Расчет надежности электрической сети на основе построения дерева отказов

В ряде случаев оценка надёжности системы может быть представлена как многошаговый процесс, в котором каждое предшествующее состояние имеет несколько последующих. Событие, интересующее исследователя, может осуществляться после какого-либо одного или нескольких шагов по пути к конечному (корневому) событию. При большом количестве исходов и шагов простое перечисление всех состояний чрезвычайно затруднительно. Этот процесс может быть упорядочен и сведён к простым механическим операциям путём построения дерева исходов.

Предположим, что ход исследования описывается графом:

Полная вероятность каждого исхода определяется как произведение всех вероятностей, указанных на ветвях дерева, начиная от данного исхода и кончая корнем дерева (начальным состоянием).

Тщательному анализу причин отказов и выработке мероприятий, наиболее эффективных для их устранения, способствует построение дерева отказов и неработоспособных состояний. Такой анализ проводят для каждого периода функционирования, каждой части или системы в целом.

Дерево отказов (аварий, происшествий, последствий, нежелательных событий, несчастных случаев и пр.) лежит в основе логико-вероятностной модели причинно-следственных связей отказов системы с отказами ее элементов и другими событиями (воздействиями). Оно используется при анализе возникновения отказа и состоит из последовательностей и комбинаций нарушений и неисправностей. Таким образом, оно представляет собой многоуровневую графологическую структуру причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке, для того чтобы отыскать возможные причины их возникновения

Деревом отказов называют логическое дерево, в котором дуги - события отказа на уровне системы, подсистем или элементов, а вершины - логические операции, связывающие исходные и результирующие события.

Построение дерева отказов начинается с формулировки конечного высказывания об отказе системы. Для характеристики безотказности системы конечное высказывание относят к событию, которое приводит к нарушению функционирования в рассматриваемом интервале времени, при заданных условиях. То же для характеристики готовности.

Ценность анализа дерева отказов заключается в следующем:

· существенно облегчается анализ надежности сложных систем;

· появляется возможность наглядно показать ненадежные места;

· появляется возможность как качественного, так и количественного анализа надежности системы;

· позволяет специалистам поочередно сосредоточиваться на отдельных конкретных отказах системы;

· обеспечивает объективную информацию о поведении системы и особенностях ее работы;

· являются средством общения специалистов;

· дает возможность конструкторам, пользователям и руководителям наглядного обоснования конструктивных изменений или установления степени соответствия конструкции системы заданным требованиям и анализа компромиссных решений.

Главное преимущество дерева отказов (по сравнению с другими методами) заключается в том, что анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данному конкретному отказу системы или аварии.

Недостатки метода дерева отказов состоят в следующем:

· реализация метода требует значительных затрат средств и времени;

· дерево отказов - схема булевой логики, когда возможны только два состояния: рабочее и отказа;

· трудности с учётом состояния частичного отказа элементов, поскольку, как правило, считают, что система находится либо в исправном состоянии, либо в состоянии отказа;

· трудности аналитического решения для деревьев, содержащих резервные и восстанавливаемые узлы с приоритетами, а также учёт множественных отказов;

· от специалистов по надежности требуется глубокое понимание особенностей функционирования системы и конкретное рассмотрение каждый раз только одного определенного отказа;

· дерево отказов описывает систему в определенный момент времени (обычно в установившемся режиме), и показать последовательность событий иногда оказывается невозможным.

Чтобы отыскать и наглядно представить причинную взаимосвязь с помощью дерева отказов, необходимы элементарные блоки, подразделяющие и связывающие большое число событий. Логические символы

(знаки) связывают события в соответствии с их причинными взаимосвязями.

Интересное из раздела

Преобразователь двоичного кода
Логические элементы (узлы) предназначены для выполнения различных логических (функциональных) операций над дискретными сигналами при двоичном коде их предст ...

Расчет линейной электрической цепи при гармоническом воздействии
Цель курсовой работы состоит в практическом освоении методов расчета простых и сложных электрических цепей при воздействии на них гармонических колебани ...

Шлюз ZigBee и GPRS
Беспроводные сенсорные сети получили большое развитие в последнее время. Такие сети, состоящие из множества миниатюрных узлов, оснащенных маломощным приемо- ...