时间：2023-06-06 09:33:12
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇故障树分析，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关 键 词 变流器箱；动车组；CRH1；故障树
中图分类号：U266 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-084-01
变流器箱作为变流器的载体，对于动车组起着重要的作用。动车在运行过程中，由于振动和箱体自身重量的原因，会造成箱体变形。针对变流器箱的安装结构存在的缺陷，进行相应的改进。
1 故障树分析法
故障树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）方法在可靠性工程中应用广泛，也就是可靠性工程中进行可靠性分析的常用方法。这种方法可以对系统的可靠性进行评价，也可以对产品制造工艺、使用维修、运行管理中所发生的问题进行分析。故障树分析法是在系统的设计过程中通过对可能造成系统失效的各种因素进行分析，因素可能包括硬件、软件、环境以及部分人为等；针对各项因素画出逻辑框图，从而确定导致系统失效的各种可能或发生的概率。根据故障树的分析结果可以提出相应的解决办法和整改措施，以提高产品的使用性能。
故障树分析是用规定的逻辑符号从故障的现象描述到故障产生的根源，按树状结构自上而下逐层细化，找出所有可能的导致事件发生的直接因素，及其相互间的逻辑关系，直到找出事故的根本原因，即故障树图的基本事件为止，以此找出并确定系统故障原因的各种可能和发生概率，并进行改进，由此提高系统的可靠性。
故障树分析所绘制的故障树图是一种逻辑因果关系图，故障树图是从上到下逐级建树，逐级找出原因，利用树状样式的图来表达造成系统失效的最终事件。整个故障树图分为顶事件、中间事件和底事件三个模块。
顶事件：所谓顶事件位于故障树的顶端即导致系统完全失效的最不希望发生的事件，也就是要研究的事件。
中间事件：类似树枝，处于故障树中间，导致发生顶事件的直接原因，而非根本原因。
底事件：处于故障树最底端的基本事件，也就是导致系统失效的根本原因。
故障树分析是将系统中最不希望发生的故障作为故障树的顶事件，逐项分析找出导致顶事件发生的直接原因以及他们之间的逻辑关系并用特定的逻辑符号表示出来，一直分析到不能再分解为止（即找出了底事件）。
要想建立合理有效的故障树，必须是在可靠性分析的基础上，加上深入的分析而得出。因此建立故障树的步骤为：首先是熟悉整个系统，确定顶事件，其次找出导致顶事件的直接原因和根本原因，最后建立故障树。
2 变流器箱故障树分析
牵引变流器是CRH1型动车组上重要的大型电气设备，其内部安装了大量的电器元件，结构复杂且自身重量较大，随着动车组运营的速度不断提高，作为电器部件的载体牵引变流器的箱体显得非常重要，首先要保证牵引变流器能够安全的安装在动车底部，其次要保证变流器箱体能提供正常的工作环境，使内部的电器部件能够正常安装，因此对变流器箱体结构的分析是牵引变流器设计的重要组成部分。
CRH1型动车组中的变流器箱一旦出现故障则导致整列动车无法运行，本文中将以变流器箱故障为顶事件展开故障树分析。经过仔细的思考分析，确定导致变流器故障的中间事件分为四个方面：设备功能损坏、冷却系统损坏、电气线路损坏。经过与有经验的技术人员讨论，最后确定了安装强度不够、部件疲劳变形、短路等8个基本事件。该变流器故障的故障树如图1所示。
对该故障树进行定性分析，找出顶事件（变流器故障）出现的多少种可能性，揭示处于故障状态系统中的薄弱环节、必须进行改进的故障。在图1的变流器箱故障树中可以确定变流器箱的变形是导致变流器箱故障的最大可能性。变流器箱的安装位置无法改变，因此需要将变流器箱的安装强度加大，以确保变流器箱在现有的运行环境下最大量减少变形，保证变流器的功能。
3 结论
本文主要讲述利用故障树分析方法对变流器的失效进行分析，找到变流器失效的主要原因，为安装强度的改进做好准备。故障树的建立是严谨的工作，需要具备丰富的工作经验，实用性强，能很好的满足实际生产的需要，具有一定的技术进步意义和应用价值。
参考文献
[1]刘冬伟，王优强.抽油杆断脱故障树分析[J].石油矿场机械，2007，36（9）.
Abstract: Failure Tree Analysis（FAT）, also known as falut tree analysis, is a method to analyze the causes of the system failure from whole to the parts according to the tree structure step by step. From the systemic point of view, the failure may be caused by defects and performance of specific components（hardware）, or caused by software, for example, the procedural errors of automatic control devices. In addition, the improper operation of operators or not attentive operation also can cause failure. Therefore, we should apply this method to analyze and diagnose the common fault of the diesel engine system.
关键词：故障树；发动机系统故障；柴油发动机
Key words: fault tree；failure of engine system；diesel engines
中图分类号：TM31文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）13-0042-02
0 引言
故障树分析法简称FTA（Failure Tree Analysis），是1961年为可靠性及安全情况，由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。其后，在航空和航天的设计、维修，原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用。目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。故障树分析（FAT）是一种适用于复杂系统可靠性和安全性分析的有效工具，是一种在提高系统可靠性的同时又最有效的提高系统安全性的方法。当前，超大型工程的建设，对可靠性，安全性提出了更高的要求，因此，故障树分析法已经广泛的应用到宇航，核能，化工，电子，机械和采矿等各个领域。
1 故障树分析法的特点
它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。它从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析；不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障，而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。因为故障树分析法使用的是一个逻辑图，因此，不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用，并且由它可派生出其他专门用途的“树”。例如，可以绘制出专用于研究维修问题的维修树，用于研究经济效益及方案比较的决策树等。
2 故障树的建立
故障树是实际系统故障的组合和传递关系正确而抽象的表达，建树是否完整会直接影响定性，定量分析的结果，是关键的一步。建树方法分为人工建树和计算机辅助建树，建树就是按照严格的演绎逻辑，从顶事件开始，向下逐级追溯事件的直接原因，直至找出全部底事件为止。根据故障树分析方法确定顶事件是发动机无法正常运转。而引起的原因主要为：飞车故障，缸体故障，烧瓦故障，曲轴故障，飞轮碎裂，气门落缸等（其中任意原因都可导致发动机故障）。以这几项作为次要事件，逐渐往下分析其原因，层层深入，最终建立起柴油发动机的失效故障图。见图1。
图1中，方框的事件代表结果事件，它又分为顶事件和中间事件，是由其它事件或事件组合导致的事件。圆圈事件表示底事件，是基本故障事件或不需再探明的事件，但一般它的故障分布是已知的，是导致其他事件发生的原因事件。
其中，各个数字和字母代表的含义为：①“飞车”故障，②“粘缸”故障，③“烧瓦”故障，④“曲轴”故障，⑤“活塞敲缸”故障，⑥飞轮碎裂，⑦“拉缸”故障，⑧气门落缸。
A：燃油超供 a1：喷油泵柱塞被卡，a2：拉杆及调速器的活动部位卡滞，a3：调速器系统故障
B：窜烧机油 b1：空气滤清器油盘油面过高，b2：曲轴箱，b3：回游孔堵塞
C：散热系统工作不良
D：机油压力过大 d1：机油质量不好，d2：油流动磨损，d3：轴瓦卸油，d21：机油泵磨损，d22：曲轴油道工艺脱落
