,采用大量数据仿真结合贝叶斯反向推理功能,找出了系统的薄弱环节,分析了子模块冗余度对多状态开关的影响。研究成果可为后续多状态开关在配电网中的应用提供支撑。     

多因素耦合作用下飞行人因失误机理研究

飞行人因失误内在机理研究是提升飞行安全水平的基础性工作.结合故障树和贝叶斯网络理论,以历史典型飞行人因失误不安全事件研究数据为基础,对飞行人因失误机理进行研究.首先采用故障树对导致系统失效的多个风险因素进行辨识和定性分析,然后再将故障树转化为贝叶斯网络模型,得出中间事件和顶事件相对发生概率,定量评估飞行人因失误导致不安全事件的系统层次结构.通过综合使用两种理论方法,得到系统失效路径、薄弱环节,为制定飞行人因失误防范措施和提高飞行安全水平提供一定参考.     

基于贝叶斯网络的盘式刀库故障分析

针对刀库故障模式多样、故障原因不明的问题,基于刀库故障树分析,建立了盘式刀库系统贝叶斯网络,并利用一批故障数据求解网络节点的先验概率与条件概率.由贝叶斯网络节点重要度分析发现,刀盘电机、刀臂定位键及刀臂本体为盘式刀库的可靠性薄弱环节.此外,由贝叶斯父节点后验故障概率分析发现,换刀组件、储刀组件故障是造成刀库掉刀的主要原...     

贝叶斯网络在多态系统可靠性分析中的应用

针对多态元件组成的二态系统可靠性定量分析的难点,提出了一种基于贝叶斯网络的分析方法.该方法首先将多态故障树转化成贝叶斯网络,然后利用该网络计算各事件发生概率和元件重要度.同时利用该贝叶斯网络还可以得到其他一些有意义的结果,可用于系统故障诊断和实时监控.通过一个供电系统实例说明了该方法的有效性.     

一种解决组合爆炸问题的三态故障贝叶斯网络

针对传统故障贝叶斯网络在可靠性分析以及故障诊断领域存在的组合爆炸问题,提出了一种三态故障贝叶斯网络建模方法。通过将传统的失效分为"物理故障"和"正常却不工作"2种模式,提出将串联系统中元件以及"或"门下的事件转换为包含正常状态以及上述2种失效模式的三态节点,取代仅有正常和失效2种状态的传统模型节点。在此基础上深入分析了构建三态故障贝叶斯网络模型的方法。最后建立了某型飞机左侧交流电源系统的三态故障贝叶斯网络并进行了深入分析。理论和实例分析均表明,建立的三态故障贝叶斯网络在减少模型参数的同时可有效避免"或"门引起的组合爆炸问题,为串联系统和"或"门占优的系统提供了一种新的故障贝叶斯网络建模手段。     

基于贝叶斯网络的缺失数据处理

针对贝叶斯网络的数据缺失问题,提出了一种数据修补方法,该方法通过使用一个评分函数来对节点各个状态分别进行评分,得出各个状态对于所属的贝叶斯网络的得分,即各个状态与所属贝叶斯网络的匹配度,最终确定要补充数据的状态.实验证明,此方法可以在贝叶斯网络结构学习或者推理之前对数据进行修补,使其成为完整的数据,有效提高缺失数据的利用率.     

基于节点感知信任度模型的无线传感网络事件检测方法

事件区域检测是无线传感器网络在复杂环境感知中的一项重要应用,然而节点受到环境中多种不确定性因素(如温度、湿度、硬件条件等)的影响导致其感知数据出现错误,降低了节点对事件检测的准确度. 根据邻近节点之间的感知信息存在一定的空间相关性,提出一种基于网络拓扑的节点感知信任度模型,在此基础上每个节点将自身感知信息与邻居节点交换信息相结合,建立贝叶斯事件检测容错模型,计算事件发生的预测概率,同时确定事件发生的最优阈值,节点根据概率预测结果与最优阈值相比较对事件发生做最终决策. 仿真结果表明,与典型的贝叶斯最优阈值容错算法相比,在节点故障率为25%的情况下,所提算法可将错误节点修正率由65%提高到78%;而在节点故障率为30%的情况下,所提算法可将错误节点修正率由50%提高到70%,体现出了良好的容错性能.     

