【正文】 而言的。因此在概率風(fēng)險(xiǎn)分析上首先進(jìn)行FMEA，從而確定一切可能發(fā)生的嚴(yán)重故障，針對(duì)FMEA分析的結(jié)果在進(jìn)行FTA。（1）定義系統(tǒng)和系統(tǒng)功能。（2）定義分析邊界并建立可靠性的框圖。要把系統(tǒng)分割成相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，建立可靠性的圖形來(lái)描述系統(tǒng)的功能，以及各子系統(tǒng)功能單元之間的邏輯關(guān)系，以便可以逐層分析故障模式產(chǎn)生的影響。故障模式是指在系統(tǒng)、子系統(tǒng)以及信號(hào)各部件發(fā)生故障或者潛在的故障，就是故障的表現(xiàn)形式。需評(píng)價(jià)每個(gè)故障模式對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的影響。確定故障探測(cè)方法以及補(bǔ)償措施。這也是FMEA非常重要的一部，如果故障的最終影響是危險(xiǎn)的或者災(zāi)難性的，那么就要求糾正程序操作和啟用備用設(shè)備，這位系統(tǒng)故障和采用補(bǔ)償措施提供依據(jù)。 FTA是有美國(guó)貝爾公司于1962年建立的一種分析方法，采用邏輯方法形象的進(jìn)行危險(xiǎn)分析，該方法既可以定性分析也可以定量分析，其特點(diǎn)是直觀性強(qiáng)、簡(jiǎn)單明確、邏輯性強(qiáng)。 故障樹(shù)是通過(guò)事件和邏輯門元素建立的一種邏輯因果關(guān)系圖。構(gòu)建故障樹(shù)的主要目的是找出系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)或者設(shè)備的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和診斷，在設(shè)計(jì)或者運(yùn)行中采取相應(yīng)的措施，將系統(tǒng)故障消除或?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化，故障樹(shù)分析方法是系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、系統(tǒng)安全性分析以可靠性研究的一種常用方法。故障樹(shù)分析方式是風(fēng)險(xiǎn)分析的基本方法之一，在演繹系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程中有以下幾特點(diǎn)：圖形演繹的靈活性和直觀性?？捎^反應(yīng)和定量分析。FTA可以定量的計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)的故障概率（頂事件的發(fā)生概率）。FTA因?yàn)槭嵌嗨锌赡艿母F盡搜集，因此建造過(guò)程比較復(fù)雜，收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)比較困難，系統(tǒng)越復(fù)雜耗時(shí)也就越長(zhǎng)，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的工程技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員共同參與，本文由于時(shí)間、能力以及資料有限，故指針對(duì)軌道交通信號(hào)系統(tǒng)主要故障類別簡(jiǎn)單建立故障樹(shù)。構(gòu)建故障樹(shù)必須收集大量底層風(fēng)險(xiǎn)因素作為依據(jù)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有充分的掌握和了解，要確定故障分析的頂事件的內(nèi)容（在系統(tǒng)運(yùn)行中最不希望發(fā)生的事件以及系統(tǒng)危害性最大的事件），從系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)、安全性以及經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行綜合考慮，在通過(guò)演繹來(lái)進(jìn)行故障樹(shù)建造。一般情況下中間事件是由各子系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)事件以外部影響、認(rèn)為因素等事件組成的，是直接導(dǎo)致頂事件發(fā)生的事件。 將下一層的中間事件作為輸入時(shí)間，在該層的中間事件作為輸出時(shí)間，根據(jù)它們之間的邏輯關(guān)系用符號(hào)連接起來(lái)，這樣逐層重復(fù)，知道無(wú)法分層，最低層的事件就是底事件。CBTC系統(tǒng)出現(xiàn)故障作為研究的方向，將岔道故障和計(jì)軸故障、電路和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障以及公共部分作為故障的中間事件，將表31作為風(fēng)險(xiǎn)因素的底部事件，將軌道交通不能正常運(yùn)行作為頂部事件?？