[发明专利]时间约束触改逻辑的动态故障树模型及仿真方法

说明书

一种时间约束触改逻辑的动态故障树模型，其能够针对系统中存在时间约束触改故障逻辑的特点，找出系统的薄弱环节，无论对于改进系统的设计，提高系统的可靠性水平，减轻安全问题发生，减少经济损失，都具有极为重要的意义。假设系统(A)中存在第一单元(A₁)和第二单元(A₂)，这两个单元的工作时间是[t₁,t₂)，存在特定时间(T)，(t₁≤Tt₂)，在特定时间(T)之前，第一单元(A₁)和第二单元(A₂)是第一逻辑关系，在特定时间(T)之后，第一单元(A₁)和第二单元(A₂)是第二逻辑关系，结合单事件时序门及与门、或门等静态逻辑门，建立系统(A)的动态故障树模型，并给出模型的仿真方法。

技术领域

本发明涉及系统可靠性建模及仿真的技术领域，尤其涉及一种时间约束触改逻辑的动态故障树模型，以及模型的仿真方法。

背景技术

随着科技水平的高速发展，系统的功能和组成越发庞大复杂，系统的工作环境也越发严酷。很多系统在运行过程中一旦发生故障将会导致巨大的经济损失甚至具有严重的安全隐患，这使得系统在工作过程需要非常可靠。

具体地，对于某核电系统来说，该系统具有较强的辐射性、组成单元众多，故障逻辑也较为复杂。该核电系统与其他系统相比，不仅在组成和规模上较为特殊，还主要体现在系统中存在时间约束触改故障逻辑的特点。

故障树分析方法是工程应用中适用性最强的可靠性建模分析方法。

FTA(Fault Tree Analysis，故障树)模型根据系统由上至下的结构功能对应关系，用与、或、非等逻辑门来表示单元与单元、单元与系统之间的故障因果逻辑关系。对于组成单元较少、单调关联系统的可靠性分析，都很容易建立其故障树模型，进而进行定性、定量分析，但对于单元数量较多，单元间耦合关系复杂的系统，FTA模型普遍存在问题是：无法准确描述系统的可靠性逻辑关系，即无法建立系统的FTA模型。

故障树中常用的图形符号有：

·顶事件(top events)：人们不希望发生的，但可以预见的对系统性能、经济性、可靠性和安全有显著影响的故障事件；

·基本事件(basic events)：相当于系统中基本故障事件，一般指元器件的故障事件，它作为底层逻辑门的输入事件；

·中间事件(intermediate event)：它作为中间逻辑门的输入事件；

·逻辑门(logic gates)：表示事件之间因果关系的逻辑符号；

·未展开事件(undeveloped events)：不需要再进一步分析的故障事件；

·入三角(transfer in)：位于故障树的底部，表示该部分分支在别处；

·出三角(transfer out)：位于故障树的顶部，表示该部分为位于别处的故障树子树。

故障树逻辑门符号，如图1所示。

动态故障树模型是在故障树模型的基础上增加了几个动态逻辑门，扩展了故障树的适用范围，动态故障树模型可以建立单元故障按照一定顺序发生等动态逻辑结构的故障树模型。动态故障树的逻辑门符号包括顺序相关门、优先与门、功能触发门和备份门，备份门包括冷备门、温备门和热备门。