E：轴瓦预金紧高度不合要求
F：机油问题f1：机油品质不佳，f2：机油压力过低，f3：机油滤清器使用不当
G：轴瓦和轴颈装配间隙过小
H：曲轴问题h1：曲轴轴颈两端圆角过小，h2：曲轴自身质量差，h3：曲轴装配间隙过大，h4：曲轴不良
I：供油时间和供油量出错
J：主轴瓦不同轴
K：活塞的装配问题k1：活塞与汽缸配合间隙过大，k2：活塞方向装反或活塞变，k3：汽缸垫过薄，k4：连杆装配不好或连杆弯曲
L：燃烧不良l1：燃烧室内积碳严重，l2：可燃气体燃烧过快
M：喷油提前角过大
N：制造加工或装配不当 n1：飞轮壳紧固螺栓松动，n2：曲轴轴向或径向间隙过大，n3：曲轴与飞轮壳同轴度较差
O：传动组件平衡超差
P：使用不当因素p1：油使用不当，p2：发动机温度过高，p3：填压器窜油，p4：严重超载，p21：冷却添加不足，p22：点火时机不正确，p23：节温器工作不良
Q：装配和加工因素q1：活塞装配间隙过小，q2：活塞环开口间隙太小，q3：活塞纬度影响
R：气门杆折断
S：气门弹簧折断
T：气门弹簧座开裂
U：气门锁靠拢夹脱落
3 定性分析
故障树的定性分析主要任务是寻找导致顶事件发生的所有可能的失效形式，也就是要找到故障树的最小割集或全部最小割集。割集代表了该系统发生故障的可能性，最小割集（MCS）是底事件不能再减少的割集。一个最小割集代表引起故障树顶事件发生的一种模式，最小割集发生时，顶事件必然发生。最小割集指出了处于故障状态的系统所必须修理的基本故障，指出了系统的最薄弱环节。求解最小割集的方法有上行法，质数法和下行法。这里主要介绍下行法。下行法（fussell-vesely法）特点是从顶事件开始从下逐级进行，遇到与门就把与门下面的所有输入事件均排列成同一行;遇到或门就把或门下面的所有输入事件均排列于一列。往下一直到不能分解为止。从而找出全部最小割集。最小割集是包含了最小数量而又必须的事件的集合，其含义在于它描述了处于故障状态的柴油发动机系统所必须修理的基本故障。通过对最小集合的分析，可以找到发动机系统的薄弱环节以提高工作的可靠性。
4 结论
4.1 文中给出的柴油发动机机故障书能够较全面清晰的反映发动机系统故障成因，故障之间关系，以及各种可能故障传递途径。
4.2 故障树为设计，检测，维护和维修柴油发动机提供了一种形象图解，指导人们去查找故障，改进和强化系统的关键部分。为柴油发动机系统的可靠行提供了有效的定性分析和定量评价方法。
4.3 在柴油发动机的实际工作中，经常遇到不同故障程度的底事件，将其计算并求出最小割集，有助于掌握柴油发动机故障的规律和特征。故障树分析理论可以进一步将常规的故障诊断方法和计算机程序技术有机的结合起来，形成专家系统，这样可以方便和快捷的进行故障诊断。
参考文献：
关键词：船舶主机系统；故障诊断；故障树分析法
船舶主机系统包括多项设备、多重装置，船舶系统故障来自于多方面，必须加大对船舶系统故障的分析力度，采用科学的故障分析法，便于及时发现故障，找到故障成因，进而采取措施来解决问题、解除故障。故障树分析法能够为船舶主机系统故障诊断提供科学的措施和方法，通过画出故障树形图，其中划分为树干与树梢，各类故障以及对应的成因分布其中，对船舶主机系统进行全方位的故障分析。
1 故障树分析法
故障树分析法是专门针对故障通过绘制树形图谱来分析故障的过程，属于可靠性设计的科学方法，属于从结果到原因的全方位分解与剖析。设置一个故障可能性层列，其中最不可能出现或结果最坏的事件被叫作“顶事件”，立足于该事件从中分析造成此事件的众多因素和原因，将其纳入故障树的第二级，再对应发现造成二级故障的原因，称之为三级故障，逐层剖析、逐步分解，最后获得一个最底层引发故障的因素，被叫作底事件。将分布于顶部和底部中间的一系列故障叫作中间故障事件，从顶部到底部逐层链接最终将形成一个从上到下的树形结构，也就是人们所称的“故障树”。
2 船舶主机系统故障诊断中故障树的创建
主机作为船舶系统内部一项重要设备，由于长时间运行，如果检修不到位、运维不合理或者检修人员的水平有限等都可能酿成多种故障问题，对此则需要高效、精准地判断故障成因，再结合主机系统的相关资料以及故障分析中的相关数据等来判断故障类型，再有针对性地采取措施来解除故障。
船舶主机系统不同于普通的机电设备，其主机设备内部构造复杂，存在众多影响主机运行的不良因素、不良因子。有必要围绕主机系统创建一个故障树，利用故障树分析法来逐层分析与分解船舶主机系统的故障和问题，理论与现实相互配合的方式来深入剖析故障，结合主机系统实际的运行原理以及相关工作经验等来创建一个故障树示意图。实际的故障树分析法主要可以采用定性与定量分析相结合的方式，每一类方法都有自身的优势和特c。
2.1 定性分析
定性分析是故障树分析法的一个必备方法，依照最小割集法原理，可以得到故障树最小割集，如图1所示。
2.2 定量分析
船舶主机系统不同类型故障的相关数字、数据统计对应见表1。
参照上表分析，船舶主机系统长时间运转对应将得到监测到一系列故障，对应形成以上数据，采用定量计算的方法来对应分析出船舶主机系统无法常规运转状态下的有效度。所谓的“有效度”指的是船舶机械以及船舶相关的装备系统无法在常规状态下运行，以及出现故障问题以后，在一个特定时间范围内可以被维修、恢复功能的效度，在这一过程中船舶依然可以按照常规运转，其生产概率不会受到影响，对此可以利用以下公式来计算得出船舶系统的效度：
按照上面的公式，其中λ=a×10-4对应各自算出故障系统的一系列效度值，经计算能够得出船舶主机系统无法常规运行故障概率为18.09，系统被修复的概率：0.62，将以上数值带入公式，得出效度值：A=0.9945，以上数据数值说明船舶主机系统中的各项故障都能被有效修复，维持主机系统的常规运行。
3 船舶系统的故障树形分析
船舶主机系统有着自身的结构构造，具体包括：油管系统、冷却系统、泵系统以及贮存性零部件等。其中某一部件出现问题，则将使得系统整体上走向故障状态，其中冷却系统又可能发生以下方面的故障：温控故障、海水管故障等，泵系统又包括两个型号的泵体，当它们共同处于故障状态时，则将导致主油泵系统出现故障问题，对此可以尝试创建一个故障诊断树形图来深入分析主机系统故障。
4 故障树有利于故障的排除
故障树形图为故障的诊断与排除创造了条件，可以参照此树形图来高效地判断、识别故障，同时，根据机器设备以及系统等的工作状态、运行状态来逐步、逐层来测试、分析系统中各项仪器、设备等的运行情况，从而高效地识别故障的成因，围绕故障成因来判断故障发生概率，再结合造成故障的原因来采取措施及时排除故障。
故障树形图为故障的判断、分析与诊断创造了条件，使得故障分析者能够从树干出发再逐渐过渡到枝杈部分，对应来分析故障成因，为船舶主机系统故障的查找提供了一个更加便捷、直接的通道，能够提升故障查找工作效率，确保更多故障能够被精准、高效地查找。
5 结束语
故障树分析法能够为船舶主机系统故障的诊断与分析创造条件，为其提供了更加直接、有效的方法，及时发现故障，科学分析故障的成因，以及各类故障之间的关系等，是一项需要深入提倡与运用的科学方法。
参考文献
[1]朱继洲.故障树原理和应用[M].西安交通大学出版社，1989.
【关键词】故障树分析法；工程机械维修与管理；应用要点
目前，我国智能化、大型化基础设施建设进入了重要时期。而这些包含工程机械的大型化基础设施建设与人民的日常生活息息相关。其中，在大型化基础建设施工项目中，工程机械的工具与设备有着不可或缺的作用。而在《资本论》中，马克思曾提到：“一台机器的构造，不管怎样完美无缺，进入生产过程后，在实际使用上就会出现一些欠缺，必须用补充劳动来纠正。”可见，对工程机械进行维修与管理，是意义重大且极为必要的事情。但工程机械修与管理过程中，通常会出现诊断错误，从而浪费了大量的物力、人力和财力。尤其是大规模的工程项目施工中，关键设备及其关键部位的安全性能够直接影响工程施工质量和施工进度。同时，工程项目的施工现场一般没有复杂诊断设备，因而，可靠的诊断方法在分析工程机械故障问题时，显得极为重要。
1. 故障树分析法概念及特点
故障树分析法，即故障树分析技术是在1962年由美国贝尔电报公司开发研究的，其在系统故障分析、系统可靠性设计、安全工程等有广泛应用。故障树分析法，是将系统故障的形成原因从总体到部分，根据树枝状的逐级细化的一种分析方法。首先，故障树分析法将研究系统中最不期望发生的故障，作为故障分析目标，即“顶事件”，接下来逐级探查可直接导致故障发生的“中间事件”与“底事件”，最后，使用适当逻辑门将“顶事件”、“中间事件”与“底事件”联系在一起，形成故障树，并根据故障树图形化分析导致系统出现故障及证实体统故障的诸多因素之间逻辑关系。
故障树分析法的主要特点包括：①自大系统至小系统、自整机各个系统至零件，采取逐级细化方法进行分析；②可进行单因素故障分析，也可进行多因素故障分析，不仅可采取定性方法分析系统故障，同时也可采取定量分析法进行系统故障分析；③故障树系基于逻辑门所构建的逻辑图，可由计算机完成。同时，故障树分析法还具有知识库容易更新、诊断高效以及简单直观的特征。
2. 故障树分析法的流程、基本事件及符号
故障树分析法流程共计5步，主要是定义边界条件与初始条件、定一定时间、构建故障树、定性分析与输出诊断结果。同时，故障树分析法的基本事件与符号均有不同的代表意义，具体见表1.
