[发明专利]一种考虑失效传播的民机系统运行可靠性评估方法

说明书

本发明涉及一种针对失效传播的民机系统机运行可靠性评估方法，其步骤如下：结合民机系统失效机理，分析失效传播对民机系统运行可靠性影响；采用动态故障树方法识别可能存在的失效传播及路径，实现通过时序分析故障路径；提出针对失效传播的数据处理与分析方法，采用贝叶斯结构方法，计算失效传播的条件概率；构建单失效源、多传播路径的失效传播分析模型，采用符号有向图方法加以实现；构建多失效源、多传播路径的失效传播分析模型，采用高斯过程代理模型分析各失效源传播路径对整个失效传播的贡献；考虑失效传播的背景下，针对数据与模型进行不确定分析性；采用降噪自编码的深度学习结合迁移学习进行考虑失效传播的民机系统运行可靠性评估。

技术领域

本发明涉及航空安全领域，具体是一种考虑失效传播的民机系统运行可靠性评估方法。

背景技术

失效传播是影响系统运行可靠性的重要因素之一。民机系统是典型的复杂耦合系统，由于失效传播及复杂系统自身的特点，决定其在运行过程中存在多种具有关联性的失效模式，且多失效模式之间的作用规律还会伴随着失效传播发生转换和切换，普遍存在由单失效引发多失效，由局部失效引发全局失效，由轻微的性能退化失效导致严重失效等问题，极大增加了系统运行可靠性评估的难度。因此，如何利用有限的状态监测信息及工程经验，及时感知失效传播的作用机制、演变规律及其对复杂系统运行可靠性的影响，采用面向失效传播的民机系统运行可靠性评估方法，对提高民机运行可靠性评估的系统化、精确化具有重要意义。

发明内容

本项目从有效控制民机系统运行风险，感知失效传播对运行可靠性的影响，分析失效传播机理、处理失效传播数据，构建失效传播路径模型，研究失效传播中数据与模型的不确定性，提出基于机器学习的失效传播可靠性评估方法，提高运行可靠性评估的准确度。

本发明提出的一种考虑失效传播的民机系统运行可靠性评估方法，包括以下步骤：

1)结合民机系统失效机理，分析失效传播对运行可靠性的影响；

2)采用动态故障树方法识别可能存在的失效传播及传播路径；

3)提出针对失效传播的数据处理与分析方法，利用可观测变量、不可观测变量及潜在变量，计算失效传播的条件概率；

4)构建单失效源、多传播路径的失效传播分析模型；

5)构建多失效源、多传播路径的失效传播分析模型；

6)考虑失效传播的背景下，针对数据与模型进行不确定分析，降低模型选择的不确定性；

7)针对噪音大，数据样本量小的特点，采用降噪自编码的深度学习结合迁移学习进行考虑失效传播的民机系统运行可靠性评估。

步骤1)所述的结合民机系统失效机理，分析失效传播对运行可靠性的影响，失效传播影响运行可靠性的作用形式，分别是潜在失效L和显性失效D；对运行可靠性的影响表现为，复合失效导致的运行可靠性降低r₁，竞争失效导致的主导失效影响运行可靠性r₂和对可靠性影响的延迟反应表示为r₃。

2)采用动态故障树方法识别可能存在的失效传播及传播路径，将潜在失效L和显性失效D体现到故障树建模中，将对运行可靠性影响的r₁、r₂和r₃融合到动态建模中，实现通过时序分析故障路径；

3)提出针对失效传播的数据处理与分析方法，利用可观测变量、不可观测变量及潜在变量，计算失效传播的条件概率；辨识失效传播过程中的失效源节点、中间结点和结果节点，采用变结构Copula模型分析失效之间的相关性，利用差分贝叶斯方法对原始数据进行处理，采用结构贝叶斯方法进行计算。