*
(&)’ *&+
+ ’ **
("&)’ ),+ ’ ( *( (&+)
+’ +’
由于 ,+ ’ (,+,& ’ (&,代入上式得
*
("(&)’ ( *,+ ’( (&)
+ ’
即得:
(&)’ ( "
((&)同樣,做或門結構故障樹的對偶樹,利用上述方法,可以驗證式(% -—)的第 個表達式的正確性。
(%)故障樹 的全部最小割集對應于其對偶樹 "的全部最小路集,故障樹 的全部最小路集對應于其對偶樹 "的全部最小割集,僅是事件要用其不相容事件替代而已。
(二)求最小路集
畫出相應的對偶樹。
•/.%•
"求對偶樹最小割集。
我們用上行法,得到
%& )&’ ’ ( %&( %&&( )&(&
) % &(&,’ ’ * %&) )( %&) )&&( )&(&
%&* )) %&* )&(&
+
(,) % * %(&* )&(&)(&) )&&( )&(&)
% &*&) )&*&&( )&*&(& )&(&)& )&&(& )&(&
% &*&) )&*&&( )&(&
所以對偶樹 -+的最小割集為:{&*,&)}、{&*,&,&(}和{ &(,&}。
("確定故障樹最小路集
將對偶樹 -+的各最小割集中的底事件換成其不相容事件,便得到故障樹 -的全部最小路集,它們是{ &*,&)}、{&*,&,&(}和{ &(,&}。
四、用最小割集和最小路集表示結構函數
(一)用最小割集表示結構函數設故障樹有 .*個最小割集,它們是 /*,/,., /0。我們用二值隨機變量函數 12表示第 2個最小割集的狀態。當 12 %*,則該最小割集發生, 12 %3,該最小割集不發生。根據最小割集定義,只有當該最小割集中的全部底事件都發生(即它的底事件狀態變量全取 *值),這個最小割集才發生,也才能使結構函數 ( ,)%*。因此,最小割集狀態函數 12應為該最小割集各底事件狀態變量的邏輯積,即 12 % *&4(5 6 6)
4+/2
由于故障樹中只要至少有一個最小割集發生(即最小割集狀態函數值 *),就會導致頂事件發生,所以故障樹的結構函數 ( ,)可表示為它的各最小割休狀態函數的邏輯和,即
(,)% 2%* 2%* 4+12&4 (5 6 6()
)012 % )0*
從上述看出,對于任意一棵由與門和或門組成的復雜故障樹,總可以簡化成只有兩層邏輯門(上層為或門,下層為與門)的簡化相干故障樹,稱為與門結構或門結合故障樹。簡化故障樹上層或門的輸入事件為各最小割集,輸入個數為最小割集數;其下層與門的輸入事件為每個最小割集的各底事件。
(二)用最小路集表示結構函數設故障 有 7個最小路集,它們是 8*,8,.87。我們引入二值隨機變量函數 " 2表示第 2個最小路集的狀態。 " 2 %3,表示該最小路集發生, " 2 %*,表示該最小路集不 •9((•
發生。根據最小路集定義可知,只有屬于該最小路集中的底事件全都不發生(即狀態變量取 值),該最小路集才發生,故得最小路集狀態函數為 " )&(’ () (*)
+%"
我們知道,一個最小路集表示系統正常的一種模式,只有全部可能的下常工作模式全不發生,即所有最小路集全都不發生,系統才出現故障,所以故障樹的結構函數 "(+)是最小路集狀態函數 "的邏輯積,即
"(+) *,"*,{ )& }(’ () (.)
"-"-+%"
因此,對于任意一棵由與門和或門組成的復雜故障樹,也總還可以簡化成只有兩層邏輯門(上層與門、下層或門)的另一查等價故障樹。上層與門的輸入事件為最小路集不發生的事件,有幾個最小路集就有幾個輸入;下層或門的輸入為每一個最小路集中各底事件,如圖 )/0 (-(1)所示的故障樹,它有三個最小路集 %-{&-,&),&0}、 %) {&,&*}、 %0 {&0,& },所以它的等價故障樹也可如圖 ’ () ()所示。
-.
圖 ’ () ()2故障樹的等價故障樹
第四節 2故障樹分析程序舉例
故障樹分析的程序很多,這里僅就我們自己編制的 3456578程序做一簡單介紹。鑒于相干故障樹,通過邏輯門的等效變換,一般總可以簡化成由與門和或門組成的故障樹,所以我們僅就由與門和或門組成的故障樹進行分析。我們做了下列信息約定:
•90*•
———邏輯門個數;
" ———底事件個數(不超過 個);
(%)———第 %個邏輯門信息,以三位數表示:
其中:&[%’(( )")]—
—第 %個邏輯門的第 (個輸入量,沒有時添零;
*( %)———第 %個底事件發生故障的概率。
中間變量與結果單元如下:
+(%,,)———第 %個“最小”割集,第 ,個底事件號碼,也兼作中間結果單元;
+" —
—一維數組單元,存放 +的一行元素(排序前的元素);
+-—
—一維數組單元,存放 +的一行元素(排序后的元素)或最小割集并集中各
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