[发明专利]一种基于事件树的序列和后果分析的故障判断系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于事件树的序列和后果分析的故障判断系统及方法，属于可靠性和安全评价领域。

背景技术

事件树分析（Event Tree Analysis）是一种时序逻辑的事故分析方法，通常用于核电系统和其它大型复杂系统的安全评价和可靠性分析当中，事件树分析已成为核电厂概率安全评价（Probabilistic Safety Assessment）中的重要部分。它分析由始发事件（Initial Event，也称之为“初因事件”）与相关的电厂系统响应组合而形成的各种事故序列，然后建立事件树（即事件树模型）。这些相关的电厂系统在事件树中表现为功能事件（Function Event，也称之为“题头事件”），事故序列在事件树模型中就表现为事件树的序列。根据电厂系统响应的成功或失效（系统的响应类型一般有两种，少数情况下也会考虑部分成功），功能事件在事件树序列中也相应的体现为成功分支或失效分支。某一个序列对应的（整个系统或某个子系统的）最终状态就是该序列的后果。一个系统的事件树模型，一般包括：始发事件，功能事件及其系统故障树模型；功能事件的成功处理方法、分析边界条件；事件树序列的名称和后果，事件树序列所包含的始发事件和功能事件，以及功能事件在事件树序列中的顺序和分支类型（成功或失效）等等。

对事件树进行分析的时候，对于失效分支的计算比较容易；而对于成功分支的计算则比较难，考虑到时间和资源的耗费，现在国内外流行的概率安全评价系统，一般都不支持成功分支的精确计算，而是根据分析精确度的需要，采用各种近似计算方法，这些近似方法建造故障树的流程是不一样的。传统的事件树的序列（Sequence）或后果（Consequence）求解方法，其思想一般都是根据始发事件和功能事件对应的系统故障树模型，直接把某一个序列或后果展开为一个整体故障树（即事件树的序列故障树模型或事件树的后果故障树模型），然后对其进行统一处理，并不能对每个单独的功能事件，根据分析精确度的需求进行不同的成功分支处理；比较耗费计算资源和时间，或者无法满足分析的需求。

后来发展的一些新方法可以对每个单独的功能事件进行不同的成功分支处理，但是其直接建造故障树进行分析的方法，使得建树和分析计算都非常耗时，很难胜任较大规模的序列故障树特别是后果故障树的建造和分析任务；而且一旦改变成功处理方法，就需要重新建造故障树。还有一种“三步法”，是在《原子能科学技术》第42卷第8期的《核电厂PSA中事故序列后果分析方法研究》论文中提出的，它采用替代的方式分步建树，节省了建树和分析的时间；但由于它是简单的直接替代，所以只能用于功能事件的失效分支，而不能用于成功分支，导致对系统的故障模式分析不全、得到的故障概率与实际相差较大。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种基于事件树的序列和后果分析的故障判断系统及方法，能根据分析者的需求，按照不同的成功处理方法准确的构建序列和后果故障树，对事件树的每个功能事件的成功分支分别进行各种近似计算和精确计算，对给定系统故障的分析结果更符合分析者的精度要求和速度要求，提高可靠性。

本发明的技术方案如下：一种基于事件树的序列和后果分析的故障判断系统，包括：

（1）数据输入模块，获取给定系统的可靠性数据和结构数据，并以故障树模型和事件树模型的方式进行存储，送给事件树解析模块；

（2）事件树解析模块，对给定的事件树模型和故障树模型进行处理，采用分别替代法处理事件树的成功分支，构造成传统的序列故障树模型和后果故障树模型，送给故障树预处理模块；

（3）故障树预处理模块，对给定的故障树模型进行预处理，预处理方法包括房型事件处理、特殊门处理、故障树化简与故障树模块化；预处理之后送给故障树分析模块；所述特殊门是一种故障树逻辑门，不是与门也不是或门；

（4）故障树分析模块，对给定的故障树模型进行故障模式即最小割集分析及概率计算、重要度计算、敏感性计算、不确定性分析，得到给定系统的故障分析结果；

（5）图表显示模块：以图表形式显示给定系统的故障分析结果。

所述数据输入模块实现过程如下：

（1）给定系统的可靠性数据由分析人员建造成故障树的基本事件可靠性模型；本模块预留了所有可靠性模型的接口，并提供6种比较常用的标准可靠性模型给分析人员进行选择；每一种模型都包含若干可靠性参数；

（2）给定系统的结构数据由分析人员根据各子系统的部件和结构建造各子系统的故障树模型；并由分析人员对整个系统的可能故障情况进行分析，建造若干个事件树模型。