故障樹分析中割集不交化及計算機實現方法

2023-05-03 00:25:16 1

專利名稱：故障樹分析中割集不交化及計算機實現方法
技術領域：
本發明涉及一種故障樹分析中割集不交化的計算機實現方法
背景技術：
故障樹分析是評估和改進可靠性與安全性的一種標準方法，在宇航、核能、電子、電力、化工、鐵路、運輸和保險業等領域中已得到廣泛應用。早期的Fussell-Vesely算法和Semanderes算法都可以採用布爾吸收策略來得到頂事件的最小割集,這在故障樹定性分析方面是可行和有效的。然而，要對故障樹進行定量分析，則必須首先對頂事件的最小割集進行不交化處理。然而，對最小割集進行不交化處理的容斥定理是一個「NP」難題，其主要原因是不同割集中的相同底事件在頂事件的交並運算中可能導致運算量劇烈增加，即所謂「組合爆炸」問題。雖然早期的不交化故障樹結構函數在一定程度上可以減少運算量，但是採用不交型積之和定理實現割集不交運算的過程是煩瑣和費時的。1996年國際可靠性和維修性年會上，Joanne B.Dugan和Stacy A.Doyle以及Roslyn M.Sinnamon和John D.Andrews分別給出了利用BDD進行故障樹分析的思路,為解決故障樹分析中的「組合爆炸」問題提供了新的出路。由於其空間和時間上表示和處理布爾函數的高效性，BDD被廣泛應用於大型數字系統設計中的邏輯功能驗證、綜合以及模型檢測等方面且日益受到重視。許多學者開展了基於BDD的故障樹分析的研究，並取得了一些成果，但基於BDD的故障樹分析仍存在許多不足和未解決的問題，首先是底事件指標順序對BDD規模的影響較大，目前還沒有一種方法能解決排序問題，故障樹模塊也需要人工分析；其次是建樹方法通用性差、，運算量大，不能完全由計算機實現。方法

發明內容
本發明旨在提供一種由故障樹的Boole函數獲取頂事件最小割集，並對最小割集進行不交化處理的計算機實現方法。本發明具有如下特點:(I)由Boole函數獲取頂事件的最小割集之後；只要對這些最小割集進行編碼，輸入計算機即可由計算機自動實現最小割集的不交化處理，自動化程度高，不需要人工幹預；(2)優先選擇底事件最少的最小割集作為不交最小割集，減少了不交化處理之後最小割集的個數，使頂事件失效概率的計算更加簡單。


圖1是不交化處理程序的框圖。
具體實施方式
1.不交化處理方法及其收斂性分析假定A1, A2,…，An是η個底事件，則故障樹的Boole函數可以表示為F = B1UB2U-UBn其中
權利要求
1.一種故障樹分析中割集不交化及計算機實現方法，其特徵在於:假定A1, A2,…，An是頂事件F的n個底事件，故障樹的Boole函數可以表示為F = B1UB2R" UBn，其中N是最小割集個數，
2.根據權利要求1所述故障樹分析中割集不交化及計算機實現方法，其計算機實現方法是-定義集合
3.根據權利要求1所述故障樹分析中割集不交化及計算機實現方法，其計算機實現的程序為:1)根據故障樹求出頂事件的Boole函數，由此求出所有最小割集，並轉化成對應的η維向量集，記為V。,置i = O ; 2)iOl ^Vi尋找一個非零分量最少的η維向量，記為Ui ； 3)存儲Ui，計算= (-U,)^iV1-Ui) X 4)若Vi+1中向量個數大於1，返回2)； 5)若Vi+1中有一個向量，Ui+1= Vi+1存儲； 6)停止 。
全文摘要
本發明提出一種由故障樹的Boole函數獲取頂事件最小割集，並對最小割集進行不交化處理的計算機實現方法。不交化處理的基本方法是將一個事件分割為子事件及其對立事件的和，並通過對相交事件的若干次如此的運算，直到分割為不交事件。計算機實現的方法是將最小割集映射為n維向量的一個集合，通過在該集合中定義一種與最小割集間交運算相對應的運算實現的。本發明具有如下特點(1)只要對最小割集進行編碼，輸入計算機即可由計算機自動實現最小割集的不交化處理，自動化程度高，不需要人工幹預；(2)優先選擇底事件最少的最小割集作為不交最小割集，減少了不交化處理之後最小割集的個數，使頂事件失效概率的計算更加簡單。
文檔編號G06F19/00GK103150481SQ20131010225
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月14日 優先權日2013年3月14日
發明者安凱, 王曉英, 安培亮, 安宏亮 申請人:安凱