偣收蠘?shù)軌道交通無(wú)法正常運(yùn)行岔道以及計(jì)軸故障電路及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障其他故障外部因素人為操作狀態(tài)不良和維修不及時(shí)故障設(shè)備未及時(shí)跟換123輸入輸入輸入圖41 CBTC總故障樹(shù)岔道及計(jì)軸故障樹(shù) 輸出1岔道以及計(jì)軸故障維修問(wèn)題道岔病害材質(zhì)不良密貼不良設(shè)備誤操作信息丟失電纜故障計(jì)軸干擾拐軸變形電流不達(dá)標(biāo)螺栓松動(dòng)環(huán)形器不清潔道岔方向不正道岔掉板尖軌反彈道岔拱腰插件接觸不良開(kāi)閉器接觸不良碳刷接觸不良換向片問(wèn)題圖42岔道以及計(jì)軸故障樹(shù)電路及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障2電路及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障電路故障計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)故障輸出計(jì)算機(jī)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備電路短線元件擊穿金屬短路絕緣破損連接部位破損接觸不良牽引電流影響網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴布線干擾配置問(wèn)題設(shè)置不當(dāng)硬件配置不當(dāng)病毒影響軟件沖突圖43 電路及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障樹(shù)公共部分故障 3輸出公共部分影響信號(hào)電源影響電纜絕緣不良圖44 公共部分影響故障樹(shù) 采用故障樹(shù)模式及其影響分析（FMEA）和故障樹(shù)風(fēng)向分析，然后根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。風(fēng)險(xiǎn)區(qū)臨界區(qū)可接受區(qū)次/H輕度臨界危急災(zāi)難圖45 風(fēng)險(xiǎn)矩陣事故發(fā)生概率以沒(méi)年月發(fā)生概率換算成每小時(shí)發(fā)生次數(shù)來(lái)表示（次/H），將事后果程度分配等級(jí)。利用故障模式及影響分析和故障樹(shù)分析結(jié)果，計(jì)算故障概率P，計(jì)算每個(gè)級(jí)別危害程度的故障概率。如果是在臨界區(qū)就需要進(jìn)一步評(píng)估，找出薄弱環(huán)節(jié)有針對(duì)性的采取補(bǔ)救措施，如果是可接受的風(fēng)險(xiǎn)就需要證明安全狀態(tài)情況是否良好。確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，將CBTC系統(tǒng)分為四種程度三個(gè)區(qū)域，并確定將每年發(fā)生次數(shù)換算成每小時(shí)發(fā)生次數(shù)，計(jì)算故障概率P，計(jì)算每個(gè)級(jí)別危害程度的故障概率。應(yīng)用實(shí)例 本文以北京地鐵一號(hào)線近幾年來(lái)信號(hào)系統(tǒng)的各類故障資料為基礎(chǔ)，來(lái)驗(yàn)證概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的應(yīng)用，在本文研究中因?yàn)楦怕曙L(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)在進(jìn)行FTA過(guò)程中具有很大的復(fù)雜性，限于本人研究時(shí)間因此擬將中間事件岔道以及計(jì)軸故障、電路及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)故障、公共部分故障作為底層事件進(jìn)行概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，因此將北京地鐵一號(hào)線202012012年車載信號(hào)系統(tǒng)以及地面信號(hào)系統(tǒng)故障按照以上三個(gè)類進(jìn)行劃分，將34中38個(gè)底層事件化分三個(gè)方向，為了更清晰的表明概率風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，將岔道和計(jì)軸分開(kāi)，電路和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分開(kāi)，公共部分保留，并進(jìn)行故障類別統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下表：表51 信號(hào)系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)表（單位：次/年）年份岔道事故計(jì)軸事故電路故障計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)公共部分20101517254482011222830451120122534283015在上節(jié)中已經(jīng)做了故障樹(shù)分析本算例不再進(jìn)行故障樹(shù)操作，直接根據(jù)故障模式的發(fā)生概率通過(guò)布爾運(yùn)算得到信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生的概率。 表54 計(jì)軸故障統(tǒng)計(jì)（單位：次/年）危害類別201020112012輕度132525臨界325危急114合計(jì)1728342010年風(fēng)險(xiǎn)概率為：其風(fēng)險(xiǎn)概率為：P=17次/年=*/H，其中輕度危害13次，比率D%=13/17=%,臨界危害3次比率C%=3/17=%,危急1次，比率B%=1/17=%，由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=%**/H=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=%**/H=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**/H=*次/H；2011年風(fēng)險(xiǎn)概率為：P=28次/年=*/H；輕度25比率D%=18/28=72%；臨界2比率C%=2/28=%；危急1比率C%=1/28=%；由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=72%**=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=%**=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**=*次/H；2012年風(fēng)險(xiǎn)概率為：P=34次/年=*/H；輕度25比率D%=25/34=%；臨界5比率C%=5/34=%；危急4比率C%=4/34=%；由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=%**/H=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=%**/H=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**/H=*次/H；由此得到以下統(tǒng)計(jì)表：表55 