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1、第31卷第8期四川兵工学报2010年8月【武器装备】潜艇鱼雷应急发控系统故障树最小割集的求解李卫宁，高洪林，马亮（梅军潜艇学院，山东青岛266071）摘要:针对故障树模型中最小割集（mininal cut sels.MCS）求解的重要性，综合比较了下行法、上行法和基于二元 决策图（binary decision diagram, BDD）技术求解MCS的方法，分析了在故障树分析（fault tree analysis ,FTA）过程 中针对不同情况求解最小割集的区別对待问题，并结合待研制生产的某型潜艇鱼密应急发控系统故障树模空, 应用3种方法求解了最小割集。关键词:发控系统;故障树模型;嚴小割
2、集;下行法;上行法;二元决策图中图分类号:TP202;TJ63文献标识码:A文章编号：1006 - 0707（2010）080043 - 04第31卷第8期四川兵工学报2010年8月第31卷第8期四川兵工学报2010年8月故障树模型主要用于描述设备间复杂的故障逻辑关 系辅助维修人员进行判断和决策，找出系统薄弱环疔，以 便改进系统设汁、运行和维修提高装备的可靠性、维修性 和安全性。其中最小勿集（mininal cut sets, MCS）的求解是 故障树分析中的一项重要内容，定性分析和定城分析都要 用到MCS。MCS的求解方法主要有下行法、上行法、应用 Petri网求解法和基于HDD技术UT的方
3、法。木文祈先对求斛MCS的卜行法、上行法和基于HDD 技术的方法进行分析然后结合待研制生产的某型濟艇血 雷应急发控系统分析其引起系统故障的务种因素建必 故障树模型最厉应用3种方法求解最小制集并对其进行 对比。1故障树分析法故障树分析法是住系统设计过程中通过对可能造成 系统故障的各种因索（包括便件、软件、环境、人为因索零） 进行分析,脚出逻辑框图（即故障树模型），从而确定系统 故障原因的各种可能组合及其发生概率，以计算系统故障 概率采取相应的纠正措施提商系统可靠性的一种设计 分析方法。该分析方法又可分为定性分析和定惬分析。故障树 定性分析的II的在于寻找导致顶那件发生的原因和原因 组合，识别导致
4、顶爭件发生的所有故障模式。他町以帮助 判明潜在的故障以便改讲设计：也町以用于指导故障诊 断，改进运行和维修方案。故障树定性分析的任务就是要 寻找故障树的全部锻小割集。而故障树定压计算的任务 就是要计算或佔计顶事件发牛的概率，以便辅助执行人员 做出维修、设计等工作时的决策C在定试计算时，可通过 最小割集求解顶爭件发生概率°所以MCS的求解是故障 钳分析的一项霾要工作。2故障树最小割集的求解方法传统求解故障様MCS的方法有上行法和卜行法。下 行法清楚明了，但分析过程工作粧大；上行法在上行过程 中要不断用到布尔简化规则，如果产生许多割集，逻辑简 化过程i十算就将非常庞大。而基于BD1）技术
5、求解故障树 MCS的方法则能右效解决故障树中的多态问题和重复爭 件的不利影响，避免逻辑简化过程,且最终得到的BDD模 型,能淸楚地展示基本爭件的优先顺序，也可应用于故障 树模型定肚计算.部件虫耍度的计算2.1下行法下行法是根据故障树的结构，从顶事件开始，逐级向 下寻査找出割集并通过集合运算规则逬行简化、吸收 得到全部MCS的方法。其执行规则是:将顶事件下逻辑门 的输出事件（如图1中的MJ垃换为下-级的输入事件 （如图1中你下的&和且毎步只垃换一个逻辑门； 与门下的输入事件菲在同一行，取事件的交（布尔积）；或 门下的输入爭件分厅排列，取事件的并（布尔和）直至完 全證换为底事件"第31卷第8期四川兵工学报2010年8月第31卷第8期四川兵工学报2010年8月收稿日期：20!0-06-01作者简介:李卫宇（1976）,女，硕上研究生讲师，主要从爭鱼雷发射理论与技术研究。