[发明专利]两状态系统的GO法中可靠度计算方法

说明书

技术领域

本发明属于系统可靠性分析技术领域，具体涉及一种两状态系统的GO法中可靠度计算方法。

背景技术

GO法是一种有效的系统可靠度分析方法。GO法的基本原理是以操作符代表单元，以信号流代表单元之间的连接，将系统图转换成GO图。GO法的定量计算是从输入操作符开始，沿信号流序列，按操作符运算规则，逐步计算信号流的状态概率，直至代表系统的最终输出信号。GO法在本世纪初不断发展，逐渐有了GO法定量计算的新算法；并有了系统中共有信号的计算方法和传递规则，在多数情况下可以直接计算所有信号流的状态概率；进而发展了有共有信号的GO法精确定量算法和可修系统中的GO法算法，使GO法的系统定量计算更为直接和简便。为表述简便，将上述提到的系统可靠度的GO法算法称为信号流法。

可修系统中操作符和输入输出信号都代表可修系统，稳态可靠度分析时，仅讨论稳态可靠度特征量，不必考虑时间因素，因此稳态分析的可修系统只是两状态系统，这是两状态系统中比较常见的类型。根据两状态系统的特点，提出了由两状态系统的最小路集计算系统可靠度的算法。为表述简便，将此新算法称为最小路集法。

信号流法的缺点是有共有信号时处理麻烦，编程涉及符号或字符串运算，编程复杂，计算耗时长；共有信号太多时，会有“组合爆炸”问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有GO法处理共有信号时计算方法的缺陷，提供一种两状态系统的GO法中可靠度计算方法，该方法在共有信号多时处理比信号流法容易，原理简单，易于编程。

本发明的技术方案如下：一种两状态系统的GO法中可靠度计算方法，包括：

获取两状态系统的全部n个最小路集，分别为R₁,R₂…R_n，每个最小路集R_i以向量表示为[m,n,p…]，其中，m,n,p…表示最小路集R_i中含有的功能操作符编号；

系统的可靠度A通过所有最小路集应用容斥定理计算得到：

其中，R_iR_j表示路集R_i和R_j的并集，P(R_iR_j)表示R_i和R_j并集的概率；R_iR_jR_k表示路集R_i、R_j和R_k的并集，P(R_iR_jR_k)表示R_i、R_j和R_k并集的概率……以此类推，几个向量的并集向量包含这几个向量的全部元素，并集的概率为其中含有的全部功能操作符所代表单元的可靠度的乘积。

进一步，如上所述的两状态系统的GO法中可靠度计算方法，其中，所述的两状态系统的全部最小路集的获取方法如下：

首先，对有相关性的结构进行单独定量分析，得到它们的等效单元的等效可靠度参数，并在两状态系统中用等效单元代替这些有相关性的结构，从而使两状态系统的单元独立；

其次，把M取K门的逻辑关系等效为相应的或门和与门的组合关系；

然后，从最终信号流开始，逆着信号流方向逐渐求解最小路集，直至遍历 过所有的输入操作符，求解过程中进行如下置换：

(1)中间最小路集遇到或门，输入信号向量有几个元素就把中间最小路集复制成几个，每个新的中间最小路集中用输入信号编号置换或门的输出信号编号；

(2)中间最小路集遇到与门，用输入信号向量置换与门的输出信号编号；

(3)中间最小路集遇到两状态单元，用操作符编号和输入信号编号置换输出信号编号；

(4)中间最小路集遇到有条件信号导通单元，用操作符编号和输入信号向量置换输出信号编号；

(5)中间最小路集遇到单信号发生器，用操作符编号置换输出信号编号；

其中，所述的中间最小路集为求解过程中得到的最小路集，所述的输入信号向量为或门、与门或者有条件信号导通单元的全部输入信号编号构成的向量。

本发明的有益效果如下：本发明针对两状态系统的GO法，先求出系统的所有最小路集，再通过所有最小路集应用容斥定理计算得到系统的可靠度。该方法在共有信号多时处理比信号流法容易，原理简单，易于编程。

附图说明