动态故障树分析方法研究

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1、国防科学技术大学研究生院学位论文摘要／^f传统故障树分析方法是基于静态逻辑和静态故障机理提出的一种有效的系统可靠性分析方法，不适用于对具有动态随机性故障和相关性的系统，如容错系统、冗余(或冷、热备件)可修系统、公用资源库系统，具有顺序相关性的系统的可靠性分析。马尔可夫过程模型是动态系统可靠性分析中一种常用方法，但其状态空间的规模随系统规模增大而呈指数增长，导致马尔可夫模型的建立和求解非常繁琐，有时甚至由于运算量太大而无法使用。因此，研究一种新的故障树分析方法成为必然要求。动态故障树分析方法综合了传统故障树分析方法和马尔可夫模型两者的优点。该方法首先将动态故障树进行

2、模块化，得到独立的静态子树和动态子树，再分别用二元决断图法和马尔可夫过求解。当每个动态子树的规模与系统规模相比不大时，可以大大提高分析的效率本文着眼于动态故障树在系统可靠性建模及定性定量分析中的技术，主要研究动态故障树模块化方法，介绍了基于BDD的静态子树分析方法，重点研究动态子树的分析方法——马尔可夫链法。论文研究了动态逻辑门向马尔可夫链的转化方法，利用马尔可夫链法求解动态子树顶事件概率，以及通过马尔可夫状态转移图直接找出子系统的故障模式和薄弱环节，即得到动态子树的顺序割集。针对马尔可夫状态转移图中由定义求解部件概率重要度计算量过大的问题，本文提出一种简单直观的

3、基于状态转移链法的图解法。／．r(关键词：L可靠性)动态故障树，二元决断图，马尔可夫链，重要度第1页国防科学技术大学研究生院学位论文AbstractBasedonstaticlogicorstaticfailuremechanism，thetraditionalfaulttreeanalysisisaeffectivemethodtoanalyzesystemreliability．Butitcallnotbeusedtoanalyzethereliabilityofsystemswithdynamicrandomicityanddependency,suchas

4、faulttolerantsystem，repairablesystemwithredundance(coldspareorhotspare)，sequencedependencysystemandsystemwithsparepoolMarkovmodelcanbeusedtoanalyzereliabilityofdynamicsystemHowever,becausethesizeofstatespacewillincreasingexponentiallyasthesizeofsystemaugments，theconstructionandsolutio

5、nofMarkovmodelaretediousanderrorprone，evencannotbeused．Therefore，itisnecessarytostudyanewfaulttreeanalysismethodDynamicfaulttreeexploitstherelativeadvantagesofbothfauktreeandMarkovmodelDynamicfaulttreeismodularizedintoindependentstaticsubtreesandindependentdynamicsubtrees，thensolvedby

6、BDDandMarkovmodelseparatelyThismethodCanimproveanalysisefficiencygreatlyifthesizeofeachdynamicsubtreeisfarsmallrelativetOthatofsystemThispaperfocusesontechniquesofdynamicfaulttreeinsystemreliabilitymodelinganditsqualitativeandquantitativeanalysishstudiesthemodularizationofdynamicfault

7、tree，presentsBDDsolutionforstaticsubtreesandstudiesMarkovchainsolutionfordynamicsubtreebriefly．ThispaperpresentstheconversionfromdynamiclogicgatetoMarkovchain,thesolutionofdynamicsubtreetopeventfailureprobabilityandthemethodofobtainingthefailuremodeofsubsystemusingMarkovmodel，thatisse

8、quenc