有限制条件的异类元件构成系统的元件维修率分布确定

为了研究不同类型元件组成系统后,元件各自的维修率;同时考虑工作环境因素对维修率的影响,提出了元件维修率分布的概念。元件维修率分布是通过将SFT中故障概率分布代替Markov链中失效率实现的。给出了不同元件组成的并联和串联系统的元件维修率分布推导过程。实现维修率分布的计算关键在于状态转移概率 范围的确定,及不同元件故障率与维修率的比值,即为计算过程所需的限制条件。给出了 范围和比例限定的计算方法和依据。对一个混联系统进行分析,说明了 范围依赖于系统结构并计算得到 ,也得到了系统中三个不同元件的维修率分布。     

云化元件区域重要度的构建与认识

为了使SFT中的相关概念和计算式更便于应用,且能表示原始故障数据的不确定性,使用云模型对SFT的相关概念进行云化。论文是云化环节中的一部分,即云化元件区域重要度,包括云化元件区域概率重要度和云化元件区域关键重要度。云化后的元件区域重要度能充分反映数据的模糊性、随机性和离散性,并且其计算过程较原方法更为实用。应用SFT一贯算例,结果表明各元件的云化元件区域概率重要度和云化元件区域关键重要度排序相同,即 。最后论述了云化元件区域重要度的必要性和意义。     

基于吸收Markov链的网络入侵路径分析方法

从攻击者角度对网络进行入侵路径分析对于指导网络安全防御具有重要意义。针对现有的基于吸收Markov链的分析方法中存在的对状态转移情形考虑不全面的问题和状态转移概率计算不合理的问题,提出了一种基于吸收Markov链的入侵路径分析方法。该方法在生成攻击图的基础上,根据攻击图中实现状态转移所利用的漏洞的可利用性得分,充分考虑了非吸收节点状态转移失败的情况,提出了一种新的状态转移概率计算方法,将攻击图映射到吸收Markov链模型;利用吸收Markov链的状态转移概率矩阵的性质,计算入侵路径中节点的威胁度排序和入侵路径长度的期望值。实验结果表明,该方法能够有效计算节点威胁度排序和路径长度期望;通过对比分析,该方法的计算结果相比现有方法更符合网络攻防的实际情况。     

转移概率未知下具有双Markov 链的网络控制系统控制器设计

研究一类基于Markov模型的网络控制系统的稳定性和镇定控制器设计问题.针对网络控制系统中受控对象模型的随机切换和通信过程中的丢包问题,利用具有两个独立Markov链的离散时间Markov跳跃系统进行建模.在该Markov跳跃系统模态转移概率矩阵部分元素未知的情况下,充分考虑转移概率的约束条件,给出系统可镇定的充要条件和状态反馈控制器的设计方法.最后通过仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

基于Markov模型的可维修双机热备系统可靠性分析

为了综合考虑维修性、故障检测率及共因失效对双机热备系统可靠性的影响,利用马尔可夫模型对可维修双机热备系统进行可靠性分析.由系统状态转移关系建立双机热备系统的状态转移图,由于备用单元发生不可测失效时不能及时对其进行维修,提出在状态转移图中增加一个状态来区分此种降级工作状态.根据状态转移图得到系统状态转移方程并借助Matlab对其进行求解,得到故障检测率、失效率、维修率与共因失效因子为不同取值时的系统状态概率图.分析结果表明,维修率对可维修双机热备系统达到平稳状态所需时间贡献较大,系统工作状态概率值与故障状态概率值则由故障率与修复率的比值、故障检测率及共因失效等因素共同决定.     

基于Markov链模型的MANET连通性分析

提出一种基于Markov链模型的移动Ad hoc网络（MANET）连通性分析方法。建立节点可靠性分析的Markov链模型,使之便于计算节点的可靠性概率。基于此,建立网络剩余节点数以及故障节点数状态转移的Markov链模型,并推导出计算节点随机网络连通概率的公式。通过Matlab仿真验证了理论分析的正确性。     

基于系统调用和齐次Markov链模型的程序行为异常检测

异常检测是目前入侵检测领域研究的热点内容.提出一种新的基于系统调用和Markov链模型的程序行为异常检测方法,该方法利用一阶齐次Markov链对主机系统中特权程序的正常行为进行建模,将Markov链的状态同特权程序运行时所产生的系统调用联系在一起,并引入一个附加状态;Markov链参数的计算中采用了各态历经性假设;在检测阶段,基于状态序列的出现概率对特权程序当前行为的异常程度进行分析,并根据Markov链状态的实际含义和程序行为的特点,提供了两种可选的判决方案.同现有的基于隐Markov模型和基于人工免疫原理的检测方法相比,提出的方法兼顾了计算成本和检测准确度,特别适用于在线检测.该方法已应用于实际入侵检测系统,并表现出良好的检测性能.     