3. 故障树分析法――定性分析
在故障树中所对应的底事件中，如果某几项底事件在同一时间发生，且必定引发故障树中对应的顶事件时，则可将这几项底事件所构建形成的集合称为“割集”。显而易见，每个割集可对应整个系统中故障的某种情况。如果割集中，某个割集去除其中任何一项底事件之后，这个割集就不再成为割集，那么可将这个割集定义为最小割集。由最小割集定义可知，整个系统中所包含的全部的最小割集，即代表系统出现故障的全部故障种类与故障模式。在故障树分析法当中，最小割集作用体现于为维修系统故障提供了必须维修的最基本的故障点。对工程机械故障诊断而言，故障树分析法中的定性分析目标，是探寻整个体统中全部的最小割集。此外，还有除割集与最小割集以外的定义，即路集与最小路集，如果某几项底事件集合均不发生，则顶事件同样不发生，那么这几项底事件所构成的集合为路集。相应的，去掉整个路集中任意一个底事件，此路集不再为路集，那么这个路集即为最小路集。路集与最小路集的定义，同割集与最小割集的定义相反。最小路集可代表整个系统确保顶事件正常运行时所有的可能途径。
4. 故障树分析法在工程机械维修与管理中的作用
故障树分析法于实际工程机械维修与管理应用中，具有以下四方面的作用和优越性：①故障树分析属于一种图形演绎的方法，故障树的图形可清晰表达整个体统内在的联系，同时揭示出体统和零件之间逻辑关系。故障树分析法，是故障事件在一定条件下的逻辑分析法，其可围绕特定故障状态进行层层深入的研究分析，以此寻找出整个体统所有的故障谱和薄弱环节。②在工程机械维修和管理中使用故障树分析法，可考虑所有的有可能导致系统失效的各类因素，如此不但能分析出某些机械零件故障对于整个体统的影响，还能考虑到环境因素、人为因素和软件因素等。 ③故障树图建成之后，对于不曾参与过系统设计的维修人员和管理人员而言，相当于一个形象管理与维修指南，因而，可以用故障树分析法来培训系统管理及维修人员，同时也可检查系统发生故障的原因。④故障树分析法对系统发生的故障作定量分析和定性分析。其不仅能分析因单个零件引发的系统故障，还能分析多个部位出现故障所引发的系统故障。
5. 结语
综上所述，故障树分析法具有以下优点：能将故障发生原因全面而直观的表现出来，有利于管理人员进行定量分析和定性分析；有利于管理人员探寻原本未发现的机械问题，从而找到系统潜在故障；通过故障树的建立，清晰的列出各种导致故障发生的可能，为施工现场维修人员进行准确而快速的检查、维修提供依据；可经过建立故障树而发现由环境因素或者人为因素形成的故障，方便在不同施工环境中设置并完善机械检查与维修制度。
参考文献
[1] 龚雪. 工程机械智能故障诊断技术的研究现状及发展趋势[J]. 机床与液压. 2011（14）：124―126.
关键词 风险评估；故障树；最小割集算法；风险缓解
中图分类号 TB486 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0128-03
上海区管自动化系统是支持空中交通管制的专用电子系统。通过该系统，空中交通管制员能够对华东高空空域内的航空器进行有序的航行活动管理。随着航班量和系统运行年限的增长，自动化系统的故障率不断上升，如果不及时处理，将直接危险飞行安全。针对该问题，设备维护人员定期对自动化系统进行风险评估，及时识别风险源，并确定应对策略。
许多风险评估方法采用专家分析法的方式，该类方法是基于经验的，缺乏可靠的依据。而本文采用的故障树分析法可以对系统故障进行建模，然后通过历史数据进行分析，计算风险发生概率，并找出系统的故障模式，这样得出的结果更接近实际运行情况。
1 故障树分析法简述
1.1 概述
故障树分析法（FauIt Tree Analysis，FTA）是一种演绎分析法，该方法采用树状结构，以系统不希望发生的顶事件作为目标，从顶事件逐级向下分析，直至所要求的分析深度，最深层原因事件被称为底事件。该方法主要可分为定性分析法和定量分析法。
1.2 定性分析
故障树的定性分析是通过求故障树的最小割集，得到顶事件的全部故障模式，以发现目标系统的最薄弱环节或关键部位，集中力量对最小割集所发现的关键部位进行强化，找出控制事故的可行方案。在故障树分析法中，割集是指故障树中一些底事件的集合，而最小割集是指在某个割集中任意去掉一个底事件，余下的底事件集合无法构成割集，那么这类割集被称为最小割集。常用的方法是Fussel-Vesely算法（下行法）。
1.3 定量分析
故障树的定量分析就是在给定各底事件发生概率的基础上，计算顶事件和中间事件的发生概率、底事件重要度等参数。在具体计算时时，可分析的变量有很多，这里，我们只给出本文应用的内容，即如何通过最小割集算法，计算顶事件的发生概率，基本步骤如下：
2 上海区管自动化系统简介
上海区域管制中心的自动化系统为双冗余结构，系统具备多雷达处理、飞行计划处理、告警处理、旁路雷达处理、记录、回放等功能，目前已为上海区管/终端扇区、虹桥/浦东塔台以及合肥地区的业务运行提供保障。
3 基于故障树分析法的上海区管自动化系统风险评估应用
整个评估流程的详细步骤如下：1）故障树建模：绘制故障树，并在故障树中确定底事件概率；2）定性分析：通过故障树的最小割集，得到顶事件的全部故障模式，并定性分析底事件；3）定量分析：先确定底事件发生概率，通过最小割集算法推导最小割集发生概率，最后计算顶事件发生概率；4）风险评价和缓解：确定风险等级，制定风险减缓措施。
3.1 故障树建模
上海区管自动化系统故障种类有很多，本文选取最典型故障作为顶事件构建故障树（图1），所有“底事件”（表1），以此为顶事件展开后的节点能够覆盖常用设备（元件）故障类型。
进一步，为了计算，需要确定故障率数据。从理论上讲，故障发生概率应为任一瞬间发生的可能性，是一无量纲值。但从工程实践出发，我们采用计算频率的办法来代替概率的计算，即计算平均无故障时间（MTBF）的倒数。
由于历史数据统计的是总故障次数，因此计算的底事件概率是对样本数求均值后的结果。另外对于x5事件，由于无法计算数据，因此我们给定一个经验值为0.05。
3.2 定性分析
故障树的定性分析就是要研究系统故障模式（最小割集）。通过首先Fussel-Vesely算法我们可以求得故障树的全部最小割集：{x1，x5}，{x1，x6}，{x1，x7}，{x1，x8}，{x1，x9}，{x2，x5}，{x2，x6}，{x2，x7}，{x2，x8}，{x2，x9}，{x3，x5}，{x3，x6}，{x3，x7}，{x3，x8}，{x3，x9}，{x4，x5}，{x4，x6}，{x4，x7}，{x4，x8}，{x4，x9}，{x10}，{x11}。这22个最小割集代表了22种故障模式。其中，“x10”和“x11”是一阶最小割集事件，属于结构重要性最高的。该类事件一旦产生，将直接引起顶事件的发生，而其他底事件都处于二阶最小割集中。
3.3 定量分析
定量分析主要是根据最小割集算法计算顶事件（包括中间事件）的发生概率。3.2节已经求出了全部最小割集，接下来由公式（1）就可求得每个最小割集的概率P（yi），其中，yi={x1，x2，…，xm}为第i个最小割集yi，Pi为底事件xi的发生概率，计算出最小割集概率值：y1～y22。
另一个影响单席位正常使用的重要故障是显示设备无法提供使用。包括BARCO，EIZO显示器，故障率仅次于单席位主系统软/硬件故障。
3.4 风险评价和缓解
风险评估的主要目的不是根据故障树分析法确定风险故障概率值的大小，而是通过计算概率值确定风险等级。本文根据计算的整体概率范围制定了一个风险等级划分表，如表4。
从表4可知，该风险处于第4等级，属于风险程度比较高的，因此必须对其采取风险缓解措施，根据前面故障树分析法的分析，可从底事件着手，采取相对的缓解措施：如对于DS-10硬件故障除了及时维修外，也可以先期更换电源和风扇来预防故障发生，对软件故障可采用安装补丁等方法来降低故障率。
4 结束语
本文以上海区管自动化系统最常见的单席位故障为案例，构建相应的故障树，通过对实际的统计数据的整理，对故障树进行定性和定量的分析，最后量化地计算出相应的风险值，并提出相应的风险缓解措施。
今后，对该评估法的进一步研究可以考虑这样几个方面：1）扩大树的广度和深度，将其应用于更多的故障类型；2）可与过去使用的专家分析评估法及其他的主流评估方法进行对比，评价方法的性能。
参考文献
[1]陈文峰等.欧洲猫-X系统管制操作手册[Z].上海：民航华东空管局，2004.
