统的结构、工作条件，通过 阅读系统的说明书、原理图、维修手册等资料可以进行；
[0067] 2)确定顶层事件：一个系统中存在多个需要关注的事件，从系统的稳定性、可靠 性以及其他指标特性如经济性等出发，选择一个或者多个事件作为顶层事件，并认为顶层 事件发生后，系统即为失效；
[0068] 3)确定基本事件：导致系统发生失效的最底层原因是基本事件，而基本事件的粒 度也决定了动态故障树的复杂程度。基本事件通常是系统中不可分的模块或者是人为、环 境的不确定因素。为简化分析，有时会将多个模块组合成一个事件并当作是基本事件； [0069] 4)建立动态故障树模型：从顶层事件开始向下逐层分析，将影响上层事件发生的 所有直接原因置于相应事件下一层，然后根据系统指导书选择适当的逻辑门将下层事件连 接到上层，直到下层事件为基本事件时停止，于是得到系统的动态故障树模型。
[0070] 需要指出的是，对于某个特定的目标系统，其顶层事件，基本事件粒度的选择具有 人为因素在里面，所以不同的人所建立的动态故障树模型可能不完全相同。
[0071] 步骤5:将动态故障树转换为动态贝叶斯网络并用已有公式求解，得出系统的可 靠性
[0072] 采用步骤3中对延时门、修复盒以及动态故障树基本功能门向动态贝叶斯网络的 转换方法，将动态故障树转换为动态贝叶斯网络，通过系统说明书得到基本事件的失效率 并选择单位时间大小，依据表1中的求解公式，得出顶层事件与所有基本事件之间的关系， 并采用迭代的计算方法编写程序求解系统的失效率与时间的关系，得出系统在其运行时间 内的可靠性。
【主权项】
1. 一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1:定义修复时间限制； 步骤2 :定义针对修复过程的延时门； 步骤3 :采用动态贝叶斯网络的方法求解带有延时门和修复盒的子系统； 步骤4 :分析待求解系统，建立系统的带有延时门的动态故障树模型； 步骤5 :将动态故障树转换为动态贝叶斯网络并求解，得出系统的可靠性。2. 根据权利要求1所述的一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征 在于，步骤1中所述的修复时间限制是指：在修复时间限制T内系统中某些组件或子系统失 效且被修复，则不影响整个系统的正常工作，而超过了这个修复时间限制修复工作未能完 成，则系统将由正常状态转换成失效状态。3. 根据权利要求1所述的一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征 在于，步骤2中所述的延时门具有单一输入事件、单一输出事件和时间参数T，通过时间参 数T表示下层输入事件对上层输出事件影响的延迟，输入事件的发生将触发计时，若在T时 间内未能完成对输入事件的修复，则输出事件发生；若在T时间范围内输入事件被修复，则 计时清零且输出事件保持未发生状态。4. 根据权利要求3所述的一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征 在于，步骤3中的动态贝叶斯网络通过状态迀移表示从t时刻到t+A t时刻组件失效概率 的变化，若t时刻组件由X表示，t+ A t时刻组件由X#表示，则对于基本组件，在t+ A t时 刻的失效率P (X# = 1)由以下公式计算： P (X# = I) = P (X = I) + (I - P (X = I)) *F ( A t，X) 其中，P (X = 1)为t时刻组件X的处于失效状态的概率，F ( A t，X)为组件X在A t时 间段内由正常状态变为失效状态的概率。5. 根据权利要求4所述的一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征 在于，采用动态贝叶斯网络的方法求解带有修复盒的子系统具体为： 1. t+ A t时亥Ij组件Y处于失效状态且正在修复的概率P (RBYft = 1)由以下公式计算： P(RBY# = 1) = P(Y# = I) -P(RBY = 1)+P(RBY = I)*(I - R( A t, Y)*P(triggerY)) 其中，P (Y# = I)表示组件Y在t+ A t时刻失效的概率；P (RBY = I)表示t时刻组件Y 在修复盒工作之后依然失效的概率；R( At，Y)表示在At时间段内组件Y被修复的概率， P (triggerY)表示在组件Y失效的条件下触发修复盒对组件Y进行修复的概率； 2) 组件Y在t+ A t时刻失效的概率P (Y# = 1)由以下公式计算： p (Y# = I) = (I - P (Y = I)) *F ( A t，Y) +P (RBY = 1) 其中，P (Y = 1)表示组件Y在t时刻处于失效状态的概率，F ( A t，Y)表示组件Y在A t 时间段内由正常状态变为失效状态的概率，P (RBY = 1)表示在t时刻组件Y在修复盒工作 之后依然处于失效状态的概率。