设备失效动态风险模型及其实证

受系统状态和设备工况的影响,设备运行中的失效风险具有动态属性.因此,在认识设备失效风险的可能性和严重性的同时,还必须认识和研究设备在系统寿命周期内失效风险的动态属性.通过对设备失效的概率和后果的影响因素(①设备自身失效率②设备实际载荷③设备在系统中的结构重要度④系统对设备的稳定性苛求度)的动态分析,将系统功能实现过程划分为若干风险稳定阶段,得出各个阶段的设备失效概率和后果严重度值,据此提出了动态风险模型.利用模型对金坛储气库水溶造腔系统进行实证研究,获得注水泵失效动态风险图,明确了造腔初期、中后期和注气排卤3个典型阶段的注水泵失效风险波动状况以及波动原因.实证研究说明,运用该分析模型可以推断系统运行周期内设备失效风险的变化状态和趋势,从而适时、有效地控制风险.     

周期力场下窄通道内汽泡滑移实验研究

为了探索海洋条件下的沸腾换热机理,完善海洋条件下两相流动模型,采用高速摄影设备对摇摆状态周期力场下矩形窄通道内的汽泡滑移进行了实验研究。实验结果表明,在摇摆运动的影响下,汽泡的滑移速度发生了周期性波动,波动的周期与摇摆运动周期基本一致;摇摆运动所引起的附加惯性力以及系统流量的波动对汽泡滑移速度波动影响不大,摇摆运动所引起的汽泡直径变化是影响汽泡滑移速度波动的主要原因。     

综合电力推进系统风险预测评估方法

为了解决综合电力推进系统在复杂环境下的风险评估延时性高和应对策略难以实时制定的问题,本文提出了一种综合电力推进系统风险预测评估方法。将传统HMM算法、Viterbi算法与统计学理论相结合,对未来连续时间点所处的工作状态进行预测分析,然后采用MHMM-Viterbi算法根据系统运行状态和外界因素影响,预测分析系统内各单元子系统在未来一段时间的工作状态,建立系统的网络拓扑风险评估模型,采用蒙特卡洛模拟系统失效状态,得到风险预测评估结果,最后以船舶综合电力推进系统为例,对本文提出的方法进行了验证。实验表明:系统风险发生概率等参数随海况等级变化而时序波动,与系统在海上航行时记录的实际风险情况相符合。     

电网机械支撑部件系统运行风险评估方法

针对电网部件的安全性分析,提出了基于材料失效机理的电网机械支撑部件系统运行风险评估方法(简称MSSFM方法),并从模型基础和范畴属性的层面分析了该方法的优势所在.给出了MSSFM方法的架构及其各模块的任务和功能;建立了电网机械支撑部件系统分类库、各部件失效故障树及其底事件库、以及部件系统风险概率的布尔合成方法.以一起耐张线夹接触劣化的风险概率评估实例,为前端失效分析与后端风险管理的有效联通提供了参考.结果表明,提出的MSSFM方法可以有效实现电网机械支撑部件系统运行风险评估.     

基于D-Markov模型的金融波动模式识别

将小波变换与符号时间序列分析相结合,引入工程领域的D-Markov模型,提出了一种用于金融波动变化模式识别和异常检测的方法。波动序列经过离散小波变换,产生小波系数序列,将小波系数序列符号化产生符号时间序列,建立符号时间序列的D-Markov模型,并求状态转移概率矩阵,计算各状态转移概率矩阵的状态概率向量与标准状态转移概率矩阵的状态概率向量之间的欧拉距离,从而得到异常度。基于得到的异常度识别金融波动变化模式,检测异常波动的发生。以上证综指的5分钟序列为样本实证分析,对该方法的可行性和有效性进行了验证。     