关键词：机载导弹；直列式点火器；点火控制；故障树；安全性
1 概述
空空导弹的发动机属危险组件，而点火系统是发动机的最危险部件，在实际使用中，由于点火系统的原因，曾出现过不少安全性事故。因此，保证点火系统在运输、贮存、测试、维护以及挂架发射前的高度安全有着十分重要的意义[1]。
为进一步提高发动机点火控制安全性，某型号机载导弹预采用直列式点火系统。直列式点火系统是指无需隔离的点火系统，分为激光点火系统、冲击片点火系统等。激光点火系统采用激光发火管点火，激光能量必须通过光纤传递给本方案中内置的点火装置以完成点火，实现难度大，且这种点火技术在国内还未达到成熟应用的水平。冲击片点火系统采用瞬间高电流使桥丝气化，形成冲击波加速箔片撞击装药（或直接撞击装药）实现点火；这种技术已成熟应用在引信中，在国外只有很少型号中用于发动机点火。
本文旨在方案阶段采用FTA法对某机载导弹发动机点火系统采用冲击片直列式点火器后的安全性进行研究，以发动机意外点火为顶事件建立故障树，确定由点火器造成发动机意外点火顶事件的所有底事件和最小割集，得到某机载导弹发动机意外点火的原因或原因组合，并进行了重要度定性分析，为该型号机载导弹点火器安全性设计提供参考。
2 故障树分析法
故障树分析（Fault Tree Analysis，以下简称FTA）是美国人沃森（H.A.Watson）在1961年研究民兵导弹的发射控制系统的安全性评价时，首次提出并应用的一种分析方法[2]。在我国国军标中明确规定，故障树分析（FTA）是产品（系统）可靠性和安全性分析的工具之一，用来寻找导致不希望的系统故障或灾难性危险事件（顶事件）发生的所有原因和原因组合，在具有基础数据时求出顶事件发生的概论及其他定量指标。
近年来FTA发展迅速，其理论日趋完善，应用领域也逐渐扩展；现在国际上已公认FTA是可靠性、安全性分析的一种简单有效的方法[3]。故障树分析可以分为选择顶事件、建立故障树、对故障树进行分析、采取措施改进系统性能等几个步骤[4]。
3 机载导弹发动机点火控制故障树的建立
导弹系统结构复杂，本文建立故障树的基本假设为，不考虑电磁环境，不考虑接线及接插件故障，除雷管外不考虑火工品、换药自身缺陷及环境影响，各单元按照预定功能可靠作用。在全面了解冲击片直列式点火器的工作原理基础上，建立直列式点火系统的功能框图，具体如图1所示。
根据图1，依据逻辑关系，各层级按照自身故障满足输出条件和由于下级原因满足输出条件，逐级建立故障树。由于动态开关控制脉冲信号，其故障后不能产生高压充电交流信号，因此动态开关故障、充电线路故障、驱动电路2故障、安全控制电路2故障均不能完成充电，故障树中没有这4个事件。高压线路本身故障放电会造成高压充电不能完成，因此故障树中没有该事件。故障树如图2。
故障树定性分析：
根据上述建立的故障树，暂不考虑时序逻辑关系，采用下行法求故障树最小割集：
故障树的2个最小割集全部3阶。
基本事件的结构重要度系数可用下式进行计算：
式中：IΦ（i）-第i个基本事件的结构重要度系数；Kj-第j个最小割集；Nj（j∈Kj）-基本事件i所在的最小割集Kj中基本事件的个数；xi∈Kj-第i个基本事件属于第j个最小割集。
利用式（1）可以求得意外引爆故障树中的各基本事件的结构重要度系数。
各基本事件的结构重要度系数的顺序为：
底事件其重要度从大到小依次为：X1>X2=X4=X6=X7。
根据以上分析可知：
（1）故障树分析得出的4个最小割集均为3阶，说明防止发动机意外点火事件发生的设计余度为3。
（2）冲击片电发火管满足GJB344A中B类电起爆器要求，500V以下任何电能不起爆，其电磁安全性较好。
若不满足预定工作时序，电子直列点火器故障不会造成高压充电。
（4）故障树分析得出的4个最小割集中均含有事件X1（电源1），因此事件X1不发生，则顶事件就不会发生，说明直列式点火系统安全性受点火器前级的控制线路影响较大。
（5）设计合适的检测点对X1进行检测，可以有效判断点火控制系统是否安全。
4 结束语
FTA是对复杂系统安全性、可靠性进行分析的一种重要工程方法。它不仅可定性地找出造成系统故障的各种硬件、软件、环境和人为等方面因素，还可定量预测系统故障发生的概率及各个因素或故障模式对系统故障的影响重要程度[5]。
某机载导弹发动机点火控制系统采用直列式点火器，在我国机载导弹研制历史上尚属首次。为验证其使用安全性，本文根据点火系统工作性能，以发动机意外点火为顶事件，建立了故障树模型，通过故障树分析可知，防止发动机意外点火事件发生的设计余度为3，因此发动机点火控制系统采用直列式点火器可以保证使用安全，同时，直列式点火系统安全性受点火器前级的控制线路影响较大，对电源1进行状态监测可以进一步保证发动机安全。
参考文献
[1]黄少波，沈欣，李秋菊.空空导弹发动机点火系统安全性设计[J].航空兵器，2008，1：26-30.
[2]曹锡江，窦汝春，王少龙，等.基于FTA的导弹定量安全评价方法研究[J].战术导弹控制技术，2005，1：81-83.
[3]刘佳佳，谷良贤.FTA法在导弹武器系统分析中的应用[J].计算机仿真，2008，25（3）：21-24.
[4]孙东平，姚奕，马瑞萍.故障树分析法及其在导弹故障近似计算中的应用[J].装备环境工程，2006，3（2）：64-67.
低压开关控制柜品种多、规格复杂，因此，对低压开关控制柜进行可靠性分析时本文以
比较典型的低压开关控制柜MCC为例进行可靠性分析，并以河北电力设备厂生产的张家口水电解制氢装置MCC开关柜为例进行分析，以下简称低压开关柜MCC。
低压抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心简称低压抽出式MCC柜，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统中，作为化工冶金纺织矿山等各工矿企业的电动机控制用。
低压开关控制柜MCC设备的特点：
（1）按不同功能设计成各种类型的抽屉单元。根据用户需要，选用施奈德公司的低压电器元件。
（2）类似的抽屉具有互换性。需维修或更换时，只需换上同规格的备用抽屉，提高了供电的连续性。
（3）所有的导线均采用冷压接线端头，在一次线端头上加套热缩塑料管，二次线端头套塑料管，提高了运行可靠性。
（4）为使母线搭接面接触良好，采用整平压印新工艺。
（5）具有良好的保护接地系统，全部金属结构之间可靠连接，并与接地保护母线排相通。
（6）空气开关的操作机构突出门外，并有明显分合标志，门与操作机构间有机械联锁装置。
（7）壳体表面采用烤漆或静电喷涂。
（8）不覆漆的其它金属部件全部镀锌钝化。
（9）柜体框架具有光滑的钝形边缘，可使安装人员的双手得到保护。
2 低压开关控制柜MCC的可靠性分析
2.1 低压开关控制柜MCC的可靠度逻辑图
低压开关控制柜主要由六个模块组成，分别为：吸附器A电力回路、吸附器B电力回路、碱液循环电力回路、送水泵电力回路、电解间风机电力回路和配电间风机电力回路。
图1 吸附器A、B电力回路的可靠度逻辑图
2.2 低压开关柜控制柜MCC可靠度的计算
根据可靠度逻辑图，给出元件的失效率，可以计算系统的可靠度。
3 故障树分析方法
3.1 简介
故障树分析法，简称FTA（Fault Tree Analysis），是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法故障树分析法是由美国贝尔实验室的H.A.Watson于1961年首先提出的，并应用在民兵导弹的发射控制系统安全性分析中，为预测导弹发射的随机故障率做出了贡献。采用FTA来预测和诊断故障，分析系统的薄弱环节，指导运行和维修，实现系统设计的最优化。
故障树分析方法具有以下几个特点：
（1）具有很大的灵活性。
（2）FTA是一种图形演绎法，所以形象、直观，而且它是一种对故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。
（3）进行FTA的过程，也是一个对系统更深入认识的过程，它要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统可靠性的分析精度。
（4）由于故障树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因而可以用计算机辅助建树和分析。
（5）通过FTA可以定量的计算复杂系统的故障率以及其它可靠性参数，为改善和评价系统可靠性提供定量数据
（6）FTA不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且可用于经济管理的工程问题，还对不曾参与系统设计的管理和维修人员来说相当于一个形象的管理维修指南，因此对培训使用系统的人员更有意义。
3.2 实施步骤
故障树分析方法的基本步骤包括：选取顶事件；建立故障树；故障树的定性分析；故障树的定量分析。
3.2.1 顶事件的选取