計(jì)軸故障風(fēng)險(xiǎn)概率（單位：/H）危害類別201020112012輕度臨界危急圖52 岔道三種危害概率圖（單位：/H） 由上表可知，風(fēng)險(xiǎn)概率增加，于圖45風(fēng)險(xiǎn)矩陣進(jìn)行比較，為可接受風(fēng)險(xiǎn)；，與風(fēng)險(xiǎn)矩陣比較也在可接受的范圍之內(nèi)；，與風(fēng)險(xiǎn)矩陣進(jìn)行比較已經(jīng)進(jìn)入臨界區(qū)，提出警示。 表58 計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)故障統(tǒng)計(jì)（單位：次/年）危害類別201020112012輕度384025臨界533危急112合計(jì)4445302010年風(fēng)險(xiǎn)概率為：其風(fēng)險(xiǎn)概率為：P=44次/年=*/H，其中輕度危害38次，比率D%=38/44=%,臨界危害5次比率C%=5/44=%,危急1次，比率B%=1/44=%，由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=%**=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=%**=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**=*次/H；2011年風(fēng)險(xiǎn)概率為：P=45次/年=*/H；輕度40比率D%=40/45=%；臨界3比率C%=3/45=%；危急1比率C%=1/45=%；由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=%**/H=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=%**/H=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**/H=*次/H；2012年風(fēng)險(xiǎn)概率為：P=30次/年=*/H；輕度25比率D%=25/30=%；臨界3比率C%=3/30=10%；危急2比率C%=2/30=%；由此：輕度發(fā)生概率：P*D%=%**/H=*次/H；臨界發(fā)生概率：P*C%=10%**/H=*次/H；危急發(fā)生概率：P*B%=%**/H=*次/H；由此得到以下統(tǒng)計(jì)表：表59 計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)故障風(fēng)險(xiǎn)概率（單位：/H）危害類別201020112012輕度臨界危急 由上表可知，風(fēng)險(xiǎn)概率波動(dòng)，與圖45風(fēng)險(xiǎn)矩陣進(jìn)行比較，為可接受風(fēng)險(xiǎn)；，與風(fēng)險(xiǎn)矩陣比較也在可接受的范圍之內(nèi)；，與風(fēng)險(xiǎn)矩陣進(jìn)行比較已經(jīng)進(jìn)入臨界區(qū)，提出警示。運(yùn)用概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，對(duì)道岔故障、計(jì)軸故障、電路故障、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)及其他故障類型進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。 運(yùn)用故障樹(shù)分析法對(duì)信號(hào)系統(tǒng)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析研究，建立信號(hào)系統(tǒng)故障樹(shù)，運(yùn)用概率風(fēng)險(xiǎn)分析方法進(jìn)行信號(hào)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析。 以往的信號(hào)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)研究主要進(jìn)行故障定性研究，本文采用故障樹(shù)方法定性研究為基礎(chǔ)，建立故障樹(shù)，形成中間事件和底層事件，采用概率風(fēng)險(xiǎn)比較標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)概率風(fēng)險(xiǎn)概率運(yùn)算進(jìn)行定量研究。參考文獻(xiàn)：[1] Tingdi 改進(jìn)的區(qū)域安全性分析方法[J].航空學(xué)報(bào)2008,29(3).[2] Zhaolin 基于PRA方法風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究2007,24(6).[3] 軍用飛機(jī)研制風(fēng)險(xiǎn)的模糊綜合評(píng)價(jià)方法[J].電光與控制,2009(2).[4] 一種復(fù)雜系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)概率評(píng)估方法[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) ,2007(9).[5] 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