基于高阶Markov链的重大决策社会风险变权集对预测模型

为提高政府对重大决策社会风险的治理能力,基于高阶Markov链理论,借助变权方法和集对分析方法,构建重大决策社会风险预测模型.首先,将重大决策前后的社会风险指标状态集组成集对;然后,利用指标变权计算不同时刻的集对联系度和状态转移概率矩阵,以克服传统常权无法反映指标值次序重要性的问题;最后,利用更接近客观实际的高阶Markov链预测集对联系度,并进行社会风险态势分析,其中Markov链的高阶系数根据状态转移概率矩阵间的相似度计算.以某市PX项目决策为例进行方法验证和比较,结果表明所构建模型与传统模型相比,可以更有效、准确地对重大决策社会风险进行预测.另外,通过实例研究发现,专家的风险态度对短期的分析和预测影响较大,而对长期的分析和预测影响较小.     

基于Monte Carlo方法的自适应多模型诊断

多模型混合系统的模型切换服从有限状态的Markov链,其转移概率通常假定是已知的.当模型转移概率未知的时候,本文基于Monte Carlo粒子滤波器给出了混合系统状态估计的一种自适应算法.该算法假定未知的转移概率先验分布为Dirichlet分布,首先通过采样得到一组模型序列的随机样本,利用其中状态的转移次数计算先验转移概率,使用量测信息对样本更新选择后,获得模型转移概率的一种迭代的后验估计值,同时由粒子滤波器得到系统状态和模型概率的后验估计.将该方法用于混合系统的状态监测和故障诊断,仿真结果表明了算法的有效性.     

基于漏洞动态可利用性的网络入侵路径分析方法

现有的网络入侵路径分析方法未考虑漏洞的动态特征,且在描述漏洞利用导致的状态转移时,未考虑漏洞利用失败的情形。通过建模漏洞可利用性随时间的变化,文章提出一种改进状态转移概率计算方法的吸收Markov链模型。该模型结合网络攻防实际,考虑漏洞利用失败的情形,合理计算状态转移概率:首先对目标网络生成攻击图,在计算漏洞动态可利用概率的基础上,构建吸收Markov链;然后利用状态转移概率矩阵的性质,计算状态节点威胁度排序、入侵路径长度期望和路径成功概率,并在时间维度上进行分析。实验分析表明,文章方法相比已有方法在节点威胁度排序上更准确,对入侵路径长度期望和路径成功概率的计算更加符合网络攻防实际。     

具有马氏相依和维修有优先权的线性相邻2/n(F)可修系统

研究了一个线性相邻2/n(F)可修系统.假定每个部件的工作时间和维修时间均为 负指数分布,且故障部件能够修复如新,但系统中的部件是马氏相依的.利用广义转移概率的 定义和关键部件优先维修的规则,求得了该系统的状态转移概率.当n已知时,获得了该系统 的一些重要的可靠性指标.     

SFT中的因素作用路径与作用历史

为了描述SFT中系统或元件在不同工作环境状态下经历变化的特征,提出了因素作用路径和作用历史的概念。作用路径描述系统或元件在不同工作状态变化过程中所经历状态的集合。作用历史描述经历作用路径过程中的可积累状态量。给出使用作用路径和作用历史分析问题的步骤。列举一例子,计算在设定条件下的元件维护成本。计算作用路径分别为AB和ACB两种,作用历史中使元件故障概率等于20%的维护成本,该维护成本是通过调整使用时间t和使用温度c产生的。最后给出以实例为背景的作用历史计算方法的不足、面临的问题和可能的解决方法。     

基于集对分析的SFT特征函数重构及性质研究

为研究系统功能状态中确定(可靠及失效)和不确定状态之间的关系,本文提出使用联系数重构空间故障树(space fault tree,SFT)的特征函数.确定和不确定状态使用二元联系数特征函数;可靠、不确定和失效状态使用三元联系数特征函数.本文论述了使用集对分析思想研究系统功能状态的可行性,得到了元件故障概率分布和系统故障...     

