[发明专利]一种基于优先级的底事件排序方法

说明书

本发明公开了一种基于优先级的底事件排序方法，属于故障分析技术领域。包括以下步骤：对故障树进行预处理，得到简化的故障树；对已经简化的故障树进行底事件排序，将故障树转化为BDD结构之前，首先要确定底事件的排列顺序，采用本发明的基于优先级的底事件排序方法进行底事件排序；根据得到的底事件排列顺序，按照香农原理的If‑Then‑Else运算符将故障树转化为BDD结构；对BDD结构进行遍历，寻找BDD结构中以1为终节点的所有路径，这些路径即为故障树的割集。本发明提出一种基于优先级的底事件排序方法，通过减小BDD的规模来减小计算代价，有效降低了故障树分析方法的内存消耗，同时提高了计算效率。

技术领域

本发明涉及一种基于优先级的底事件排序方法，属于故障分析技术领域。

背景技术

故障树分析(Fault Tree Analysis,FTA)方法是可靠性分析及故障诊断的有效方法。故障树模型已经广泛应用于核电厂的概率安全分析，几乎所有的风险分析研究和计算都依靠这些模型。为设计满足安全标准的系统如核电站风险监测系统等，需要在设计时把握系统的安全性，及时对不满足安全性要求的系统做出合适的措施。而随着计算机技术的发展，各种控制和容错技术被广泛应用，许多系统的结构日益复杂，表现出依赖性、冗余性、可修复性、时效性等特征，这使得系统安全性的分析也越来越困难。

故障树分析是国内外核电站进行概率安全评价中广泛采用的一种建模方法。传统的故障树分析技术都是以最小割集(Minimal Cut Set，MCS)为基础的，其原理通常是首先求出系统的MCS，再按容斥定理求出顶事件失效概率。然而，求解MCS是一个存在NP困难的问题，其复杂度是底事件数量的指数倍。近年来出现的二元决策图(Binary DecisionDiagram，BDD)技术是故障树分析的一种特别有效的工具，尤其是针对传统故障树分析中存在的NP问题，BDD技术显现出更为出色的运算能力。

BDD是用Boole函数表示的一种图形方式，可以直观地反映出函数的逻辑结构。BDD方法可同时完成故障树的定性分析和定量分析，但在实际工程应用中，从故障树转化成BDD结构的过程存在组合爆炸问题，一棵复杂故障树的BDD结构非常庞大，在故障树向BDD转化过程中，关键是要进行底事件排序，底事件的排序直接影响BDD的规模，从而影响故障树分析的效率。而重复事件的存在严重影响了底事件排序的优劣，优先解决此类事件可以使BDD规模迅速缩小，现有的底事件排序方法没有考虑重复事件对BDD规模的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有故障树分析方法中底事件排序存在的上述问题，提出了一种基于优先级的底事件排序方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于优先级的底事件排序方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤一对故障树结构采用实数编码，实数编码运算的速度快，且该编码方式同时具有变量标识和变量取值的功能，易于识别和比较；故障树结构编码规则如下：

规则1：逻辑门序号依次为1，2，3，…，N，底事件的序号依次为：10000，10001，10002，10003，…，n，其中N小于10000，n大于等于10000。

规则2：门类型编码规则为逻辑“与”门用数字1代表，逻辑“或”门用2代表。

规则3：每行元素的构成方式为：第一个为门编号；第二个为该门下的所有输入，该输入包括底事件和门事件；在所有的门输入中，以输入事件的数量最多的那个数量为准则，当某个逻辑门的输入少于这个准则时，用0代替空闲的输入；第三个为逻辑门的门类型编号。

步骤二获取系统失效事件的故障树模型，对故障树进行预处理，得到简化的故障树。