专利名称：一种四取二通道逻辑架构系统中pfd和pfh的计算方法
技术领域：
本发明涉及一种安全性评估方法，具体涉及一种核电站的保护系统中四取二逻辑架构基于PFD和Pra的非共因安全失效概率评估方法。
背景技术：
PFD(Probability of Dangerous Failure on Demand)>PFH(Average frequencyof dangerous failure[tf^ )是出自IEC 61508标准的专有名词。PFD用于评价低要求操作模式下要求时系统发生危险失效的概率，而PFH是用于评价高要求或者连续操作模式下系统危险失效发生的频率。IEC 61508-6 (2010 (版本)是功能安全的顶层标准，该标准给出了如下结构的PFD、PFH 计算公式，包括Iool (lout of I channel architecture)、1οο2、2οο2、loo2D (I outof 2 channel architecture with Diagnostics)、2oo3、loo3。对于这些结构直接利用标准中的公式即可计算。对于其他系统结构如何进行PFD、Pra评估并没有明确的公式。此外，IEC 61508标准中没有给出2oo4结构的PFD和Ρ 计算公式，目前许多公司对于标准之外的系统结构的PFD、PFH公式推导均是采用可靠性基本理论计算，如利用故障树建模，Markov建模等方式进行建模求解，这种方式计算比较复杂，技术效率低且非常耗时，并且利用的并不是IEC61508中平均宕机时间的概念。采用故障树建模，Markov建模等方式对1001、1002、2002等系统架构进行建模求解与标准结果进行比对，虽然结果相差不大，但是毕竟存在误差，而且这种方式进行建模求解不能体现IEC 61508的思路；利用该方法对标准给出架构进行验证时不能得出与标准一致的结果。
发明内容
为解决现有技术中PFD/PH1没有提供四通道的安全性计算公式，而采用其它方法进行求解时，出现误差和耗时等现象，本发明提供一种根据IEC61508基本理论推导出的四通道安全性计算公式，具体方案如下一种四取二逻辑架构系统中PFD和PFH的计算方法，其特征在于，步骤I、首先分别根据通用通道逻辑架构的共因失效公式算出PFD和Ρ 的共因失效概率；步骤2、再计算任意一个通道的非共因危险失效率及其平均当机时间，来得到四通道中有一个通道危险失效时的非共因危险失效概率；步骤3、在步骤2基础上，再计算出剩下三个通道中再有一个通道发生非共因危险失效的危险失效率及其平均当机时间，来得到四通道中有二个通道危险失效时的非共因危险失效概率；步骤4、在步骤3基础上，再计算出剩下二个通道中再有一个通道发生非共因危险失效的危险失效率及其平均当机时间，来得到四通道中有三个通道危险失效时的非共因危险失效概率；
步骤5、利用步骤4中的PFD的非共因危险失效概率加上步骤I中PFD的共因失效概率即得到PFD值；利用步骤4中的Pra的非共因危险失效概率加上步骤I中的Pi7H的共因失效概率即得到PFH值。优选为所述步骤I中PFD的共因失效公式为
权利要求
1.一种四取二通道逻辑架构系统中PFD和Pra的计算方法，其特征在于，步骤I、首先分别根据通用通道逻辑架构的共因失效公式算出PFD和Ρ 的共因失效概率；步骤2、再计算任意一个通道的非共因危险失效率及其平均当机时间，来得到四通道中有一个通道危险失效时的非共因危险失效概率；步骤3、在步骤2基础上，再计算出剩下三个通道中再有一个通道发生非共因危险失效的危险失效率及其平均当机时间，来得到四通道中有二个通道危险失效时的非共因危险失效概率； 步骤4、在步骤3基础上，再计算出剩下二个通道中再有一个通道发生非共因危险失效的危险失效率及其平均当机时间，来得到四通道中有三个通道危险失效时的非共因危险失效概率；步骤5、利用步骤4中的PFD的非共因危险失效概率加上步骤I中PFD的共因失效概率即得到PFD值；利用步骤4中的Pra的非共因危险失效概率加上步骤I中的Pi7H的共因失效概率即得到PFH值。
2.如权利要求I所述的一种四取二通道逻辑架构系统中PFD和PHl的计算方法，其特征在于，所述步骤I中PFD的共因失效公式为
3.如权利要求I所述的一种四取二通道逻辑架构系统中PFD和Pm的计算方法，其特征在于，所述步骤2中PFD和PFH计算任意一个通道的危险失效率过程为首先利用
4.如权利要求I所述的一种四取二通道逻辑架构系统中PFD和Pra的计算方法，其特征在于，所述步骤3中PFD和Pm剩下三通道中再有一个发生危险失效的计算公式如下首先计算此时的危险失效率'4 X A,ame； X tcE xQx Khmnd = 12 X 4— xtCE (7)再计算此时的平均当机时间
5.如权利要求I所述的一种四取二通道逻辑架构系统中PFD和Pm的计算方法，其特征在于，所述步骤4中计算PFD的危险失效率计算公共式为
6.如权利要求I所述的一种四取二通道逻辑架构系统中PFD和Pm的计算方法，其特征在于，所述步骤5中PFD是通过下式得到的
全文摘要
本发明公开一种四取二通道逻辑架构系统中PFD和PFH的计算方法，首先分别根据通用通道逻辑架构的共因失效公式算出PFD和PFH的共因失效概率，再分别计算出四通道中不同通道出现非共因危险失效的概率的公式，利用不同通道的非共因危险失效概率公式与相应的共因失效公式相加即可得到四通道系统架构的危险失效率计算方法。本发明经过验证与标准给出的结果完全一致，比可靠性基本理论方法得出的结果更符合标准的要求。不用建立模型可直接写出计算公式。本发明计算结果更加精确且耗时少。
文档编号G06F19/00GK102938014SQ20121032218
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者李明利, 莫昌瑜, 谢逸钦, 陈江华, 杨婷, 唐环 申请人:北京广利核系统工程有限公司, 中国广东核电集团有限公司