一种石化企业雨淋灭火系统可靠性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供了一种石化企业雨淋灭火系统的可靠性评估方法，属于消防工程领 域。 (二)
【背景技术】
[0002] 雨淋灭火系统是石化企业应用较广泛的消防系统，主要应用于装置区、储罐区初 期火灾的扑救和火灾情况下区域设备的冷却防护。石化企业属于易造成群死群伤的火灾高 危单位，需建立火灾高危单位消防安全评估制度。
[0003] 虽然《火灾高危单位消防安全评估导则(试行）》和《社会消防技术服务管理规定》 公安部令[2014]第129号，以及《消防技术服务机构设备配备》(GA1157-2014)明确了火灾高 危单位消防安全评估的步骤程序、评估内容等，但到目前为止仍未见火灾高危单位消防安 全评估的规范化方法。消防系统可靠性评估是石化企业消防安全评估方法的有力补充。
[0004] 消防系统可靠性评估主要应用于高层建筑、地下建筑等建筑类消防系统，近年来 逐步应用于石化企业消防系统。雨淋灭火系统是石化企业重要的消防系统，可靠的雨淋灭 火系统是实现系统预定功能的保障，雨淋灭火系统可靠性评估是对系统实际消防能力的一 种衡量。石化企业雨淋灭火系统可靠性评估，为石化企业建立、健全消防安全评估制度提供 了新思路。 (三)
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于拓展石化企业消防安全评估方法，提供一种石化企业雨淋灭火 系统的可靠性评估方法。
[0006] 本发明通过组合运用故障树与贝叶斯网络相结合的故障树-贝叶斯网络模型、故 障树与模糊数学相结合的L-R型模糊故障树模型，解决利用石化企业雨淋灭火系统失效概 率难以获取系统可靠度的问题。
[0007] 本发明的技术方案：
[0008] 首先建立石化企业雨淋灭火系统失效故障树。其次根据故障树向贝叶斯网络映射 的原则与步骤，建立系统失效故障树-贝叶斯网络，确定系统可靠度区间。再次对系统失效 故障树进行L-R型模糊运算，确定系统模糊可靠度。最后对系统区间可靠度与模糊可靠度进 行一致性检验，确定系统可靠度分布。
[0009] 本发明提供的石化企业雨淋灭火系统可靠性评估方法，确定系统可靠度区间时， 根据故障树基本事件失效概率区间，运用贝叶斯网络信念传播算法运算。
[0010] 本发明提供的石化企业雨淋灭火系统可靠性评估方法，确定系统模糊可靠度时， 根据故障树基本事件失效概率区间与故障树结构函数，运用故障树与门、或门模糊算子运 算。
[0011] 本发明提供的石化企业雨淋灭火系统可靠性评估方法，进行一致性进行检验时， 当系统模糊可靠度数值属于系统区间可靠度数值时，认为可靠度运算合理；否则核算故障 树基本事件失效概率区间值，重新运算。
[0012] 石化企业雨淋灭火系统失效故障树的事件编号及名称：
[0013] 表1故障树基本事件与事件编号
[0014]
[0015] 由图1故障树图可以获得中间事件的结构函数如下所示：
[0016] Μ1=Μ4+Μ5；Μ2 = Χ5+Χ6；Μ3=Μ6+Χ7+Χ8；Μ4 = Χ1 · X2；Μ5=Μ7+Μ8；Μ6 = Μ9 · X9；M7 = X3 · X4；M8 = M10 · X14；M9 = M11 · X10；M10 = X15 · M12；M11=M13+X11 ；M12 = M13+X16；M13 = X12 · X13；
[0017] 假设事件X= I表示事件发生，事件X = O表示事件不发生，石化企业雨淋灭火系统 失效贝叶斯网络中间节点的条件概率为：
[0018] P(M1 = 11 (M4-1)(M5-1)=0) = 1；P(M2 = 11 (X5-1)(X6-1) =0) = I
[0019] P((M3 = 11 (M6-1)(X7-1)(X8-1)=0) = 1；P(M4 = 1 |X1X2 = 1) = 1
[0020] P(M5 = 11 (M7-1)(M8-1)=0) = 1；P(M6 = 1 |M9X9 = 1) = 1
[0021] P(M7 = 1 |X1X2 = 1) = 1；P(M8 = 1 |M10X14 = 1) = 1
[0022] p(M9=i |miixio=i) = i ；p(mio=i |Mi2xi5=i) = i
[0023] P(M11 = 11 (M13-1)(X11-1)=0) = 1；P(M12 = 11 (M13-1)(X16-1) =0) = I
[0024] P(M13 = 1 |X12X13 = 1) = 1 (四）
【附图说明】
[0025] 图I石化企业雨淋灭火系统失效故障树
[0026] 图2石化企业雨淋灭火系统失效贝叶斯网络 (五)
