三种系统可靠性评估方法的比较与分析

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1、第５卷第４期航空工程进展Vol畅５No畅４２０１４年１１月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGNov．２０１４文章编号：１６７４‐８１９０（２０１４）０４‐４９１‐０６三种系统可靠性评估方法的比较与分析１１２２王瑶，孙秦，薛海红，严拴航（１．西北工业大学航空学院，西安７１００７２）（２．中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，西安７１００８９）摘要：故障树、故障Petri网和贝叶斯网络是评估系统可靠性、安全性的三种重要模型。其中，故障树在工程中应用最广，而后两种模型其各自具有不可替代的优点，可以弥补故障树在实际应用中的不

2、足。在介绍三种模型的基础上，通过对故障树向故障Petri网转化方法、故障树向贝叶斯网络转化方法的研究，给出描述三种模型的典型逻辑关系等价结构图的表格，揭示三种模型的内在联系。结合该表，提出故障Petri网向贝叶斯网络的转化方法。同时，利用上述三种模型对导弹发动机故障进行对比分析，结果表明故障Petri网使故障传播过程一目了然，而通过故障Petri网络或故障树转化而来的等价贝叶斯网络可计算出更多定量结果。关键词：故障Petri网；故障树；贝叶斯网络；故障传播；因果关系中图分类号：TB１１４．３文献标识码：AComparisonandAnalysisofThreeSyste

3、mReliabilityEvaluationMethods１１２２WangYao，SunQin，XueHaihong，YanShuanhang（１．SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an７１００７２，China）（２．TheFirstAircraftInstitute，AviationIndustryCorporationofChina，Xi’an７１００８９，China）Abstract：Faulttree，faultyPetrinetandBayesiannetworkarethre

4、epowerfulmodelsusedtoassessasystem’sreliabilityandsafety．Faulttreeisthemostwidelyusedwhileeachofthelattertwohasitsownirreplaceablemerits，whichcanmakeupfaulttree’sdeficiencyinpractice．Basedonthebasicknowledgeaboutthesethreemodels，bothmethodformappingfaulttreesintofaultyPetrinetsandmethodf

5、ormappingfaulttreesintoBayesiannetworksarediscussed．Combingwiththesetwomethodsstatedabove，atablethatshowsthesethreemodels’equivalentclassiclogictopologyispresented，whichrevealstheinnerconnectionamongthesethreemodels．Onthebasisofthetable，amethodformappingafaultyPetrinetintoBayesiannetwork

6、israised．Meanwhile，afailureeventofunexpectedignitionofanengineisstudiedandcomparedusingthesethreemodelsseparatelyandtheresultsshowthatfaultyPetrinetdescribestheprocessoffaultpropagationclearandusingtheequivalentBayesiannetworkthatmappedfromaPetrinetorfaulttree，morequantitativeinformation

7、canbecalculated．Keywords：faultyPetrinet；faulttree；Bayesiannetwork；faultpropagation；causeandeffectrelationship统故障事件进行图形表示，并通过其推理手段对系0引言统进行故障诊断、可靠性评估、安全性评估、薄弱环［１‐２］节识别等。故障Petri网、故障树与贝叶斯网络均能对系故障树是最常用的系统分析方法。通过对故障树进行定量以及定性分析，确定导致故障发生的收稿日期：２０１３‐１２‐２３；修回日期：２０１４‐０３‐０２各种可能原因，并通过定