顶事件就是最不希望发生的故障状态。它可以根据我们最关心的问题来选取，但是下列几点需要共同遵守：（1）顶事件发生与否必须有明确定义；（2）顶事件必须能进一步分解，这样才能按顶事件发生的逻辑关系建立故障树；（3）顶事件能定量地度量。
3.2.2 建立故障树
这是故障树分析中最关键的一步。通常是一个反复深入、逐步完善的过程。通过建树过程使工程技术人员透彻了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是建树的首要目的。其次建造故障树也是使用FTA的前提条件。
3.2.3 故障树定性分析
故障树定性分析就是找出导致顶事件发生的所有可能故障模式，即求出故障树的所有最小割集。
3.3 低压开关控制柜MCC的故障树定性分析结果
任何故障树均有有限数目的最小割集组成，它们对给定的故障树顶事件是唯一的。单个事件组成的最小割集，表示该事件一旦发生顶事件就发生。
低压开关控制柜MCC故障树的最小割集如下：
割集0：Event8割集1：Event10割集2：Event11割集3：Event12割集4：Event13割集5：Event14割集6：Event15割集7：Event16割集8：Event17割集9：Event18割集10：Event20割集11：Event28割集12：Event33割集13：Event35割集14：Event42割集15：Event47割集16：Event49割集17：Event50割集18：Event52割集19：Event58割集20：Event60割集21：Event61割集22：Event62割集23：Event26 Event30割集24：Event27 Event30割集25：Event40 Event44割集26：Event41 Event44割集27：Event54 Event57割集28：Event54 Event56割集29：Event65 Event68割集30：Event65 Event67
3.4 低压开关控制柜MCC的故障树定量计算结果
低压开关控制柜MCC故障树的定量计算结果如下（令t=2000h，计算顶事件发生概率）低压成套开关设备的可靠性分析
李志鸿
（宁波市创捷自动化有限公司，浙江 宁波 315803）
1 低压开关控制柜MCC
低压开关控制柜品种多、规格复杂，因此，对低压开关控制柜进行可靠性分析时本文以
比较典型的低压开关控制柜MCC为例进行可靠性分析，并以河北电力设备厂生产的张家口水电解制氢装置MCC开关柜为例进行分析，以下简称低压开关柜MCC。
低压抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心简称低压抽出式MCC柜，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统中，作为化工冶金纺织矿山等各工矿企业的电动机控制用。
低压开关控制柜MCC设备的特点：
（1）按不同功能设计成各种类型的抽屉单元。根据用户需要，选用施奈德公司的低压电器元件。
（2）类似的抽屉具有互换性。需维修或更换时，只需换上同规格的备用抽屉，提高了供电的连续性。
（3）所有的导线均采用冷压接线端头，在一次线端头上加套热缩塑料管，二次线端头套塑料管，提高了运行可靠性。
（4）为使母线搭接面接触良好，采用整平压印新工艺。
（5）具有良好的保护接地系统，全部金属结构之间可靠连接，并与接地保护母线排相通。
（6）空气开关的操作机构突出门外，并有明显分合标志，门与操作机构间有机械联锁装置。
（7）壳体表面采用烤漆或静电喷涂。
（8）不覆漆的其它金属部件全部镀锌钝化。
（9）柜体框架具有光滑的钝形边缘，可使安装人员的双手得到保护。
2 低压开关控制柜MCC的可靠性分析
2.1 低压开关控制柜MCC的可靠度逻辑图
低压开关控制柜主要由六个模块组成，分别为：吸附器A电力回路、吸附器B电力回路、碱液循环电力回路、送水泵电力回路、电解间风机电力回路和配电间风机电力回路。
图1 吸附器A、B电力回路的可靠度逻辑图
2.2 低压开关柜控制柜MCC可靠度的计算
根据可靠度逻辑图，给出元件的失效率，可以计算系统的可靠度。
3 故障树分析方法
3.1 简介
故障树分析法，简称FTA（Fault Tree Analysis），是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法故障树分析法是由美国贝尔实验室的H.A.Watson于1961年首先提出的，并应用在民兵导弹的发射控制系统安全性分析中，为预测导弹发射的随机故障率做出了贡献。采用FTA来预测和诊断故障，分析系统的薄弱环节，指导运行和维修，实现系统设计的最优化。
故障树分析方法具有以下几个特点：
（1）具有很大的灵活性。
（2）FTA是一种图形演绎法，所以形象、直观，而且它是一种对故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。
（3）进行FTA的过程，也是一个对系统更深入认识的过程，它要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统可靠性的分析精度。
（4）由于故障树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因而可以用计算机辅助建树和分析。
（5）通过FTA可以定量的计算复杂系统的故障率以及其它可靠性参数，为改善和评价系统可靠性提供定量数据
（6）FTA不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且可用于经济管理的工程问题，还对不曾参与系统设计的管理和维修人员来说相当于一个形象的管理维修指南，因此对培训使用系统的人员更有意义。
3.2 实施步骤
故障树分析方法的基本步骤包括：选取顶事件；建立故障树；故障树的定性分析；故障树的定量分析。
3.2.1 顶事件的选取
顶事件就是最不希望发生的故障状态。它可以根据我们最关心的问题来选取，但是下列几点需要共同遵守：（1）顶事件发生与否必须有明确定义；（2）顶事件必须能进一步分解，这样才能按顶事件发生的逻辑关系建立故障树；（3）顶事件能定量地度量。
3.2.2 建立故障树
这是故障树分析中最关键的一步。通常是一个反复深入、逐步完善的过程。通过建树过程使工程技术人员透彻了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是建树的首要目的。其次建造故障树也是使用FTA的前提条件。
3.2.3 故障树定性分析
故障树定性分析就是找出导致顶事件发生的所有可能故障模式，即求出故障树的所有最小割集。
3.3 低压开关控制柜MCC的故障树定性分析结果
任何故障树均有有限数目的最小割集组成，它们对给定的故障树顶事件是唯一的。单个事件组成的最小割集，表示该事件一旦发生顶事件就发生。
低压开关控制柜MCC故障树的最小割集如下：
割集0：Event8割集1：Event10割集2：Event11割集3：Event12割集4：Event13割集5：Event14割集6：Event15割集7：Event16割集8：Event17割集9：Event18割集10：Event20割集11：Event28割集12：Event33割集13：Event35割集14：Event42割集15：Event47割集16：Event49割集17：Event50割集18：Event52割集19：Event58割集20：Event60割集21：Event61割集22：Event62割集23：Event26 Event30割集24：Event27 Event30割集25：Event40 Event44割集26：Event41 Event44割集27：Event54 Event57割集28：Event54 Event56割集29：Event65 Event68割集30：Event65 Event67
3.4 低压开关控制柜MCC的故障树定量计算结果
低压开关控制柜MCC故障树的定量计算结果如下（令t=2000h，计算顶事件发生概率）低压成套开关设备的可靠性分析
李志鸿
（宁波市创捷自动化有限公司，浙江 宁波 315803）
1 低压开关控制柜MCC
低压开关控制柜品种多、规格复杂，因此，对低压开关控制柜进行可靠性分析时本文以
比较典型的低压开关控制柜MCC为例进行可靠性分析，并以河北电力设备厂生产的张家口水电解制氢装置MCC开关柜为例进行分析，以下简称低压开关柜MCC。
低压抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心简称低压抽出式MCC柜，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统中，作为化工冶金纺织矿山等各工矿企业的电动机控制用。
低压开关控制柜MCC设备的特点：