考虑失效相关的两类主辅并联系统模糊可靠性分析

长期运行的劣化累积和复杂多变的外部环境导致系统性能水平存在不确定性,单纯精确的定量描述可能会对系统性能水平区间估计过窄,已不满足工程计算实际。同时,部件间的失效相关现象是影响系统可靠性的又一重要因素,忽视失效相关将导致对系统可靠性指标评估过高,从而影响维修力量分配及备件储存,不利于系统长期稳定运行。对此,本文以多状态部件构成的主、辅单元并联可修系统为对象,将部件失效转移率、修复转移率及状态性能水平均视为模糊数的同时,将系统部件的失效相关性纳入研究范围,分别对工程中常见的两类主辅并联系统进行可靠性分析。建立了模糊失效相关主辅并联多状态可修系统模型及状态转移微分方程组,得到了系统的模糊状态概率。应用α水平截集及Zadeh扩张原理,确定了模糊状态概率和系统稳态可用度的截集区间,并通过工程实例给出了稳态指标随部件参数模糊程度变动的情况,为研究复杂条件下多状态系统失效相关问题提供了参考,有利于工程设计中的维修保障优化。     

服务设备可修的机器服务模型的某些结果

本文研究了服务设备可修的机器服务模型,其中考虑了服务设备在忙期和闲期均可能失效并且具有不同失效率的情形.利用补充变量法求出了系统状态概率的 Laplace 变换的一组递推公式.当系统中机器数目不大时,从递推公式易得系统状态概率的 Laplace 变换的明显表达式,由此可求出系统的某些排队论指标和服务设备的某些可靠性指标.     

在用电梯系统的风险评价方法

为实现在用电梯的动态分级监管,提出了在用电梯系统风险评价方法.首先,通过分析现行标准和研究现状,确立了在用电梯系统风险评价的基本程序,包括准备工作、风险评价、降低风险和生成文件等四个方面.其次,通过对电梯设备、相关人员、运行管理以及使用环境进行风险分析和风险评定,确定评价单元,找出危险状态;综合运用专家打分法和层次分析法,建立了在用电梯系统风险评价模型.对电梯部件的风险评价,采用模糊评价方法确定单因素危险状态的风险等级,并对单因素风险的概率等级和严重程度进行量化处理,得到电梯部件多因素综合风险评价值.通过该方法,可以实现对一定区域内的在用电梯进行动态分级监管,以优化监管资源配置,提高监管工作效率.     

通勤者路径选择行为及风险偏好调查分析

由于不确定性而面对风险是交通系统的固有特征,因此通过通勤者个人属性特征、交通运行状态指标调查和心理实验对北京市朝阳区通勤者的风险偏好产生机理及特征进行实证研究。根据前景理论对风险偏好的定义,统计分析发现不同决策场景下通勤者的风险偏好差异显著。面对迟到,通勤者倾向于风险追求;面对早到,通勤者倾向于风险规避。线性判别分析研究发现早到时,风险偏好和个人社会属性特征相关;迟到时,风险偏好和交通系统运行状态相关。对线性判别模型的敏感性分析发现出发时间和出行频率是出行者风险偏好最敏感的指标。     

维修设备可替换时两相依部件并行系统可靠性分析

假定系统寿命取从二维指数分布,维修设备的寿命服从指数分布,修复时间及维修设备的更换时问服从一般分布。利用马氏更新过程,本文求得了下列可靠性提标:系统首次失效时间与其后停工时间的联合分布,系统可用度、[0,t]中系统平均故障次数,维修设备在时刻 t 处于更换状态的概率及处于空闲状态的概率,[0,t]中维修设备的平均故障次数,维修设备首次失效时间的分布以及与上述指标相应的稳态值或平均值。     

基于全寿命周期费用下的绿色储粮系统分析

针对新的地下绿色储粮仓型的开发,将全寿命周期的理念引入了新仓型的经济研究.根据粮食储藏工艺的特点,同时考虑了资金的时间价值及风险,结合粮食在运营期的实际费用,利用全寿命周期分析方法给出了粮食仓型在不同全寿命周期下的动态费用分析模型,并通过实际数据对新仓型和正在广泛使用的仓型在不同折现率及运营期下的费用进行了详细的比较分析.     

