【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近期，中科院合肥研究院核能安全所戈道川副研究員、博士生王韶軒等在復(fù)雜時(shí)序失效系統(tǒng)可靠性快速分析方法研究中取得進(jìn)展，研究成果在線發(fā)表在領(lǐng)域內(nèi)權(quán)威期刊《IEEE可靠性匯刊》(IEEE Transactions on Reliability )上。
安全是我國核電發(fā)展的生命線，開展概率安全評(píng)價(jià)技術(shù)研究，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在的薄弱環(huán)節(jié)從而采取防范措施以降低風(fēng)險(xiǎn)，對于提高核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。鑒于核電系統(tǒng)因冗余設(shè)計(jì)普遍存在復(fù)雜時(shí)序失效行為，近年來隨著系統(tǒng)可靠性理論的不斷發(fā)展，以動(dòng)態(tài)故障樹為基礎(chǔ)的系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法逐漸成為核電廠安全評(píng)價(jià)體系中重要的研究方向。由于核電廠系統(tǒng)規(guī)模龐大且具有復(fù)雜失效場景，如何提高核電廠大型復(fù)雜時(shí)序失效系統(tǒng)動(dòng)態(tài)故障樹的計(jì)算效率是當(dāng)下研究面臨的主要難題。
針對這一問題，研究人員提出一種基于系統(tǒng)生存特征(survival signature)理論的快速分析方法(如圖1所示)。Survival signature理論是近年來可靠性領(lǐng)域內(nèi)重要的研究熱點(diǎn)之一，它將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從用于描述系統(tǒng)部件隨機(jī)故障的概率模型中分離出來，從而提高系統(tǒng)可靠性分析效率。研究人員利用部件布爾狀態(tài)向量與失效條件樣本點(diǎn)對時(shí)序失效系統(tǒng)survival signature進(jìn)行高效仿真(如圖2所示)，并基于survival signature實(shí)現(xiàn)時(shí)序失效系統(tǒng)可靠性的快速計(jì)算。研究結(jié)果表明：針對實(shí)際工程中的大型耦合系統(tǒng)，所提方法能夠有效減少仿真過程中的無效樣本點(diǎn)與時(shí)序失效事件，在計(jì)算效率以及精度上都比傳統(tǒng)蒙卡方法更加優(yōu)異。
相關(guān)研究成果將有助于進(jìn)一步推動(dòng)核能系統(tǒng)概率安全評(píng)價(jià)技術(shù)的深入發(fā)展，同時(shí)可為其他工業(yè)過程中大型復(fù)雜時(shí)序失效系統(tǒng)可靠性計(jì)算技術(shù)提供參考，具有廣泛的應(yīng)用前景。
上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，中國博士后面上基金項(xiàng)目和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助和支持。
圖1 基于系統(tǒng)survival signature的仿真方法示意圖
圖2 在不同仿真次數(shù)下所提方法的相對誤差(系統(tǒng)survival signature仿真隨著仿真次數(shù)的增加，相對誤差明顯減小)
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