（1）按不同功能设计成各种类型的抽屉单元。根据用户需要，选用施奈德公司的低压电器元件。
（2）类似的抽屉具有互换性。需维修或更换时，只需换上同规格的备用抽屉，提高了供电的连续性。
（3）所有的导线均采用冷压接线端头，在一次线端头上加套热缩塑料管，二次线端头套塑料管，提高了运行可靠性。
（4）为使母线搭接面接触良好，采用整平压印新工艺。
（5）具有良好的保护接地系统，全部金属结构之间可靠连接，并与接地保护母线排相通。
（6）空气开关的操作机构突出门外，并有明显分合标志，门与操作机构间有机械联锁装置。
（7）壳体表面采用烤漆或静电喷涂。
（8）不覆漆的其它金属部件全部镀锌钝化。
（9）柜体框架具有光滑的钝形边缘，可使安装人员的双手得到保护。
2 低压开关控制柜MCC的可靠性分析
2.1 低压开关控制柜MCC的可靠度逻辑图
低压开关控制柜主要由六个模块组成，分别为：吸附器A电力回路、吸附器B电力回路、碱液循环电力回路、送水泵电力回路、电解间风机电力回路和配电间风机电力回路。
图1 吸附器A、B电力回路的可靠度逻辑图
2.2 低压开关柜控制柜MCC可靠度的计算
根据可靠度逻辑图，给出元件的失效率，可以计算系统的可靠度。
3 故障树分析方法
3.1 简介
故障树分析法，简称FTA（Fault Tree Analysis），是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法故障树分析法是由美国贝尔实验室的H.A.Watson于1961年首先提出的，并应用在民兵导弹的发射控制系统安全性分析中，为预测导弹发射的随机故障率做出了贡献。采用FTA来预测和诊断故障，分析系统的薄弱环节，指导运行和维修，实现系统设计的最优化。
故障树分析方法具有以下几个特点：
（1）具有很大的灵活性。
（2）FTA是一种图形演绎法，所以形象、直观，而且它是一种对故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。
（3）进行FTA的过程，也是一个对系统更深入认识的过程，它要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统可靠性的分析精度。
（4）由于故障树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因而可以用计算机辅助建树和分析。
（5）通过FTA可以定量的计算复杂系统的故障率以及其它可靠性参数，为改善和评价系统可靠性提供定量数据
（6）FTA不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且可用于经济管理的工程问题，还对不曾参与系统设计的管理和维修人员来说相当于一个形象的管理维修指南，因此对培训使用系统的人员更有意义。
3.2 实施步骤
故障树分析方法的基本步骤包括：选取顶事件；建立故障树；故障树的定性分析；故障树的定量分析。
3.2.1 顶事件的选取
顶事件就是最不希望发生的故障状态。它可以根据我们最关心的问题来选取，但是下列几点需要共同遵守：（1）顶事件发生与否必须有明确定义；（2）顶事件必须能进一步分解，这样才能按顶事件发生的逻辑关系建立故障树；（3）顶事件能定量地度量。
3.2.2 建立故障树
这是故障树分析中最关键的一步。通常是一个反复深入、逐步完善的过程。通过建树过程使工程技术人员透彻了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是建树的首要目的。其次建造故障树也是使用FTA的前提条件。
3.2.3 故障树定性分析
故障树定性分析就是找出导致顶事件发生的所有可能故障模式，即求出故障树的所有最小割集。
3.3 低压开关控制柜MCC的故障树定性分析结果
任何故障树均有有限数目的最小割集组成，它们对给定的故障树顶事件是唯一的。单个事件组成的最小割集，表示该事件一旦发生顶事件就发生。
低压开关控制柜MCC故障树的最小割集如下：
割集0：Event8割集1：Event10割集2：Event11割集3：Event12割集4：Event13割集5：Event14割集6：Event15割集7：Event16割集8：Event17割集9：Event18割集10：Event20割集11：Event28割集12：Event33割集13：Event35割集14：Event42割集15：Event47割集16：Event49割集17：Event50割集18：Event52割集19：Event58割集20：Event60割集21：Event61割集22：Event62割集23：Event26 Event30割集24：Event27 Event30割集25：Event40 Event44割集26：Event41 Event44割集27：Event54 Event57割集28：Event54 Event56割集29：Event65 Event68割集30：Event65 Event67
3.4 低压开关控制柜MCC的故障树定量计算结果
低压开关控制柜MCC故障树的定量计算结果如下（令t=2000h，计算顶事件发生概率）低压成套开关设备的可靠性分析
李志鸿
（宁波市创捷自动化有限公司，浙江 宁波 315803）
1 低压开关控制柜MCC
低压开关控制柜品种多、规格复杂，因此，对低压开关控制柜进行可靠性分析时本文以
比较典型的低压开关控制柜MCC为例进行可靠性分析，并以河北电力设备厂生产的张家口水电解制氢装置MCC开关柜为例进行分析，以下简称低压开关柜MCC。
低压抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心简称低压抽出式MCC柜，适用于交流50Hz额定电压380V及以下的电力系统中，作为化工冶金纺织矿山等各工矿企业的电动机控制用。
低压开关控制柜MCC设备的特点：
（1）按不同功能设计成各种类型的抽屉单元。根据用户需要，选用施奈德公司的低压电器元件。
（2）类似的抽屉具有互换性。需维修或更换时，只需换上同规格的备用抽屉，提高了供电的连续性。
（3）所有的导线均采用冷压接线端头，在一次线端头上加套热缩塑料管，二次线端头套塑料管，提高了运行可靠性。
（4）为使母线搭接面接触良好，采用整平压印新工艺。
（5）具有良好的保护接地系统，全部金属结构之间可靠连接，并与接地保护母线排相通。
（6）空气开关的操作机构突出门外，并有明显分合标志，门与操作机构间有机械联锁装置。
（7）壳体表面采用烤漆或静电喷涂。
（8）不覆漆的其它金属部件全部镀锌钝化。
（9）柜体框架具有光滑的钝形边缘，可使安装人员的双手得到保护。
2 低压开关控制柜MCC的可靠性分析
2.1 低压开关控制柜MCC的可靠度逻辑图
低压开关控制柜主要由六个模块组成，分别为：吸附器A电力回路、吸附器B电力回路、碱液循环电力回路、送水泵电力回路、电解间风机电力回路和配电间风机电力回路。
图1 吸附器A、B电力回路的可靠度逻辑图
2.2 低压开关柜控制柜MCC可靠度的计算
根据可靠度逻辑图，给出元件的失效率，可以计算系统的可靠度。
3 故障树分析方法
3.1 简介
故障树分析法，简称FTA（Fault Tree Analysis），是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法故障树分析法是由美国贝尔实验室的H.A.Watson于1961年首先提出的，并应用在民兵导弹的发射控制系统安全性分析中，为预测导弹发射的随机故障率做出了贡献。采用FTA来预测和诊断故障，分析系统的薄弱环节，指导运行和维修，实现系统设计的最优化。
故障树分析方法具有以下几个特点：
（1）具有很大的灵活性。
（2）FTA是一种图形演绎法，所以形象、直观，而且它是一种对故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。
（3）进行FTA的过程，也是一个对系统更深入认识的过程，它要求分析人员把握系统的内在联系，弄清各种潜在因素对故障发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统可靠性的分析精度。
（4）由于故障树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因而可以用计算机辅助建树和分析。
（5）通过FTA可以定量的计算复杂系统的故障率以及其它可靠性参数，为改善和评价系统可靠性提供定量数据
（6）FTA不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且可用于经济管理的工程问题，还对不曾参与系统设计的管理和维修人员来说相当于一个形象的管理维修指南，因此对培训使用系统的人员更有意义。
3.2 实施步骤
故障树分析方法的基本步骤包括：选取顶事件；建立故障树；故障树的定性分析；故障树的定量分析。
3.2.1 顶事件的选取