基于小波和贝叶斯网络的智能建筑供配电系统故障诊断研究

为提高智能建筑供配电系统故障诊断效率和精准度,提出了一种基于贝叶斯网络与小波变换的故障诊断方法。首先,从理论上对智能建筑供配电网络拓扑结构进行详细分析,然后利用小波变换原理对故障信息中的开关量和电气量进行筛选重组,最后运用贝叶斯网络对筛选重组后的故障信息进行建模分析,得出故障诊断结果。具体介绍了故障信息中电气量和开关量提取过程,针对现有智能建筑供配电系统的故障特点,给出了相应恢复策略,以IEEE⁃39多节点复杂电力故障系统为例进行仿真研究。结果表明,所提方法的故障诊断结果快速性和准确性更高。研究成果对智能建筑供配电网络的故障诊断研究工作具有重要参考价值。     

面向多跳无线自组织网络的安全信任模型

针对大规模无线自组织网络中可能存在的自私节点问题以及恶意节点问题,提出一种基于贝叶斯理论的安全信任模型BTM(Bayesian-based trust model)。在BTM模型中,节点通过对邻近节点的自私或者有害行为进行监测,基于贝叶斯理论对这些直接观测数据进行分析,得到间接判定数据;然后通过节点间间接判定数据的进一步贝叶斯处理,得到节点的信任度,基于此信任度可对网络中的不良节点进行判定。仿真结果表明:BTM算法可对无线网络中的恶意攻击节点、自私节点进行较为准确的判定,能够为网络入侵检测系统、安全路由协议提供有效支持,从而有效提高多跳无线自组织网络的安全性,具有较高的实用价值。     

朋友关系网络的实证统计研究

为了探究节点的动力学行为如何对网络拓扑结构造成影响,构建了4个节点相同但拓扑结构不同的朋友网络. 对比研究发现,普通朋友网络是一个小世界网络,但随着朋友关系亲密度的增加,网络拓扑结构由连通到不连通,平均度和集聚系数在减少而平均路径长度在增加. 此外,前3个网络的度相关性呈现负相关.     

融合用户行为同步指标的链路预测研究

现有链路预测方法大多基于网络结构相似性及连边的权重特征,没有有效挖掘连边权重形成的时序信息。考虑到两个节点行为的时间同步性往往是由于两个节点存在链接造成的,因此在网络结构的重构研究中通常利用节点的行为同步性来反推它们之间是否存在链接关系。该文尝试将节点同步性信息这一网络重构的方法引入链路预测领域,提出一种网络拓扑相似性上融合节点行为同步指数的链路预测算法。经过两类6种真实网络数据的比较分析,发现该算法可有效提高链路预测准确率,相比现有方法,Precision指标提高了15.3%～68.2%。该研究不仅发现节点局域结构相似性和节点行为同步指数对链路预测的共同影响,也揭示了不同类别真实加权网络的内在结构和动态特征。     

一种等张力空间索网结构找形方法

为设计出质量小、结构稳定的空间索网天线结构,给出了一种等张力索网结构找形的坐标迭代算法.将索网上的各节点看做只能在理想反射面上移动的点,并规定各段绳索中的张力是恒定的.各节点在合力的作用下运动,当作用在各节点上的合力逐渐减为零时,索网结构到达一种平衡状态,根据这一平衡状态可求出各段绳索的无应力长度.使用该算法对环形桁架索网天线计算模型进行了找形计算,并使用有限元法对找形得到的平衡状态进行验证,证明了该算法的正确性和可行性.同时将找形结果与极小范数法、等力密度这两种找形算法的结果进行了比较分析.分析结果表明,使用等张力找形算法得到的索网结构绳索张力的均匀性最好.文中所提的等张力找形算法可用于空间索网结构的找形.     

基于子图交互关系的网络结构增强算法

已有研究基于子图交互关系构造子图网络来实现网络结构增强,然而其算法复杂度高.鉴于此,基于不同阶子图网络的拓扑属性分别对原始网络进行赋权,得到一阶和二阶加权网络,以权重的形式直观体现子图交互关系.同时,这两种加权网络的权重可以直接通过原始网络的拓扑结构计算得出,从而避免了子图网络的构造过程,大大降低了算法复杂度.最后,以...     

一种新的无线Ad hoc网络群头生成算法

从网络安全的角度出发提出了一种新的群头选择算法,并结合相应的负载平衡措施改善该算法的性能。该算法以图论为理论背景,使用Kruskal算法求出无线Ad hoc网络拓扑结构的最小生成树,在最小生成树上生成群,确保群内结点间通讯的代价保持在一个较低的水平。该算法采取的负载平衡措施最大限度地延长了群头的生命周期,并可在新老群头交替时保持整个网络的稳定性。