基于贝叶斯网络的概率安全评估方法及应用研究.pdf

国防科学技术大学

博士学位论文

基于贝叶斯网络的概率安全评估方法及应用研究

姓名：周忠宝

申请学位级别：博士

专业：控制科学与工程

指导教师：周经伦

20061001
摘要亡、设各和环境破坏及财产损失等严重后果，甚至还可能产生政治影响，所以对性、非单调性、失效相关性、动态性、过程变量、人因和软件影响等方面时存在诸多困难，需要研究新的模型和评估方法。上世纪发展起来的贝叶斯网络具有坚专家的普遍重视。针对现代工程技术系统的复杂特性，本文研究了基于贝叶斯网络的概率安全评估方法，主要包括以下内容：(1)在静态系统概率安全评估研究方面，以事件树／故障树为基础，构建系统的静态贝叶斯网络模型，给出了后果概率计算方法，研究了一般系统重要度的概念和计算方法，提出了描述共因问题的显式模型、混合模型和隐式模型。此外，正确性证明。基于以上模型对瓦斯泄漏、煤气泄漏等问题进行了分析，并与现有(2)在时序系统概率安全评估研究方面，以事件树，动态故障树为基础，构建动态贝叶斯网络模型和离散时间贝叶斯网络模型，研究了时序系统后果概率、重要度的概念和计算方法。基于以上模型对银行交易系统进行了分析。(3)在控制系统概率安全评估研究方面，针对现有文献中简单环概率收敛证明的问题，采用构造法给出了简单环概率收敛的充要条件，并建立了简单反馈控过程控制系统建模方法。基于以上模型对化学处理罐液位反馈控制系统和储液罐(4)在软件、人因交互系统概率安全评估研究方面，根据软件、人因与系统评估模型。研究了基于证据理论的面向对象贝叶斯网络参数学习方法，并且针对其中的先验分布确定问题，提出了一种基于证据理论的多源先验信息融合方法。基于以上模型对安全门系统进行了分析。在文章的最后，总结了全文的研究内容并对迸一步的工作进行了展望。主题词：贝叶斯网络概率安全评估安全性参数学习国防科学技术大学研究生院博士学位论文随着科学技术的发展，核电站、航空航天系统、武器系统等现代工程技术系统的性能不断提高，其结构也越来越复杂。这些系统的安全事故往往会造成人员伤这些系统进行安全性评估是至关重要的。现有概率安全评估方法在描述系统多态实的数学基础和和强大的建模分析能力，能够合理运用各种信息，得到了各领域还研究了基于贝叶斯网络的二态单调系统最小路集(最小割集)算法和多态单调系统最大下相关向量(最小上相关向量)算法，并给出了最大下相关向量算法的方法的分析结果进行了比较。制系统概率安全评估的有环贝叶斯网络模型。研究了基于扩展动态贝叶斯网络的过程控制系统进行了分析。的交互过程，采用两阶段建模方法，建立了基于面向对象贝叶斯网络的概率安全信息融合第i页
systems．mfamedsystemsimportance．髓e(1)neproved．nesystems．1kligatures，theAbstractpoHlnion，losingpowerfulthesis，withimplicitperformedwithdiscrete-timeimportancenetworkssimpleWilllplants，aviationandsystems,andaccidentscasualties，equipmentdi伍cultiesstates，non-coherence，failuredevelopedcentury,whichfocusedstudiedconstructedtrees．11"computationstudied．11峙explicit．mixedcommoll(minimalvectors)ofproposed,andbased(2)TheBayesiantrees．nlestudied．n圮bank(3)Thecontrolaccordingconstructionmethod．n圮Bayesianfor国防科学技术大学研究生院博士学位论文developmentofperformancemodemsystems，suchspaceflightimprovedthethemmorecomplicated．11∞safetytheseindestruction,environmentoutcomes，SOmuchinfluences；hence，theassessmentmethodsmeetsomecomplexdynamichumansoftwarevariablesasmultiplecorrelations，ete．Newmodelinglastmathematicalincludingmakinginformation,aremanydomains．Accordingcomplicatedtechnologicalsystems，severalprobabilistiesystem