二元决策图底事件排序方法的研究

论文摘要

随着科学技术的发展,人们对系统的安全性、可靠性要求越来越高。故障树分析便是对系统进行安全性、可靠性分析的一种有效方法。而在现在所有的故障树分析中,二元决策图又是其中最有效的方法之一。由于二元决策图的节点数在很大程度上依赖于输入的底事件的排列次序,所以从故障树到二元决策图的转换过程中,需要先对底事件进行排序。而如何对底事件进行有效的排序则成为一个重要且未完全解决的课题。虽然现在已经有一些底事件排序方法,但没有一种方法能适合所有的故障树。本文提出了一种新的底事件排序法—相邻底事件优先法,它在原有方法的基础上,特别强调了底事件之间的逻辑关系,并且它的底事件排序过程是静态的,但在BDD的构造过程中,又动态地对已经排序的底事件进行筛选,在BDD的不同分支中允许有不同的底事件排序。在对此方法的原理、步骤进行了详细的分析后,本文又用C语言进行了实现,使新方法能够得到普遍应用。实验证明,与现有的底事件排序法相比,相邻底事件优先法可有效地提高75%的故障树的二元决策图转化效率。之后,本文又引入了故障树模块化的概念,将新方法与模块化结合,形成了模块化的相邻底事件优先法,提高了将复杂故障树转化为二元决策图的可能性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 FTA 和BDD 的研究背景和主要意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 论文主要内容及组织结构
• 2 故障树、SHANNON 分解和 BDD
• 2.1 故障树基本理论
• 2.2 建立故障树的步骤和方法
• 2.2.1 建树步骤
• 2.2.2 建树方法
• 2.3 SHANNON 分解和二元决策图
• 2.3.1 Shannon 分解
• 2.3.2 二元决策图BDD
• 2.3.3 二者之间关系
• 3 基于 BDD 的故障树的分析
• 3.1 故障树的简化
• 3.2 故障树向BDD 的转化
• 3.2.1 获取 BDD 节点指标值的方法
• 3.2.2 递归法
• 3.3 基于BDD 的故障树的定性分析和定量分析
• 3.3.1 基于 BDD 的故障树的定性分析
• 3.3.2 基于 BDD 的故障树的定量分析
• 4 二元决策图排序问题
• 4.1 底事件排序对BDD 规模的影响
• 4.2 现有的底事件排序方法
• 4.2.1 现有的静态底事件排序法
• 4.2.2 渐进式变量排序法
• 4.2.3 渐进式变量排序法性能分析
• 4.3 相邻底事件优先法
• 4.3.1 原理
• 4.3.2 步骤分析
• 4.3.3 举例说明
• 4.3.4 相邻底事件优先法的计算机实现
• 4.3.5 相邻底事件优先法与静态排序法的比较
• 5 基于 BDD 的故障树模块分析法
• 5.1 故障树的模块化分析
• 5.1.1 有关模块的概念
• 5.1.2 模块化分解
• 5.2 模块化的相邻底事件优先法
• 5.3 基于模块和BDD 的故障树定性分析
• 6 实例——波音707 飞机滑油压力指示和警告系统分析
• 6.1 实例背景分析
• 6.2 基于模块化的二元决策图分析
• 7 总结
• 7.1 论文研究内容和成果
• 7.2 论文主要研究成果
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文