【正文】 ， 則兩者差值 取 ， 其中均方差 式中： 為自動化測量精度 ， 為人工測量精度 。 人工比測考核計算 ix自ix人 ii xxδ 人自＝ σ2≤ δ )σ+σσ 22 人自（＝自σ 人σ 監(jiān)測自動化系統(tǒng)－ 平均無故障工作時間 （ 1） 49 平均無故障工作時間， 英文全稱是“ Mean Time Between Failure”，用MTBF表示，是可修復(fù)產(chǎn)品可靠性的一個重要定量指標(biāo)，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計時都要提出明確的平均無故障工作時間指標(biāo)要求，是指可修復(fù)產(chǎn)品在相鄰兩次故障之間工作時間的數(shù)學(xué)期望，簡單地說就是兩次相鄰故障之間工作時間的平均值。 DL/T 52112023 規(guī)范中的計算公式在工程實踐中遇到下列幾個問題： 例 1：某個自動化系統(tǒng) ， 有 3個采集單元 。 在 1年考核期內(nèi) ， 第 1個采集單元正常工作時間為 8760h， 即故障次數(shù)為 0；第 2個采集單元正常工作時間為 8760h, 即故障次數(shù)為 0；第 3個采集單元正常工作時間為8736h， 即故障次數(shù)為 1。 按上述公式計算得 h， 顯然在考核期內(nèi)計算的系統(tǒng) MTBF與實際情況不符 。 例 2：某個自動化系統(tǒng)在 1年考核期內(nèi)未發(fā)生故障 ， 即故障次數(shù)為 0， 則上述 MTBF計算公式就無意義了 。當(dāng)然 ， 這里根據(jù) MTBF的基本定義很容易理解該系統(tǒng)在 1年考核期內(nèi)的 “ 年平均無故障工作時間應(yīng)為8760h” 。 例 3：某個自動化系統(tǒng)， 1年考核期內(nèi)發(fā)生故障 1次，故障時間為 3個月，按上述公式計算得 h，仍可滿足規(guī)范 6300h要求。這個故障時間太長，顯然不能滿足工程安全監(jiān)測的需要，與實際情況不符。這里涉及另一個系統(tǒng)可靠性考核定量指標(biāo)“平均修復(fù)時間（ MTTR）”的確定問題。 2 6 2 5 6100 8 7 3 68 7 6 08 7 6 0M T B F ??? ??? 監(jiān)測自動化系統(tǒng)－ 平均無故障工作時間 （ 2） 50 對 DL/T 52112023規(guī)范規(guī)定的 1年考核期 MTBF計算中的幾個問題的解決方案： 1） MTBF計算公式的改進(jìn) 工業(yè)產(chǎn)品設(shè)備的 MTBF計算有多種方法 ， 有的是利用樣品進(jìn)行試驗考核 ， 而大多數(shù)廠家是根據(jù)產(chǎn)品實際使用情況的紀(jì)錄或抽樣試驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計計算的 。 但無任采用什么方法計算 ， 其依據(jù)是 MTBF的基本定義 ， 即 “ 兩次相鄰故障之間的工作時間的平均值 ” 。 為了解決或消除現(xiàn)行規(guī)范中有關(guān) MTBF計算公式在實際應(yīng)用中存在的問題，并方便根據(jù)各測點監(jiān)測數(shù)據(jù)對系統(tǒng) MTBF的統(tǒng)計計算，建議對計算公式作如下修改，并增加附加說明條件，即： 系統(tǒng) MTBF取各測點或各采集單元平均無故障工作時間的算術(shù)平均值，即 式中： ti 為考核期內(nèi)，第 i個測點或采集單元的正常工作時數(shù)； ri 為考核期內(nèi) ， 第 i個測點或采集單元出現(xiàn)的故障次數(shù)； n 為系統(tǒng)內(nèi)測點或采集單元總數(shù) 。 附加說明條件： 當(dāng)?shù)?i個測點或采集單元在考核期內(nèi)未發(fā)生故障時，取 ri＝ 1。 