[发明专利]一种基于优先级的底事件排序方法

摘要

本发明公开了一种基于优先级的底事件排序方法，属于故障分析技术领域。包括以下步骤：对故障树进行预处理，得到简化的故障树；对已经简化的故障树进行底事件排序，将故障树转化为BDD结构之前，首先要确定底事件的排列顺序，采用本发明的基于优先级的底事件排序方法进行底事件排序；根据得到的底事件排列顺序，按照香农原理的If‑Then‑Else运算符将故障树转化为BDD结构；对BDD结构进行遍历，寻找BDD结构中以1为终节点的所有路径，这些路径即为故障树的割集。本发明提出一种基于优先级的底事件排序方法，通过减小BDD的规模来减小计算代价，有效降低了故障树分析方法的内存消耗，同时提高了计算效率。

主权项

1.一种基于优先级的底事件排序方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一对故障树结构采用实数编码，实数编码运算的速度快，且该编码方式同时具有变量标识和变量取值的功能，易于识别和比较；故障树结构编码规则如下：规则1：逻辑门序号依次为1，2，3，…，N，底事件的序号依次为：10000，10001，10002，10003，…，n，其中N小于10000，n大于等于10000；规则2：门类型编码规则为逻辑“与”门用数字1代表，逻辑“或”门用2代表；规则3：每行元素的构成方式为：第一个为门编号；第二个为该门下的所有输入，该输入包括底事件和门事件；在所有的门输入中，以输入事件的数量最多的那个数量为准则，当某个逻辑门的输入少于这个准则时，用0代替空闲的输入；第三个为逻辑门的门类型编号；步骤二获取系统失效事件的故障树模型，对故障树进行预处理，得到简化的故障树；步骤三经过步骤二后，可以得到简化的故障树，该故障树仅含有底事件、顶事件及两类逻辑门：“与”门和“或”门；将底事件按照优先级策略进行排序，将优先级划分为5类，优先级数字越小，则表明优先级越高；优先级1：底事件在故障树中所处的层次；底事件的层次越高，优先级越高；优先级2：底事件在故障树中出现的重复次数；底事件出现的重复次数越多，优先级越高；优先级3：重复事件在故障树中再次出现的位置；依据重复事件在故障树中第二次出现的层次高低确定优先排序的事件，若第二次出现的层次也相同，则根据第三次出现的层次进行判断，以此类推得到结果；优先级4：底事件父节点的门类型；父节点为或门的底事件优先排序；优先级5：自左向右，自上而下；循环使用优先级1到优先级5对所有的底事件进行排序，直到没有事件参与排序为止，最后得到一个完整的排序结果；需要注意的是参与过排序的底事件不再参与排序；步骤四按照优先级策略会得到底事件的排列顺序，完成故障树向BDD的转化；在转化过程中，按照自底向上的顺序递归的转化；将对应的故障树转换成BDD结构可用如下公式完成；“与门”计算ite(x,G₁,G₂)ite(y,H₁,H₂)＝ite(x,G₁h,G₂h)“或门”计算ite(x,G₁,G₂)+ite(y,H₁,H₂)＝ite(x,(G₁+H₁),(G₂+H₂))＝ite(x,(G₁+h),(G₂+h))h＝ite(y,H₁,H₂)式中G₁和G₂分别表示x＝0和x＝1时的布尔结构函数，H₁和H₂分别表示y＝0和y＝1时的布尔结构函数；x，y为底事件，所有公式在x<y的情况下才成立；x＝0为底事件x正常，x＝1为底事件x故障，y＝0为底事件y正常，y＝1为底事件y故障；步骤五经过步骤四可以得到转化的BDD，对该BDD结构进行遍历：分别沿着根节点的左支和右支进行遍历，通过判断左支是否是终节点1，右支是否是终节点0来确定遍历是否结束，如果右支为中间节点或左支为中间节点，则以该中间节点为根节点继续遍历，直到遍历完所有路径；在遍历过程中记录所有以终节点1结束的路径，得到故障树的所有割集；最后得到BDD规模、最小割集MCS以及分析时间。