顶事件就是最不希望发生的故障状态。它可以根据我们最关心的问题来选取，但是下列几点需要共同遵守：（1）顶事件发生与否必须有明确定义；（2）顶事件必须能进一步分解，这样才能按顶事件发生的逻辑关系建立故障树；（3）顶事件能定量地度量。
3.2.2 建立故障树
这是故障树分析中最关键的一步。通常是一个反复深入、逐步完善的过程。通过建树过程使工程技术人员透彻了解系统，发现系统中的薄弱环节，这是建树的首要目的。其次建造故障树也是使用FTA的前提条件。
3.2.3 故障树定性分析
故障树定性分析就是找出导致顶事件发生的所有可能故障模式，即求出故障树的所有最小割集。
3.3 低压开关控制柜MCC的故障树定性分析结果
任何故障树均有有限数目的最小割集组成，它们对给定的故障树顶事件是唯一的。单个事件组成的最小割集，表示该事件一旦发生顶事件就发生。
低压开关控制柜MCC故障树的最小割集如下：
割集0：Event8割集1：Event10割集2：Event11割集3：Event12割集4：Event13割集5：Event14割集6：Event15割集7：Event16割集8：Event17割集9：Event18割集10：Event20割集11：Event28割集12：Event33割集13：Event35割集14：Event42割集15：Event47割集16：Event49割集17：Event50割集18：Event52割集19：Event58割集20：Event60割集21：Event61割集22：Event62割集23：Event26 Event30割集24：Event27 Event30割集25：Event40 Event44割集26：Event41 Event44割集27：Event54 Event57割集28：Event54 Event56割集29：Event65 Event68割集30：Event65 Event67
3.4 低压开关控制柜MCC的故障树定量计算结果
低压开关控制柜MCC故障树的定量计算结果如下（令t=2000h，计算顶事件发生概率） 通过以上分析可以看到，低压开关控制柜的故障树由31个最小割集构成，其中一阶最小割集23个，二阶最小割集8个，系统的薄弱环节为23个底事件构成的一阶割集。一阶最小割集中的事件发生，系统才会故障，所以它们的概率重要度为1，二阶最小割集中，只有当所有事件发生，系统才发生故障，所以概率重要度小的多。
本文研究了低压成套开关设备的可靠性分析方法，并以低压开关控制柜MCC为例进行了可靠性分析和计算。由以上的分析可知本文的主要工作和结论如下：
（1）全面的分析低压成套开关设备的可靠性必须考虑低压成套开关设备作为不可修复系统时和可修复系统时的不同，不可修复系统的可靠性指标和可修复系统的可靠性指标不同，所使用的分析方法也不同。因此，当把低压成套开关设备看作不可修复系统时，采用可靠度逻辑图分析方法和故障树分析方法，当把低压成套开关设备看作可修复系统时，采用状态空间方法。
基于供电企业配网自动化控制系统的应用（2）可靠度逻辑图分析方法和故障树分析方法各有优缺点：应用可靠度逻辑图方法，需要弄清楚低压成套开关设备的结构、功能以及各单元之间的可靠性关系，在得到该系统的可靠度逻辑图后，计算较简单。但是，当系统的结构复杂、单元众多时，系统的可靠度逻辑图很难或不能画出。应用故障树分析方法可弥补可靠度逻辑图分析方法的缺点，可以采用计算机进行分析，在大型复杂系统的可靠性研究中更为有效，还可以进行底事件和最小割集的重要度的分析，得出关键事件重要度，各单元对系统的影响一目了然。
关键词：故障树；油气管道；风险评价
中图分类号：X820.4 文献标识码： A 文章编号：
故障树方法
故障树分析方法是一种由结果推原因的逻辑推理方法，属于演绎分析法[1]。其从一个可能的事故一层一层的逐步寻找引起事故的触发因素，分析这些因素之间的逻辑关系，用逻辑图把之间的关系表示出来。
整个故障树的建立要首先确定和熟悉系统，找到故障的顶事件，广泛收集资料、详细调查原因，从而确定引起故障的所有可能的因素，理清这些因素之间的逻辑关系和层次关系，构造并修改简化故障树。
1.故障树定性分析
1.1故障树的建立
首先确定顶事件，可以把系统失效可能引起较大灾害事故的失效事件作为顶事件[2]。顶事件是故障树分析的起点，建立故障树时应针对分析对象的特点，寻找引起事故的主要危险因素，确定这些因素的逻辑关系和层次关系，并对建好的故障树进行详细分析。
按照顶事件确定原则，对于油气管线，选择“管道失效”作为顶事件，而引起管道失效的主要原因有“管道断裂”、“管道穿孔”，再以这两个事件作为顶事件再做进一步的分析[3]。
表1 中间事件表
表2 基本事件表
1.2管道失效的影响因素分析
通过用下行法计算得到故障树有93个最小割集，其中15个一阶最小割集、31个二阶割集、2个三阶割集、6个四阶割集、39个六阶割集。故障树的最小割集中一阶和二阶是影响顶事件的主要因素，这些因素集中在第三方破坏、误操作和自然灾害这三个方面。
(1)第三方破坏
由于管道线路标志不明、巡线误工、农耕破坏以及管道上违章建筑等，直接导致事故的发生，这一因素的可改善性比较大，管道运行单位应加强管理，完善巡线人员责任制度，对管线作线路标志、对管线附近的居民进行管道维护教育，另外还要确定报警检测系统的灵敏性。
(2)误操作
误操作是影响管道最重要的因素集，操作人员应该严格按照规程的要求进行操作，制定完善的操作流程和注意事项，对员工要进行全面的岗前教育，持证上岗、责任到人，在选择设计施工单位时，要选择资质较高的，以保证管道的设计和建设合理而且管道寿命得到保证。
(3)自然灾害
管道要设计有抗自然灾害的能力，否则一旦有自然灾害的发生必然会导致极为严重的后果，因为自然灾害的发生对管道的破坏是毁灭性的，一旦发生，有可能导致管道断裂、火灾甚至爆炸等大型事故，造成较大的经济和生命损失。
(4)腐蚀
虽然腐蚀因素并不是一阶最小割集，但是腐蚀因素出现在很多割集中，频率较高。故障树中六阶以上的割集中大都包括在腐蚀因素，因此，要充分重视腐蚀带来的破坏，要提升清管质量，加强阴极保护，降低施工时应力的存在等。
结束语：
故障树法是风险评价中最常用的分析方法之一。通过定性分析发现导致管道失效的主要原因是：第三方破坏、腐蚀、自然灾害及管材缺陷等，其中误操作影响较大。在此基础上研究探讨了故障树的定量分析方法，只需要给出基本事件发生概率，就可以求出顶事件概率和各重要度。
参考文献
[1]盐见弘，岛冈淳，石山敬幸.故障模式和影响分析及故障树分析的应用[M].北京.机械工业出版社
[2]易云兵，基于风险评价的输气管线设计方法研究[D].四川.西南石油大学.2005
【关键词】故障诊断；提升机；可靠性；故障树
0.引言
故障检测与诊断系统应该采用的故障诊断方案，是由诊断对象的性质及系统的功能要求决定的。矿井提升机是矿山生产的一种主要设备，提升机故障诊断系统首先要能对常见故障和曾经发生过的故障做出准确诊断，并给出故障处理的建议方案；对历史上虽不曾发生、但实际上可能发生的故障也要具有一定的处理能力。提升机系统的故障现象形形，故障原因也多种多样，许多故障现象只能凭操作人员的语言描述，可实时利用的传感器信号较少，为了建立提升机故障诊断系统，综合考察故障树分析法、专家系统、神经网络和信息融合等人工智能的故障诊断方法是必要的。
1.故障树分析法
故障树分析法(FTA)以不希望系统发生的事件(顶事件)为分析目标，逐层向下追究所有可能的原因，找出系统元件失效、环境影响、人为失误及程序处理硬件和软件因素(底事件)与系统失效顶事件之间的逻辑关系。故障树可用来定性分析各底事件对顶事件发生影响的组合方式和传播途径，识别可能的系统故障模式，也可用来定量计算各组成部分对系统的影响程度，算出整个系统或某一个顶事件的失效概率。位于顶事件和底事件之间的中间事件又称故障事件；底事件位于故障树的底端，其失效数据不再分解。
提升机主要故障现象的故障树如图1所示。严重机械故障主要有制动事故、断绳事故和过卷事故；电气故障如主回路过流、控制电源失压、低压电源漏电等。这些故障不仅会严重影响矿井提升机运行，还会造成提升系统装备严重损坏及人身伤亡事故，后果是非常严重的。
2.基于故障树的专家系统
2.1故障树与专家系统的联系
故障树将诊断知识图形化，具有知识表达直观、层次分明的特点，是查找系统故障原因的有效手段。把故障树应用于制动系统故障诊断专家系统，将大大降低知识获取的难度。故障树的顶事件是专家系统要分析解决的任务；故障树的一个最小割集就是系统的一种失效模式，对应于专家系统要推理的一种最终结果；故障树由上到下的逻辑关系对应于专家系统的推理过程，故障树的树枝对应于知识库中的规则，故障树的树枝数等于知识库所包含规则的个数。知识库中的知识来源于故障树 。故障树模型是描述诊断对象结构、功能和关系的一种定性因果模型，它体现了故障传播的层次性和因果关系链。这种因果关系链与“If…then…”型故障诊断规则本质上具有一致性，两者之间可以相互转换。由于计算机软件技术迅速发展，面向对象编程OOP(object-oriented programming)已成为目前应用软件开发的主导技术。OOP技术可以容易地与故障树模型相结合，从而将故障树模型表示成适当的数据结构。
