- 相關(guān)推薦
淺談基于故障樹(shù)的地鐵車輛客室自動(dòng)門系統(tǒng)可靠性分析論文
我國(guó)的城市交通壓力日益嚴(yán)重，為了緩解這種壓力，有相當(dāng)一部分城市開(kāi)始引入城市地鐵系統(tǒng)。對(duì)城市地鐵來(lái)說(shuō)，保障運(yùn)作安全是第一位的，而現(xiàn)在的城市地鐵基本都在車輛客室上使用了自動(dòng)門系統(tǒng)，這種系統(tǒng)雖然具有較高的智能性，但故障率并不低，城市地鐵的常見(jiàn)故障中，有超過(guò)三成來(lái)源于門系統(tǒng)的故障。在這種情況下，自動(dòng)門系統(tǒng)的可靠性受到了質(zhì)疑，基于此種原因，本文將通過(guò)故障樹(shù)對(duì)該系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析，希望能為地鐵系統(tǒng)的優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)。
故障樹(shù)概述
故障樹(shù)即事故樹(shù)，是因果系統(tǒng)樹(shù)的一種實(shí)際應(yīng)用形式，對(duì)外體現(xiàn)為倒立的因果關(guān)系樹(shù)狀邏輯圖，表征符號(hào)包括轉(zhuǎn)移符號(hào)、邏輯門符號(hào)與事件符號(hào)，用于描述單一系統(tǒng)中不同事件的因果關(guān)系。因此經(jīng)常被用于各種復(fù)雜系統(tǒng)的事件分析與多兆因事件的概率計(jì)算。
從本質(zhì)上來(lái)看，故障樹(shù)可以看作一種圖像化的分析方法，具有很強(qiáng)的直觀性和簡(jiǎn)便性，雖然在精確性上不如動(dòng)態(tài)函數(shù)手段，但是由于易于理解、而且也確保了最基本的分析準(zhǔn)確性，所以在非大系統(tǒng)分析中依然非常受青睞。本文所述的地鐵車輛自動(dòng)門系統(tǒng)可靠性分析即為與該分析方法適性較高的一種。
建立故障樹(shù)
通過(guò)故障樹(shù)分析地鐵自動(dòng)門系統(tǒng)的可靠性，最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)是建立足夠完善的故障樹(shù)。建立故障樹(shù)的第一步是綜合分析需要建立故障樹(shù)的系統(tǒng)，以將建樹(shù)范圍確定下來(lái)。對(duì)本文分析的地鐵自動(dòng)門系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，建樹(shù)范圍應(yīng)囊括自動(dòng)門系統(tǒng)直接發(fā)生的與其引發(fā)的所有故障。
其次要確定故障樹(shù)的頂上事件，頂上事件的確定方法有兩種，兩種方法都需要先分析所有的故障，不同的是，一種方法是選擇后果最嚴(yán)重的故障為頂上事件，另一種方法是選擇發(fā)生率最高的故障為頂上事件，具體選擇哪種方法應(yīng)根據(jù)分析對(duì)象與分析方向確定。基于地鐵重大故障的危害性與負(fù)面的社會(huì)影響，本文選擇前一種方法來(lái)確定故障樹(shù)的頂上事件，頂上事件選為“自動(dòng)門系統(tǒng)在車輛運(yùn)行狀態(tài)下錯(cuò)誤打開(kāi)”。
頂上事件確立后，需要以此為基礎(chǔ)進(jìn)行推導(dǎo)分析，先找出頂上事件發(fā)生的直接原因，對(duì)相應(yīng)的中間事件進(jìn)行層層遞進(jìn)的因果關(guān)系推導(dǎo)，一直推導(dǎo)到無(wú)法分析事件原因或不需要分析事件原因的事件，這類事件被稱為底事件。然后利用邏輯門連接起所有上述獲得的事件并繪制成圖，這就完成了針對(duì)該頂上事件的故障樹(shù)。
定性和定量分析
定性分析
