基于贝叶斯网络的可靠性概率风险评价方法研究

摘要

随着科学和技术的不断加快发展,组成各类系统的结构变得越来越复杂,系统中的容量参数逐渐地提高,所处的环境条件也越来越严苛,因此系统在运行过程中的安全性和可靠性问题越来越受到人们关注。本文以柴油发动机为研究对象,通过对其进行可靠性概率相关的风险评价找出提高其可靠性的方法,从而可以控制其发生故障风险的概率和减少其相关的维修费用。针对柴油发动机中某子系统的可靠性,从存储系统网络节点所需总的联合表规格大小和计算效率的角度对几种可靠性建模方法进行比较和分析,且运用最优的贝叶斯网络建模方法进行柴油发动机系统的可靠性概率风险评价。本文主要研究以下几个方面内容:
　　(1)在了解与回顾贝叶斯网络理论和传统可靠性分析方法的基础上,针对柴油发动机燃油供给系统的可靠性,分析五种基于贝叶斯网络的可靠性建模方法(包括Naive方法、直接连接方法、非直接连接方法、MLS方法和MCS方法)并建立相应的模型,通过对各种方法存储模型所需总的联合表规格大小和计算效率的对比,找出所需总的联合表规格最小和计算效率最高的贝叶斯网络建模方法,并用两种启发法对所建立的贝叶斯网络进行优化,最后建立最优化的基于贝叶斯网络的可靠性分析模型。
　　(2)在已建立的基于贝叶斯网络的可靠性分析模型基础上,对系统进行可靠性分析。针对柴油发动机起动困难这一故障模式,建立最优化的贝叶斯网络模型。然后根据建立的模型,对系统进行可靠性分析,包括后果概率、故障诊断、因果推理和重要度分析(RRW、FV、RAW和BM)。通过这些可靠性分析计算出系统发生故障的概率,找出系统的相对薄弱环节,以及确定元件在系统中所处的权重,从而可以为提高系统的可靠性和实施故障诊断与预测提供有力的技术支持。
　　(3)针对多状态系统的特点,提出基于贝叶斯网络的多状态系统可靠性建模和分析方法。首先建立几种典型的多状态系统的状态函数,然后根据状态函数的特点建立多状态系统的贝叶斯网络模型,接着根据建立的模型对系统进行可靠性分析。最后通过柴油发动机燃油故障这一实例,验证该方法的有效性和先进性。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2可靠性概率风险评价方法的研究现状和发展趋势

1.3 课题的来源

1.4 论文的主要内容和结构安排

1.5 本章小结

第二章 贝叶斯网络的基本理论

2.1 引言

2.2 贝叶斯网络的基本概念

2.3 贝叶斯网络的构造

2.4 贝叶斯网络推理

2.5 贝叶斯网络的常用工具和软件

2.6 本章小结

第三章 基于贝叶斯网络的系统可靠性建模分析

3.1 引言

3.2 五种贝叶斯网络建模方法分析

3.3 有效的MLS和MCS方法

3.4 有效的MLS和MCS方法的最优排序

3.5 基于启发法的系统优化

3.6 本章小结

第四章 基于贝叶斯网络的发动机可靠性分析

4.1 引言

4.2 建立发动机起动困难的故障树

4.3 建立发动机起动困难的贝叶斯网络

4.4 确定发动机起动困难的贝叶斯网络中根节点的先验概率

4.5 可靠性分析

4.6 重要度分析

第五章 基于贝叶斯网络的多状态系统可靠性分析

5.1 引言

5.2 多状态系统的状态函数

5.3 基于贝叶斯网络的多状态系统可靠性建模

5.4 多状态系统可靠性分析

5.5 实例分析

5.6 本章小结

第六章 结论和展望

6.1 结论

6.2 后续工作展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

攻读硕士学位期间参加科研情况

声明