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实例将对本发明予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。
[0028] 实施例1
[0029] 雨淋灭火系统失效概率区间的获取：
[0030] 选取天津某石化企业乙烯装置区雨淋灭火系统为研究对象，平均失效率以每年 365a，每天24h计算，通过对企业消防设施维保记录的归纳整理，系统失效故障树基本事件 失效概率区间如下表。
[0031] 表2基本事件平均失效率
[0032]
[0033] 实施例2
[0034] 雨淋灭火系统区间可靠度的获取：
[0035] 根据表2中的失效概率区间值，以及贝叶斯网络节点之间的条件概率，运用贝叶斯 网络信念传播算法，逐步计算中间节点的概率区间，计算结果如表3所示。
[0036]表3中间节点概率分布 [0037]
[0038]乙烯装置区雨淋灭火系统失效概率为（9.7169 X 10-4,13.2939 X 10-4)，可靠度分 布区间为（0.9987,0.9990)。
[0039] 实施例3
[0040]雨淋灭火系统模糊可靠度的获取：
[00411 选取正态型隶属函数，则Pi隶属函数对称，取与πη相差±40 %点X隶属度值为0.08， 则:α? = β?，exp[ (Iiii-X)Vai2] = exp[ (0.4mi/ai)2] = 0.08故CXi = Pi = O · 2517nu。基本事件模糊 概率及ai、&值如表4-9所示。
[0042] 表4故障树基本事件概率均值mi及左右分布Ctiji值
[0043]
[0044] 根据故障树的结构函数，运用与、或门模糊算子，并将事件的模糊概率带入模糊算 子，依次计算中间事件的模糊概率.
[0045] 表4-10故障树中间事件均值mi及左右分布Cti Ji
[0046]
[0047] 顶事件的发生概率在8.6664 X 10-4-1.4502 X 10-3之间，但发生概率在1.1584 X 10 4的可能性最大，其隶属度为1，即系统的可靠度大约为0.9988。
[0048] 实施例4
[0049] -致性进行检验"
[0050] 在乙烯装置区雨淋灭火系统可靠度评估中，故障树-贝叶斯网络模型得到可靠度 区间为(0.9987,09990)，运用L-R型模糊故障树模型得到系统的可靠度为0.9988,后者可靠 度值属于前者可靠度区间范围值，因此该系统可靠度为(〇. 9987,09990)。
【主权项】
1. 一种石化企业雨淋灭火系统的可靠性评估方法，其特征在于：组合运用故障树与贝 叶斯网络相结合的故障树-贝叶斯网络模型、故障树与模糊数学相结合的L-R型模糊故障树 模型，解决利用石化企业雨淋灭火系统失效概率难以获取系统可靠度的问题。2. 如权利要求1所述的一种石化企业雨淋灭火系统的可靠性评估方法，其特征在于:首 先建立石化企业雨淋灭火系统失效故障树;其次根据故障树向贝叶斯网络映射的原则与步 骤，建立系统失效故障树-贝叶斯网络，确定系统可靠度区间；再次对系统失效故障树进行 L-R型模糊运算，确定系统模糊可靠度;最后对系统区间可靠度与模糊可靠度进行一致性检 验，确定系统可靠度分布。3. 如权利要求2所述的一种石化企业雨淋灭火系统的可靠性评估方法，其特征在于:确 定系统可靠度区间时，根据故障树基本事件失效概率区间，运用贝叶斯网络信念传播算法 运算。4. 如权利要求2所述的一种石化企业雨淋灭火系统的可靠性评估方法，其特征在于:确 定系统模糊可靠度时，根据故障树基本事件失效概率区间与故障树结构函数，运用故障树 与门、或门模糊算子运算。5. 如权利要求2所述的一种石化企业雨淋灭火系统的可靠性评估方法，进行一致性进 行检验时，当系统模糊可靠度数值属于系统区间可靠度数值时，认为可靠度运算合理;否则 核算故障树基本事件失效概率区间值，重新运算。
【专利摘要】本发明提供了一种基于故障树-贝叶斯网络模型、L-R型模糊故障树模型的石化企业雨淋灭火系统的可靠性评估方法，包括：首先建立石化企业雨淋灭火系统失效故障树；其次根据故障树向贝叶斯网络映射的原则与步骤，建立系统失效故障树-贝叶斯网络，确定系统可靠度区间；再次对系统失效故障树进行L-R型模糊运算，确定系统模糊可靠度；最后对系统区间可靠度与模糊可靠度进行一致性检验，确定系统可靠度分布。该方法解决了利用石化企业雨淋灭火系统失效概率难以获取系统可靠度的问题，拓展了石化企业消防安全评估方法，为石化企业建立、健全消防安全评估制度提供了新思路。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105550486
【申请号】CN201610134054
【发明人】郝英才, 宋文华
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月7日