离散时间单重休假冷储备系统的可靠性分析

利用离散向量Markov过程方法研究了离散时间单重休假两同型部件冷储备可修系统。在部件寿命服从几何分布,修理时间和修理工休假时间服从一般离散型概率分布的假定下,引入修理时间和休假时间尾概率,求得了系统的稳态可用度、稳态故障频度、待修概率、修理工空闲概率和休假概率,以及首次故障前平均时间等可靠性指标。     

Performance evaluation of subsea BOP control systems using dynamic Bayesian networks with imperfect repair and preventive maintenance

The work presents a dynamic Bayesian networks (DBN) modeling of series, parallel and 2-out-of-3 (2oo3) voting systems, taking account of common-cause failure, imperfect coverage, imperfect repair and preventive maintenance. Seven basic events of one, two or three component failure are proposed to model the common-cause failure of the three-components-systems. The imperfect coverage is modeled in the conditional probability table by defining a coverage factor. A multi-state degraded component is used to model the imperfect repair and preventive maintenance. Using the proposed method, a DBN modeling of a subsea blowout preventer (BOP) control system is built, and the reliability and availability are evaluated. The mutual information is researched in order to assess the important degree of basic events. The effects of degradation probability, failure rate and mean time to repair (MTTR) on the performances are studied. The results show that the repairs and maintenance can improve the system performance significantly, whereas the imperfect repair cannot degrade the system performance significantly in comparison with the perfect repair, and the preventive maintenance can improve the system performance slightly in comparison with the imperfect repair. In order to improve the performance of subsea BOP control system, the single surface components and the components with all-common-cause failure should given more attention. The influence of degradation probability on the performance is in the order of PLC, PC and ES. The influence of failure rate and MTTR on the performance is in the order of PLC, ES, PC, DO, DI and AI.     

基于模糊结构元的SFT概念重构及其意义

为解决SFT,特别是DSFT所结果无法表示原始离散故障数据分布特征的缺点,引入模糊结构元理论将SFT中概念及计算方式结构元化来解决该问题。首先模糊结构元特征函数可通过模糊结构元E表示原始数据的离散分布特征,并在计算过程中将E传递至最终结果。通过处理结果中E来得到分析结果的置信度。另一方面,模糊结构元特征函数可将DSFT问题转化为较成熟的CSFT进行处理,而不用为实现相同功能针对DSFT研究新的方法。论文完成了原有SFT中特征函数、基本事件发生概率分布、系统故障概率分布、概率重要度分布、关键重要度分布、系统故障概率分布趋势、因素重要度分布和因素联合重要度分布的模糊结构元化改造,并给出了结构元化后的计算方式。     

云化SFT下的径集域与割集域的重构与研究

为了克服原有SFT体系中径集域和割集域处理具有模糊性、随机性和离散性故障数据能力不足的问题,使用云模型和SFT相结合的方法来解决该问题。首先使用云模型云化SFT特征函数,得到云化特征函数,进而云化径集域和割集域,最终得到云化径集域和云化割集域。云化径集域和云化割集域没有严格的分界线,分布区域是通过云滴表示的。若云滴表示的元件/系统故障概率小于P_b,这些云滴存在的区域即为云化径集域;反之大于P_b的云滴存在的区域为云化割集域。通过实例分析了元件X₁和系统的云化径集域和云化割集域,得到了他们适合工作的环境因素变化范围组合。分析过程和结果表明云化径集域和云化割集域能克服原始故障数据的不确定性。     

具有可控与不可控因素系统的可靠性维持方法

为了研究系统或元件可靠性维持方法,提出一种基于SFT的可靠性维持方法。在SFT框架下提出了可控与不可控因素的概念。目前SFT中的不可控因素指时间,其余为可控因素。给出了分析并制定系统或元件可靠性维持方法的步骤。分析表明在SFT内必须设定故障概率才能实施该方法。列举了一例进行分析,考虑的不可控因素为时间t,可控因素为温度c。分别将故障概率设置为10%、20%、30%、40%,50%,求出了元件更换周期,及其温度控制曲线和函数。与已有文献相比所得元件更换周期更为经济,方法更精确且可操作增强性。     

带失效的拉式生产系统预防性维护建模

为了有效解决同时具有随机失效与退化失效的拉式生产系统的维护问题，提出了基于状态的双阶段预防性维护（Preventive maintenance，PM）策略.首先，根据设备的退化状态、生产端状态以及库存容量构建了系统的状态空间，并利用马尔科夫链描述系统的状态转移.之后，分别以最小化失效率和最大化产出速率为目标，建立了考虑检测周期、看板数量以及预防性维护阈值的综合预防性维护模型.针对设备随役龄增加而故障频发的特点，引入失效率递增因子.最后，给出了最小化失效率和最大化产出速率两种目标下的求解算法，并对决策变量做了敏感性分析.数值实例与现有方案的对比表明了所建模型和算法的有效性.