专利名称：一种消防系统可靠性分析和计算方法
技术领域：
本发明属于消防工程技术应用领域，具体讲属于可靠性分析技术在消防行业的应用，包括建立消防分系统的可靠性模型、确定消防分系统可靠性数据分析和整理方法，对消防分系统的可靠性作出定性或定量的评价。
背景技术：
一)名词与术语1.建筑消防设施与消防系统、可修系统建筑消防设施建筑物、构筑物中设置的用于火灾报警、灭火、人员疏散、防火分隔、灭火救援行动等设施的总称。建筑消防设施在实际使用中，与人员、环境以及管理等要素构成了一个复杂的消防系统。可修系统是指可通过修复性维修恢复到规定状态并值得修复的系统。否则为不可修复系统，消防系统可视为可修系统。2.消防分系统在消防设施系统内，执行某一类消防功能的一组部件、组件或设备的组合。按照GA 503-2004标准，依照其消防功能系统主要分为以下九个消防分系统1)消防供配电系统包括市政供电、配电柜、自备发电设备、UPS等；2)消防供水系统包括水池、水箱，泵房，市政供水，水泵结合器；3)火灾自动报警系统包括触发组件、报警控制器、警报装置、控制输出接口、联动控制器、自备电源系统；4)自动灭火系统包括自动喷水灭火系统消防供水出口到末端试水装置，有湿式、干式、预作用、雨淋、 水喷雾系统；气体灭火系统；泡沫灭火系统等。5)人工灭火系统包括消火栓灭火系统主要是室内消火拴(包括消防水喉)系统，其中室内拴从消防供水入口到整个管网、试验拴、阀门、报警控制按钮；灭火器(其他便携灭火装置)6)机械送风与排烟系统(防排烟系统)包括风机、控制柜、风道、排烟口和送风口等；7)防火分隔与结构保护设施(简称防火分隔系统)包括自动防火门、防火卷帘、 档烟垂壁、防火阀等；8)应急安全系统包括应急照明和疏散指示系统、消防广播系统、消防电话。9)消防救援支持系统包括外线119，消防电梯、水泵接合器、室外栓等。3.分系统组件和可靠性单元组件是指构成消防分系统的可独立处置的消防产品或组成部分，如一个火灾探测器，一只喷头，一个排烟口，一台消防风机，一段管网或管线等。
可靠性单元是指构成消防分系统可靠性模型的一个组成部分，是从功能概念上对消防分系统进行的划分，可以是由一个或若干组件构成，也可以由一组管网或管线组成，如在火灾自动报警系统中，将若干探测器为分系统中的一个m取k表决关系的可靠性单元。4.消防产品的故障与失效消防产品的故障是消防产品不能执行规定功能的状态。消防产品失效消防产品终止完成规定功能的能力这样的事件。故障是一种状态描述，失效是一个事件描述，可以说一个产品失效了，处于故障状态，故障通常是产品本身失效后的状态但也可能在失效前就存在，也就是说所有的失效都产生故障，不是所有的故障都是因为失效。5.消防分系统和单元的故障判据判定消防分系统和消防可靠性单元故障的准则和依据。在本发明中，依据《《建筑消防设施检测技术规程》(GA503-2004)和《消防产品现场检查判定规则》(GA588-2005)中的相关要求进行判定。6.可靠性指标可靠性相关指标和数据是指在各项可靠性工作及活动中所产生的描述产品可靠性水平及状况的各种数据，它们可以是数字、图表、符号、文字和曲线等形式。定量评估产品的可靠性是可靠性数据分析的任务，由此提供的信息，将作为预防、发现和纠正可靠性设计以及元器件、材料和工艺等方面缺陷的参考，在可靠性工程中发挥着重要的作用。本发明中，可靠性相关指标主要有故障率、维修率和可用度指标。具体如下。1)可靠度可靠度是指设备从开始工作起，在时间t内不发生故障的概率，用R(t)表示
Ρ(Τ > t)(t > 0),及H(L)(式υ其中，T为设备的正常工作时间，即寿命。不可靠度(又称累积故障率)不能正常工作的概率，即t时间发生故障的概率。F(t) = l-R(t)(式 2)2)故障率(又称失效率)在实际可靠性工程中，使用者有时候更关心设备在过去的时间t内正常工作后， 下一个单位时间发生故障的概率。称为设备的故障率，记为λ (t)。其表达式为
…v P(t<T<t + At/T>t) f{t), Ι -ο--κ -在此，f(t)为失效密度函数，反应产品失效的变化速度，实质上，f(t) = F' (t) =-R'(t)显然没有故障率λ (t)灵敏，故障率是一有量纲的，其量纲为1/单位时间，3)平均无故障工作时间(MTBF)MTBF是设备可靠运行时间的期望值，它表示设备在连续运行中形成故障前所需的平均积累时间。其数学表达式为MTBF = E(T) = J[ tf{t)dt (式 4)4)平均寿命周期(MCT)平均寿命周期是产品寿命的平均值。对于可修系统是指故障间隔时间的平均值。计算公式为MCT =平均无故障工作时间+平均维修时间=MTBF+MTTR。 (式5)5)维修度维修度描述设备进行维修的难易程度，它是指设备在规定条件下，在规定时间t 内能修复的概率，记作M(t)。其表达式为
权利要求
1.一种消防系统可靠性分析和计算方法，包括确定消防系统的边界和成功准则、确定消防系统组成单元的可靠性指标、根据消防系统的工作原理建立消防系统的可靠性模型和GO法分析图，分析和计算消防系统的可靠性指标，其特征是依据消防系统的工作原理建立了消防系统的GO法模型图，运用GO法来分析和计算消防系统的可靠性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是确定消防系统的边界和成功准则，确定消防系统组成单元的可靠性指标。在此消防系统的范围包括单独的可独立销售具备特定功能的消防产品、消防分系统(如消防供电系统、消防供水系统、火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统等)和整个消防设施系统(包含前述其全部或部分消防分系统)，根据消防系统所保护对象的重要性、火灾危险性等因素，结合国家消防法规要求，建立消防系统单元和分系统的故障判定标准，根据消防系统现有的管理记录确定消防系统的单元可靠性数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是根据消防系统的工作原理，建立消防系统的可靠性框图和GO法分析图。在确定消防系统的边界和成功准则的基础上，根据待分析消防系统的工作原理和操作流程，结合消防系统内部实际物质流(水流、电流、气体流)的流向和控制形式，确定对应分析单元，建立了消防系统的GO法分析图。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是应用GO法分析消防系统的可靠性，在确定消防单元可靠性数据以及建立消防系统GO法分析图的基础上，应用GO相应的运算法则来计算消防系统可靠性的输出值，可以采用人工计算和程序自动计算。
全文摘要
本发明属于可靠性分析技术在消防工程技术领域中的应用，解决了对消防系统的使用可靠性进行精确分析和计算问题。主要技术实施方案是首先根据消防系统的工作原理，建立消防系统可靠性模型，确定可靠性单元，根据消防系统的边界和成功准则构成建立消防系统的GO图，根据系统的任务分析和消防法规要求，确定消防系统可靠性单元故障判定方法；根据消防系统可靠性单元的故障统计数据，带入消防系统GO法模型，计算相应消防系统的可靠性指标如故障率、平均维修时间、可用度等。本发明可以对消防系统的可靠性进行客观的定性评价或精确的定量评价，并将在消防系统的可靠性设计、可靠性制造、故障分析以及系统评价中广泛应用。
文档编号G06F19/00GK102419799SQ20121000567
公开日2012年4月18日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者杜玉龙 申请人:杜玉龙