[發明專利]單事件條件約束門模型及仿真方法

在審

• 申請號: 201910880792.9
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110489932A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 趙廣燕;孫宇峰;胡薇薇;軒杰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 11388 北京市中聞律師事務所
• 代理人: 馮夢洪<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種單事件條件約束門模型，其能夠針對系統中存在條件約束觸改故障邏輯的特點，找出系統的薄弱環節，無論對于改進系統的設計，提高系統的可靠性水平，減輕安全問題發生，減少經濟損失，都具有極為重要的意義。其包括：輸入事件(A)，是指一個事件；輸出事件也是指一個事件；第一條件約束，是一種設定的約束條件；第二條件約束，是另一種設定的約束條件；事件條件約束門的邏輯關系為：中間的邏輯門是指輸入事件(A)在第一條件約束、第二條件約束范圍內發生，均會導致輸出事件發生。還有仿真方法。

技術領域

本發明涉及系統可靠性建模及仿真的技術領域，尤其涉及一種單事件條件約束門模型，以及針對該模型解算的仿真方法。

背景技術

隨著科技水平的高速發展，系統的功能和組成越發龐大復雜，系統的工作環境也越發嚴酷。很多系統在運行過程中一旦發生故障將會導致巨大的經濟損失甚至具有嚴重的安全隱患，這使得系統在工作過程需要非常可靠。

具體地，對于某核電系統來說，該系統具有較強的輻射性、組成單元眾多，故障邏輯也較為復雜。該核電系統與其他系統相比，不僅在組成和規模上較為特殊，還主要體現在系統中存在條件約束觸改故障邏輯的特點。

故障樹分析方法是工程應用中適用性最強的可靠性建模分析方法。

FTA(Fault Tree Analysis，故障樹)模型根據系統由上至下的結構功能對應關系，用與、或、非等邏輯門來表示單元與單元、單元與系統之間的故障因果邏輯關系。對于組成單元較少、單調關聯系統的可靠性分析，都很容易建立其故障樹模型，進而進行定性、定量分析，但對于單元數量較多，單元間耦合關系復雜的系統，FTA模型普遍存在問題是：無法準確描述系統的可靠性邏輯關系，即無法建立系統的FTA模型。

故障樹中常用的圖形符號有：

·頂事件(top events)：人們不希望發生的，但可以預見的對系統性能、經濟性、可靠性和安全有顯著影響的故障事件；

·基本事件(basic events)：相當于系統中基本故障事件，一般指元器件的故障事件，它作為最底層邏輯門的輸入事件；

·中間事件(intermediate event)：它作為中間邏輯門的輸入事件；

·邏輯門(logic gates)：表示事件之間因果關系的邏輯符號；

·未展開事件(undeveloped events)：不需要再進一步分析的故障事件；

·入三角(transfer in)：位于故障樹的底部，表示該部分分支在別處；

·出三角(transfer out)：位于故障樹的頂部，表示該部分為位于別處的故障樹子樹。

故障樹邏輯門符號，如圖1所示。

動態故障樹模型是在故障樹模型的基礎上增加了幾個動態邏輯門，擴展了故障樹的適用范圍，動態故障樹模型可以建立單元故障按照一定順序發生等動態邏輯結構的故障樹模型。動態故障樹的邏輯門符號包括順序相關門、優先與門、功能觸發門和備份門，備份門包括冷備門、溫備門和熱備門。

然而靜態故障樹分析方法雖然可以建立串聯、并聯、表決等相對簡單的邏輯關系，動態故障樹模型可以描述系統單元按照一定順序失效或者單元冗余結構的故障邏輯關系。但是對于核電系統中存在的條件約束觸改故障邏輯的情況，故障樹模型和動態故障樹模型很難描述。比如：一些單元的故障邏輯關系會隨著約束條件的變化而發生改變，一個系統由若干個單元組成，在滿足特定條件約束時，單元之間是一種故障邏輯關系，在不滿足該特定條件約束時，單元之間是另外一種故障邏輯關系。因此，若要計算含有特殊邏輯的復雜系統的可靠性模型，就迫切需要建立一系列新的建模與分析方法。