故障树自动生成系统的研究与开发

【摘要】：目前,计算机自动生成故障树技术的开发已经得到了广泛关注。为了增强故障树的可读性,简化大系统故障树生成的复杂性,并能够实现故障树生成技术的资源共享,本文开发了一套故障树自动生成系统。 该系统的依据是一种基于系统分析的故障树自动生成方法。这种方法主要思想是,根据各种控制回路及构成元件(部件)的特性建立描述控制回路因果模型及元件(部件)因果模型的数据库。依据控制系统流程图确定控制系统中独立元件(部件)、控制回路以及系统外界不可控扰动等基本信息,并把独立元件(部件)、控制回路以及系统外界不可控扰动视为控制系统的子要素。在故障树生成中,根据控制系统流程图和有向图确定系统的邻接矩阵,利用邻接矩阵描述系统各子要素之间的直接关系,并求得的系统可达矩阵。对系统可达矩阵运用系统分析方法,进行子要素级别分析、强连接关系识别、基本子要素的确定一系列的运算,确定系统故障树结构模型,得到系统故障树顶部结构。最后,通过搜索顶部结构各节点并结合故障树结构模型,从数据库中调用相关的因果模型,自动生成系统故障树。 该系统包括用户登录模块、故障树模型模块、控制系统模块、生成故障树模块及技术论坛模块。它们的功能分别是用户注册、登录及资料管理;创建和编辑元件(部件)因果模型和控制回路因果模型;创建和编辑控制系统;自动生成某控制系统故障树;为用户提供了一个探讨故障树自动生成技术的场所,使资源得到共享。 本文结合高温硝酸冷却系统的例子验证了这种方法的有效性和可行性。本文开发的这套系统为故障树生成节省大量重复劳动,使生成的故障树具有更强的理论依据,方便了故障树分析和应用,具有较好的应用前景。