基于DBN的气化炉故障动态风险评估

气化炉是水煤浆气化系统的主要设备,为研究气化炉故障对气化系统的影响,提出一种基于动态贝叶斯网络与风险矩阵相结合的动态风险评估方法。以气化炉故障为例,首先建立了气化炉的动态贝叶斯网络模型,结合模糊评价方法计算根节点事件的先验概率,引入动态贝叶斯网络推算其后验概率;随后,基于层次分析法和Borda的原理,建立气化炉故障的综合风险评估体系,并引入维修因素,预测维修后气化炉的风险趋势并绘制了动态风险矩阵。结果表明,引入维修因素后系统整体风险水平显著下降,证明了维修因素对系统的积极作用,保障了系统的生产能力。     

基于模糊神经网络的电力系统连锁故障风险评估

为了减少大规模停电事故，通过分析由保护装置隐性故障造成的电力系统连锁故障的基本过程和基本原理，建立了风险模型，并提出了应用模糊神经网络进行电力系统连锁故障风险评估的指标和方法.利用训练后的模糊神经网络，实现了通过升级保护装置性能来降低电力系统连锁故障风险的预防策略.针对电力系统连锁故障的随机性和严重性的特点，该方法较好地描述了电力系统的安全状态，对系统风险的分类效果好，评估速度快，具有较好的实用性.IEEE 118 bus系统的应用结果表明了该方法的可行性.     

城市燃气系统地震次生火灾研究

在单体建筑火灾发生率模型的基础上,根据燃气系统的特点,引入了不同燃气设备破坏等级对火灾的影响概率系数,建立了燃气系统地震次生火灾发生率的模型。利用该模型对武汉市燃气系统的火灾发生率进行了预测,并对火灾后果进行了数值分析。根据武汉市燃气系统调研和抗震评估的结果,分析得到了武汉市燃气系统在地震作用下次生火灾的概率及可能造成的灾害后果,为城市抗震防灾规划提供了依据。     

故障树分析法在列车数据展示中心的应用

为了保障列车安全运行,将故障树分析法(FTA)应用于列车数据展示中心(DS)的预警模块。通过在DS中创建设备系统故障树,对建立的故障树模型进行定性和定量分析,得出该系统的等效模型和故障发生概率。DS将故障概率与事先设置的预警阈值比较,从而发出相应的预警警报。实例应用表明,故障树分析法是系统故障诊断的一种有效方法,对于保障列车运行安全具有重要的应用价值。     

电子皮带秤的数学建模及用神经网络进行误差校正的方法

针对现场中电子皮带秤运行动态准确度低的问题 ,在理论上建立了电子皮带秤测量的数学模型 ,验证其准确性后 ,用B_P神经网络去近似此模型 ,通过神经网络来校正测量值 ,克服系统的动态误差 .设计中考虑了工程中应用的可能性 ,不需要现场做大量实验 ,具有较好的实用价值     

基于三维风险分析的加油站风险评估

加油站包含的风险因素较多,各类风险因素对系统安全性发挥的作用不同,且测量方式也不尽相同。因此,对加油站风险因素进行全面辨识分析,从三维角度对系统整体安全进行详细分析,是提高风险评估准确性和科学性的有效途径。从加油站事故发生的可能性、后果严重度、社会敏感度维度构建三维分析模型。首先,对加油站风险影响因素进行聚类分析,构建事故发生可能性评价指标体系,根据蒸汽云爆炸模型判断事故后果严重程度,对城市区域进行划分和定义,根据加油站周围的环境确定事故社会敏感度。其次,基于层次分析法对三维分析的风险评估指标进行权重赋值。最后,计算加油站的风险数值,确定加油站风险等级,提出风险分级控制措施。     

管线断裂失效概率模型及计算

以相关管道档案、检验报告作为原始资料, 配合现场调查及观测, 采用“ 在役压力管道失效风险分析系统(SAPP)” , 对管线断裂失效风险进行分析。将管线中各缺陷安全状况与失效风险有机地结合起来, 在当前检测缺陷数据基础上, 通过适当选取概率模型, 计算管线的失效风险概率。对于准确了解管线的安全状态, 制定具有针对性的检修计划, 加强管线维护, 保障装置的安全稳定运行有重要的现实意义。     

远程网络的大型烟机故障诊断与预测系统设计

为保障烟机的安全可靠运行，实现科学维护，以大型烟气发电机组为研究对象，构建一套基于远程网络的故障诊断与预测系统。该系统利用互联网将机组现场采集到的数据信息传送到故障分析专业实验室进行诊断，通过该系统还可以对设备运行状态进行远程的故障预测，为机组的高效运行提供保障。