以故障樹(shù)為基礎(chǔ)的定性分析主要是為了保障可靠性分析的全面性，并從中發(fā)現(xiàn)故障控制的關(guān)鍵點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，針對(duì)地鐵自動(dòng)門系統(tǒng)的定性分析要將頂上事件發(fā)生的全部原因、形式、影響因素都囊括進(jìn)分析范圍，并計(jì)算分析全部失效模式的發(fā)生概率，通過(guò)概率的大小可以確認(rèn)自動(dòng)門系統(tǒng)運(yùn)作的主要控制點(diǎn)，概率越大，可靠性也就越低，在控制上更應(yīng)優(yōu)先注意。對(duì)本文所建立的故障樹(shù)來(lái)說(shuō)，失效模式和故障樹(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系非常明確，失效模式、失效因素和故障樹(shù)的最小割集都呈單一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此只要找出所有的最小割集就可以說(shuō)是完成了定性分析。
定量分析
與定性分析不同，定量分析主要分析的是底事件和頂事件的關(guān)系，具體來(lái)說(shuō)，定量分析就是利用確定的底事件發(fā)生概率計(jì)算頂上事件的概率與定量指標(biāo)。在本文所用的故障樹(shù)中，利用故障樹(shù)的定量分析需要先將故障樹(shù)當(dāng)作計(jì)算模型，確認(rèn)已知的各項(xiàng)底事件的發(fā)生概率，然后將自動(dòng)門系統(tǒng)失效這一頂上事件的發(fā)生概率推導(dǎo)計(jì)算出來(lái)，這樣一來(lái)就可以評(píng)估自動(dòng)門系統(tǒng)，確認(rèn)其風(fēng)險(xiǎn)性、安全性、可靠性。為此，我們對(duì)頂上事件與獨(dú)立化的底事件進(jìn)行特化，將其“正常”與“故障”這兩種狀態(tài)的概率視為絕對(duì)的0 和1，這樣一來(lái)就可以得到全部底事件的發(fā)生概率。之后依據(jù)故障樹(shù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)，自下而上展開(kāi)逐級(jí)運(yùn)算，直到推導(dǎo)出頂事件概率。由于本故障樹(shù)應(yīng)用了“與”門和“或”門兩者邏輯結(jié)構(gòu)，在可靠性理論下，前者輸出事件的概率為P(X)=1，后者輸出事件的概率為P(X)=2，由此可進(jìn)一步推得全部11 個(gè)底事件的發(fā)生概率分別為0.001，3.50×10 - 6，1.01×10 - 6，2.20×10 - 6，7.0×10 - 5，1.40×10 - 7，3.01×10 - 7，1.40×10 - 7，2.12×10 - 7，4.52×10 - 7，1.06×10 -7。根據(jù)這些概率和故障樹(shù)結(jié)構(gòu)，可以依次計(jì)算出P(6)到P(0)的數(shù)值，其中P(0)即為頂上事件的發(fā)生概率。最終定量分析結(jié)果為，頂上事件發(fā)生概率7.67×10 - 8。
結(jié)語(yǔ)
綜上可知，通過(guò)故障樹(shù)分析地鐵車輛的客室自動(dòng)門系統(tǒng)首先要進(jìn)行完善化、合理化、全面的故障樹(shù)建立，然后以此為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)學(xué)手段采取定性分析與定量分析。前者分析了故障的各個(gè)組合模式與概率，指明了系統(tǒng)故障控制的重點(diǎn);后者分析了在底事件概率確定的情況下，求算頂上事件概率的方法并得出了實(shí)際的頂上事件概率。將獲得結(jié)果與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和同類系統(tǒng)對(duì)比可知，地鐵自動(dòng)門系統(tǒng)具有較高的可靠性。
【淺談基于故障樹(shù)的地鐵車輛客室自動(dòng)門系統(tǒng)可靠性分析論文】相關(guān)文章：
基于故障樹(shù)的變速器故障診斷系統(tǒng)研究04-27
基于故障樹(shù)分析的建設(shè)工程風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別系統(tǒng)04-30
基于故障樹(shù)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷教學(xué)系統(tǒng)研究04-27
淺談VTEC系統(tǒng)故障檢修04-30
淺談細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在地鐵中的應(yīng)用論文04-30
Nabtesco地鐵車輛制動(dòng)系統(tǒng)概述04-30
地鐵車輛系統(tǒng)應(yīng)急預(yù)案探究04-30