nrt=MBT F∑ n1=i ii 監(jiān)測自動化系統(tǒng)－ 平均無故障工作時間 （ 3） 51 2） 考核單元的劃分 由于大壩安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)由多種設(shè)備及線路構(gòu)成 ， 既不宜一律籠統(tǒng)地把整個系統(tǒng)當(dāng)作一個產(chǎn)品來考核 ， 也不宜細(xì)分到把各個設(shè)備的元器件作為一個產(chǎn)品來考核 ， 因此 ， 宜將監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中具有獨立功能的單元 （ 如將一臺現(xiàn)場測控單元或一個測點作為考核單元 ） 作為 “ 產(chǎn)品 ” 來考核 ， 最終整個系統(tǒng)的 MTBF是各考核單元 MTBFi的算術(shù)平均值 。 在工程實際應(yīng)用中 ， 判斷現(xiàn)場測控單元或者采集系統(tǒng)工作是否正常的依據(jù)往往是各測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)是否正常 （ 當(dāng)然 ， 要排除監(jiān)測儀器或建筑物自身引起異常的因素 ） ， 因此 ， 將各測點的 MTBFi作為統(tǒng)計現(xiàn)場測控單元或采集系統(tǒng) MTBF的基本考核單元是比較合適的 。 監(jiān)測自動化系統(tǒng)－ 平均無故障工作時間 （ 4） 52 3） 故障的界定 系統(tǒng)設(shè)備或某個測控單元不能正常工作 ， 造成所控制的單個或多個測點測值異?；虿杉坏綌?shù)據(jù) ， 稱為故障 。 因監(jiān)測儀器故障 、 人為損壞 （ 如電纜被割 、 砸壞 、 誤操作 ）或不可抗力等原因造成的無法測取正確的數(shù)據(jù) ， 不應(yīng)算系統(tǒng)或采集單元的故障 。 對一些特殊采集系統(tǒng)（如激光準(zhǔn)直系統(tǒng)、某些引張線和垂線監(jiān)測系統(tǒng)等）監(jiān)測儀器（傳感器）和監(jiān)測數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)是一個整體， MTBF考核時將兩部分一并進(jìn)行考核，在這種情況下，監(jiān)測儀器的故障應(yīng)作為系統(tǒng)或采集單元的故障考慮。 4） 對 “ 故障 ” 在 “ 短時間可恢復(fù)的不計 ” 的理解 在 DL/T 52112023規(guī)范中，對自動化系統(tǒng)監(jiān)測頻次要求“試運行期 1次 /天，常規(guī)監(jiān)測不少于 1次 /周”。也就是說，在試運行期間要求自動化系統(tǒng)每天正常采集 1次數(shù)據(jù)，進(jìn)入正常運行后要求自動化系統(tǒng)至少每周正常采集 1次數(shù)據(jù)。因此， DL/T 52112023規(guī)范中的“短時間”可理解為“如果試運行期間自動化系統(tǒng) 1天未正常采集到數(shù)據(jù)，則認(rèn)為發(fā)生故障 1次；在正常運行期間自動化系統(tǒng) 1周未正常采集到數(shù)據(jù)，則認(rèn)為發(fā)生故障 1次”。 監(jiān)測自動化系統(tǒng)－ 平均無故障工作時間 （ 5） 53 5） 1年考核期內(nèi)幾種特殊情況的 MTBF計算 下面討論的僅針對一個基本考核單元 ， 根據(jù)各考核單元計算的系統(tǒng) MTBF作為統(tǒng)計數(shù)據(jù) ， 隨著考核單元數(shù)量的增加 ， MTBF將更趨于合理和普遍性 。 （ 1） 未發(fā)生故障時 MTBF的計算 嚴(yán)格意義上講 ， DL/T 5211－ 2023規(guī)范中所述的 1年考核期內(nèi)的 MTBF應(yīng)是 “ 年平均無故障時間 ” ，因此 ， 當(dāng)考核期內(nèi)未發(fā)生故障時 ， 其 MTBF應(yīng)是 1年的正常工作時間 ， 即 8760h， 不能機(jī)械地將 “ 故障次數(shù) r＝ 0” 代入公式計算 ， 而造成原計算公式失去意義 。 當(dāng)然也可以規(guī)定 ， 此時取 “ 故障次數(shù) r＝ 1” 。 （ 2） 發(fā)生 1次故障時 MTBF的計算 1年內(nèi)發(fā)生故障 1次 ， 有二種情況 ， 應(yīng)酌情考慮 MTBF的計算 。 例 1：發(fā)生故障前正常工作時間為 7200h（即 300d），一天后系統(tǒng)恢復(fù)正常工作，直至考核期結(jié)束。