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多阶段任务系统BDD排序方法研究

作　者: 王楠
导　师: 杜素果
学　校: 上海交通大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: 多阶段任务系统故障树二元决策图底事件排序
分类号: TB114.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 79次
引　用: 1次
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内容摘要

可靠性工程现阶段广泛地应用到核能工业、航空航天、机械电子等领域,并且这些领域有许多高度安全的系统是属于多阶段任务系统(Phased Mission System, PMS)。对于多个阶段组成的PMS来说,整个生命周期的可靠性研究有助于制定恰当的系统设计和维护方案。故障树分析是对系统进行安全性、可靠性分析的一种有效方法。而在现在所有的故障树分析方法中,二元决策图(Binary Decision Diagram, BDD)又是其中最有效的方法之一。近年来,BDD的分析方法越来越多的被用于多阶段任务系统可靠性分析中。BDD方法应用的一个关键是在从故障树向BDD转换时需要对底事件进行排序,所选择的排序顺序将影响构造的BDD的节点数。与单阶段系统相比,多阶段任务系统的可靠性分析由于跨阶段的依赖性而变得更加复杂,将一般的BDD排序方法直接应用于多阶段任务系统的BDD分析很难得到令人满意大小的BDD。在考虑PMS的结构和特性的基础上,本文提出了基于共同失效组件和最小相邻底事件的BDD排序方法。共同失效组件概念的引入不仅可以对多阶段任务系统故障树进行化简,而且对共同失效组件优先排序还可以减少重复的BDD节点。通过对最小相邻底事件之间相邻排序,可以减少重复的BDD节点数和增加可被共享的BDD节点,从而生成较小的BDD。通过与一般的BDD排序方法相比较,这种新方法可以为PMS生成更理想的BDD结构。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-19
  1.1 研究背景及主要意义  13-14
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  14-17
    1.2.1 目前的多阶段任务系统可靠性分析方法  14-15
    1.2.2 单一阶段任务系统的BDD 排序方法研究  15-16
    1.2.3 多阶段任务系统分析的BDD 底事件排序问题  16-17
  1.3 论文主要内容及组织结构  17-19
第二章故障树分析法（FAT）  19-30
  2.1 故障树基本理论  19-26
    2.1.1 概念  19-21
    2.1.2 目的与作用  21-22
    2.1.3 故障树的建立  22-25
    2.1.4 故障树的结构函数  25-26
  2.2 故障树的定性分析  26-27
  2.3 故障树的定量分析  27-30
    2.3.1 通过底事件发生的概率直接求顶事件发生的概率  27-28
    2.3.2 通过最小割集求顶事件发生的概率  28-30
第三章基于BDD 的故障树分析  30-39
  3.1 BDD 的基本概念  30-32
  3.2 故障树向BDD 的转化  32-35
  3.3 基于BDD 的故障树定性分析和定量分析  35-36
    3.3.1 基于BDD 的故障树的定性分析  35-36
    3.3.2 基于BDD 的故障树的定量分析  36
  3.4 BDD 的排序问题  36-39
第四章多阶段系统可靠性的BDD 分析方法  39-55
  4.1 多阶段任务系统概念  39-40
  4.2 多阶段任务故障树  40-45
    4.2.1 多阶段任务故障树的建模方法  40-41
    4.2.2 多阶段任务故障树的实例  41-45
  4.3 多阶段任务的可靠性分析方法  45-50
    4.3.1 多阶段任务的一般故障树分析法  46-48
    4.3.2 多阶段任务的BDD 分析方法  48-49
    4.3.3 多阶段任务的BDD 算法  49-50
  4.4 多阶段任务BDD 的生成  50-55
第五章多阶段任务系统的BDD 排序方法  55-66
  5.1 研究假设  55
  5.2 排序思想  55-56
  5.3 排序方法  56-59
    5.3.1 排序原则  56-57
    5.3.2 PMS BDD 的结构  57-58
    5.3.3 共同失效组件和重复组件的排序方式  58-59
  5.4 步骤分析  59-61
  5.5 举例分析  61-64
    5.5.1 PMS 底事件排序  61-63
    5.5.2 PMS BDD 构造  63-64
  5.6 最小相邻底事件BDD 排序法与一般的BDD 排序方法的比较  64-66
第六章实例分析-沸水反应堆系统堆芯事故冷却系统分析  66-75
  6.1 沸水反应堆堆芯事故冷却系统介绍  66-67
  6.2 沸水反应堆系统堆芯事故冷却系统分析  67-68
  6.3 堆芯事故冷却系统失效多阶段故障树建立  68-70
  6.4 基于BDD 的堆芯事故冷却系统可靠性分析  70-75
    6.4.1 BDD 底事件排序和BDD 建立  70-73
    6.4.2 基于BDD 的ECCS 系统定性分析  73
    6.4.3 基于BDD 的ECCS 系统定量分析  73-75
第七章总结  75-77
  7.1 论文研究内容  75-76
  7.2 论文主要研究成果  76-77
参考文献  77-81
附录1  81-82
附录2  82-83
致谢  83-84
攻读学位期间发表（收录）的学术论文  84-86

多阶段任务系统BDD排序方法研究

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