6. 根据权利要求5所述的一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征 在于，采用动态贝叶斯网络的方法求解带有延时门的子系统具体为：根据延时门时间参数 T与动态贝叶斯网络时间间隔A t的比值n，将延时门转换为包含n+1个状态FO1 (0彡i彡n) 之间转移的动态贝叶斯网络； 1)0号状态发生的概率P (F0。# = 1)与延时门输入事件发生的概率P (A# = 1)相等； 2. i号状态发生的概率P (FO1S = 1)为t时刻i-1号状态发生的概率P (FO1 1)与 输入事件在At时间内未能由失效转换为正常的概率之积； 3) 延时门输出事件的概率P (TD# = 1)与n号状态发生的概率P (F0n# = 1)相等。7. 根据权利要求6所述的一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征 在于，修复盒的工作受到系统中存在的延时门的影响，只有当系统处于正常状态，即延时门 的输出为事件未发生时，修复盒才能正常工作，因此求解组件失效且正在修复的概率为： P(RBZ# = 1) = P(Z# = I) -P(RBZ = 1)+P(RBZ = I)*(I -R(At1Z)*(I -P(TDZ# = I))*P(triggerZ)) 其中，P(Z# = I) = (I -P(Z = l))*F(At，Z)+P(RBZ = I) P (RBZ# = I)表示组件Z处于失效状态且正在修复的概率，P (Z# = I)表示组件Z在 t+ A t时刻失效的概率；P (RBZ = 1)表示t时刻组件Z在修复盒工作之后依然失效的概率； R(At，Z)表示在At时间段内组件Z被修复的概率；PUriggerZ)表示在组件Z失效的条 件下触发修复盒对组件Z进行修复的概率；P (Z = 1)表示组件Z在t时刻处于失效状态的 概率；F(At，Z)表示组件Z在At时间段内由正常状态变为失效状态的概率；P(RBZ = 1) 表示在t时刻组件Z在修复盒工作之后依然处于失效状态的概率；P (TDZ# = 1)表示t+ A t 时刻由延时门约束的包含组件Z修复盒RBZ的子系统在t+A t时刻处于失效状态的概率。8. 根据权利要求1所述的一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征 在于，步骤4中采用延时门建立系统的动态故障树模型的方法为：1)首先从系统中选择一 个或者多个事件作为顶层事件，若顶层事件发生，则目标系统失效；2)确定导致系统失效 的基本事件，基本事件表示导致目标系统失效的最底层原因；3)从顶层事件开始向下逐层 分析，将影响上层事件发生的所有直接原因置于相应事件下一层，然后根据系统选择逻辑 门将下层事件连接到上层，直到下层事件为基本事件时停止，就得到系统的动态故障树模 型。9. 根据权利要求8所述的一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，其特征 在于，步骤5中求解系统的动态贝叶斯网络，得出系统的可靠性的方法为：将系统的动态故 障树模型转换为动态贝叶斯网络，通过查阅系统配套的说明文档获得基本组件的失效率， 依据步骤3中对各个逻辑门的求解结果，得出顶层事件与所有基本事件之间的关系，并采 用迭代的计算方法编写程序求解系统的失效率与时间的关系，得出系统在其运行时间内的 可靠性。
【专利摘要】本发明公开了一种对修复有时间约束的系统动态故障树分析方法，步骤1：定义修复时间限制；步骤2：定义延时门；步骤3：采用动态贝叶斯网络的方法求解带有延时门和修复盒的子系统；步骤4：分析待求解系统，建立系统的带有延时门的动态故障树模型；步骤5：将动态故障树转换为动态贝叶斯网络并求解，得出系统的可靠性。本发明扩展了动态故障树，加入了针对修复过程的延时门，能够对具有修复机制且对修复有时间约束的系统进行建模，通过定量的计算，可以准确得到系统的可靠度。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105005697
【申请号】CN201510419980
【发明人】马建峰, 孙聪, 张帅, 习宁, 卢笛, 马勇, 焦政达
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月16日