按照 MTBF的定義“兩次相鄰故障間的正常工作時間”，此時的 MTBF應(yīng)該是 7200h，該計算考核指標(biāo)未考慮恢復(fù)正常工作后的 1536h（即 64d）工作時間或更長時間。但就單次正常工作時間來說， 7200h是實測值，只是由于考核期較短造成樣本較少不夠全面而已。 監(jiān)測自動化系統(tǒng)－ 平均無故障工作時間 （ 6） 54 例 2：發(fā)生故障前正常工作時間為 3600h（ 即 150d） ， 一天后系統(tǒng)恢復(fù)正常工作 ， 直至考核期結(jié)束 。 若按 “ 例 1” 方法計算 ， 則 MTBF應(yīng)該是 3600h， 顯然是不合理了 。 此時的 MTBF應(yīng)該是大于 。 從上述兩個例子可以歸納出 ， 為使 1年考核期內(nèi) MTBF考核統(tǒng)計計算值更合理 ， “ 發(fā)生 1次故障 ” 時 ， MTBF宜按下列方法計算： 當(dāng)發(fā)生故障前正常工作時間大于 4392h（ 即 183d） 時 ， MTBF即為 “ 發(fā)生故障前正常工作時間 ” 。 當(dāng)發(fā)生故障前正常工作時間小于 4392h（ 即 183d） 時 ， MTBF按下列公式計算： 式中： t 為考核期小時數(shù)，即 8760h； ti 為考核期內(nèi)故障時數(shù)，即維修時間。 h436 8=1+1 24214+241241502tt=MTBF i－ 監(jiān)測自動化系統(tǒng)－ 平均維修時間（ MTTR） 55 可靠性 系指產(chǎn)品（設(shè)備）在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。對監(jiān)測自動化系統(tǒng)的可靠性考核還應(yīng)增加“平均維修時間（ MTTR）”考核指標(biāo)，并根據(jù)系統(tǒng)中各考核單元的重要性等因數(shù)確定各考核單元的 權(quán)重系數(shù) 。 平均維修時間，英文全稱是“ Mean Time To Repair”，用 MTTR表示，定義為產(chǎn)品修復(fù)時間的平均值，即修復(fù)時間的數(shù)學(xué)期望值。對考核單元，其平均維修時間的實測值為每次故障后，所需維修時間的平均值，其計算表達(dá)式： 式中： 為考核期內(nèi) ， 第 i 次故障的修復(fù)時數(shù)； 為考核期內(nèi) ， 修復(fù)次數(shù) 。 故障維修時間由三部分組成： ① 查找故障時間； ② 排除故障時間； ③ 檢驗驗證時間 。 對于可修復(fù)產(chǎn)品還應(yīng)考慮維修性 。 有的產(chǎn)品雖然不易出故障 ， 但一旦發(fā)生故障要很長時間才能修復(fù) ， 有可能經(jīng)常處于修理狀態(tài) ， 利用率顯然不高 。 所以 ， 我們不僅要注意產(chǎn)品是否易壞 ， 還應(yīng)注意產(chǎn)品是否易修 。 因此 ， 在規(guī)定監(jiān)測自動化系統(tǒng)的平均無故障工作時間（ MTBF） 、 數(shù)據(jù)缺失率 （ FR） 可靠性考核指標(biāo)外 ， 同時還應(yīng)規(guī)定對系統(tǒng)平均維修時間 （ MTTR） 的考核指標(biāo)要求 。 NtΔ=MT TR∑N1=iiit?N 結(jié) 語 56 標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過實踐驗證的理論及經(jīng)驗的總結(jié)； 大壩安全監(jiān)測的工程實踐是制修訂標(biāo)準(zhǔn)的主要依據(jù)； 廣泛的調(diào)查研究、征求各方意見是制修訂標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)； 限于水平、時間的限制，不少經(jīng)驗沒有升華成標(biāo)準(zhǔn)條款，甚感遺憾； 希望大家在今后的實踐中不斷總結(jié)，對標(biāo)準(zhǔn)的條款提出修改意見，以便進(jìn)一步完善、補充相關(guān)內(nèi)容。 衷心感謝 各位對大壩安全監(jiān)測工作所作出的貢獻(xiàn)！