2.2基于故障树的专家知识库
提升机故障检测与诊断系统，根据技术资料适当补充开发的基于故障树分析法的故障诊断功能，仍不足以适应所有可能的实际情况，所以调查了许多煤矿主、副井提升机操作人员的经验，获得了20余个其他故障现象、30余种故障原因及相应的故障处理方案，形成了较为丰富的故障诊断知识 。为了便于计算机处理、特别是为了能够与采用的故障诊断方法协调运行，系统中采用多维关系表(表1) 的形式来组织、存储和利用这些故障知识。
表1 故障诊断知识库的多维关系描述
表1的每一行对应专家系统知识库中的一条故障诊断知识规则。设专家完成诊断所需的信息共有n个方面，对应于多维关系表中的故障现象S1～Sn ；系统中可能的故障原因共有m项，对应于表中的故障原因F1～Fm 。多维关系表适合于采用计算机数据库存储、检索和管理，并且可以容易地与“If…then…”型故障诊断规则相互转化。值得说明的是，在最初建立专家系统时， ηik(k=1～m)可以取二值变量，即'，ηik=1表示从当前的故障现象组合可以导致发生故障Fk，而ηik=0则表示当前故障现象不可能由故障Fk引起。随着故障诊断知识的逐步积累，ηik可以取为闭区间[0，1]内的数值，以进一步描述在当前故障现象下故障 发生的可能性。各台提升机的使用年限、结构、运行环境有较大的差别，同一组故障现象在不同提升机上由某种故障原因引起的可能性不完全相同。某台提升机，由某一故障原因确实曾经引发过某种故障现象，则以后对该台提升机同样的故障现象由这一故障原因引起的可能性会明显增大，所以对历史故障记录资料的统计分析是确定多维关系表中ηik数值的一个重要依据。此外，当有了新增的故障诊断知识后，ηik的数值还可以通过神经网络的学习加以调整。专家系统方法的引入显著地增强了提升机故障检测与诊断系统的处理能力和实用性，不但能够处理提升机系统原始技术资料所提供的几种基本故障，而且对历史上曾经发生过的各种故障都具备诊断能力。同时提高了提升机控制系统的安全性并保证诊断结果的准确可靠。
[关键词]高含水期；潜油电泵井；安全评价；节能
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0126-01
1 潜油电泵井现状及分析评价方法
1.1 潜油电泵研究的现状以及本课题研究的意义
随着油田开采进入高含水期，潜油电泵系统的综合故障率并没有随着技术的进步而大幅下降。对于地处千米以下的潜油电泵的故障，目前还是不能很好的进行观测和检查。
经过对潜油电泵研究现状的分析，我们可以发现，目前潜油电泵系统的故障分析大都没有从系统的角度进行考虑，也没有详细的潜油电泵各子系统故障分析；对故障分析时也没有考虑各部分互相影响的作用，使得故障树的各部分都相互独立、互不相干，使故障树分析法从一开始就缺乏实际联系性；而且对于潜油电泵的分析都集中在寿命分析、可靠性评定上。
1.2 我厂电泵井投产情况概况
自1981年大庆油田开始大规模应用潜油电泵技术，现在全油田共有潜油电泵井2444口，占机采井总数的6. 45%；年举升液量1.53 X 108t，占总举升液量的34.79% ；年耗电约7.27 X 108kW /h，占油田采油用电的21.38% ，能耗较高。
目前，我厂共有电泵井总数61口、平均单井日产液145t，含水94。97%，泵挂深度870.33m，动液面558.93m沉没度311.40m排量效率107.90%，2007年检泵周期1835天，平均年检泵周期1273天，免修期1212天。
1.3 故障树分析法
故障树分析，简单地讲就是把系统最不希望发生的故障作为故障分析的目标，把选定的系统故障状态称为顶事件，然后找出引起顶事件的底层因素。故障树分析是一种图形演绎方法，具有很大的灵活性，其建树的过程就是一个对系统更深入认识的过程，通过建立故障树模型可以定量计算复杂系统发生事故的概率，为改善和评价系统安全性提供定量依据。
1.4 系统安全评价
安全评价也称危险性评价或风险评价，是以实现系统安全为目的，应用安全系统工程原理和工程技术方法，对系统中固有或潜在的危险进行定性和定量分析，得出系统发生危险的可能性及其后果严重程度的评价，通过与评价标准的比较得出系统的危险程度，以达到社会所要求的安全标准的一种科学方法。
2 潜油电泵系统的故障统计及分析
2.1 潜油电泵机组的组成
潜油电泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转化为机械能，把油井中的井液举升到地面，由以上这些部分共同构成了潜油电泵机组。
2.2 一级故障分析
2.2.1 潜油泵故障
潜油泵是一种多级离心泵，外型细长，结构比较特殊，位于潜油电泵系统的最上端，是支撑整套电泵系统重量的主要设备，也是整个潜油电泵系统的核心部件。
故障原因一般为：①油井出砂、结蜡或结垢等会使泵头和油管内腔堵塞，导致泵排量下降②叶轮与导壳的过流表面长期在含有砂粒的液体冲刷下，过早的产生严重的磨损，造成砂卡泵开机失效；④大曲率斜井段，将会引起机组弯曲变形，造成潜油泵轴卡死；⑤由于地层供液不足，不仅会造成机组不能正常运转，而且会导致泵的磨损加剧和机组无液体冷却，出现局部高温 。
2.2.2 分离器故障
油气分离器位于保护器和多级离心泵之间，其主要作用是将混合气液进行气、液两相分离，而后使分离出的气体进入油管和套管的环形空间，分离出的液体则进入离心泵。这样就可以避免气体对泵产生气蚀，减少气体对泵工作性能的影响，从而提高泵效和延长泵的使用寿命。
导致分离器故障的原因有：
⑴地质原因地质原因中主要是含砂量影响较大，导致的故障模式主要是磨损和堵塞。
⑵自身质量除了含砂量较大所引起的故障，分离器自身的质量问题也是其故障的主要原因。
2.2.3 保护器故障
电机保护器是用来保护潜油电机在油井内正常工作的关键部件，所起的作用是通过隔离井液和为电机提供电机油来保护潜油电机。保护器作为保护电机的重要部件，电机无故障连续工作的时间就取决于保护器工作的可靠性[35]，电机的许多故障都是直接或间接由保护器故障引起的。
保护器故障的原因有：
⑴磨损磨损是保护器内部故障的原因
⑵地质原因由于井内工作条件苛刻，所以保护器最容易出现故障。
⑶使用管理问题使用管理不当（主要是经常启、停泵）也非常容易引起保护器失效。
⑷质量问题保护器自身的质量问题，如保护器结构不合理、装配方法和组装程序不当等，都易使其产生保护器内进水、保护器弯曲和保护器隔离室的止推轴承损坏等故障。
2.2.4 电机故障
电机故障的主要表现为绝缘材料的老化和击穿。其原因可归结为：
⑴地质原因地质原因较多，但都会加速电机的正常损耗，严重时会烧毁电机，造成电泵井停产。
⑵选择原因电机的选择应针对油井的状态客观选取，而目前常会发生因为电机选择有误（电机功率过小）而导致电机故障。
3.2.5 电缆等线路故障
潜油电缆作为潜油电泵机组输送电能的通路部分，长期工作在高温、高压和具有腐蚀性气体的环境中，较易发生故障。
引起电缆故障的地质原因有地层温度、压力、机械损伤等
2.2.6 油管故障
油管起着悬挂电潜泵井下机组的重要作用，故障占总故障数的 6.06%，可见其故障非常频繁，且检查故障需要将油管一根根的提起检查，非常复杂。油管的故障主要是油管漏，这主要是由环境的影响和材料本身的原因所引起的。
3 潜油电泵系统的故障分类与多发实际故障结合
前面关于潜油电泵系统所作的故障树分类：通过对实际上的故障定性分析，其中发生概率最大的主要是电机烧毁、电缆损伤、频繁启停泵、潜油泵轴断裂、运输施工损伤等；我们发现在众多底事件当中，环境影响、含砂量过大、泵振动过大和运输施工损伤是故障的主要因素。
4 本文总结
⑴由详细的故障分析可知，目前潜油电泵机组主要的故障部位仍是电机和电缆部分；且随着近年来开采条件的转化，高含水、高含砂等地质原因是导致系统故障较为重要的原因。对此提出的改进措施或可行性方案可以减少设计不完善、操作失误、管理使用不当等因素导致的故障。
⑵建立了潜油电泵系统故障分类，比较符合电泵井故障的各个类型，因此，该故障分类具有较好的应用价值 。
⑶由故障分析可知，泵卡、频繁启停泵、电缆损伤等都是导致潜油电泵故障的主要原因；而环境影响、泵振动过大和运输施工损伤是故障的主要因素。
⑷潜油电泵是否达到正常生产所能接受的水平，以便进行更好地评价 。
【关键词】产品；航空器；安全性分析；故障
1、引言
随着航空事业的不断发展，产品变得越来越复杂，航空器的安全性问题日益突出。航空器发生事故，不但会造成人员伤亡，而且会造成严重的经济损失。如何广泛的、批生产化的应用产品，而且充分的保证其安全性能，我们不仅应从产品的设计、制造和维护等过程进行安全性管理，而且应加强产品安全性分析方法的研究，全面而系统的认知其产品的安全性，通过在产品研制过程合理运用安全性分析方法进行安全性分析工作，确保满足航空器的安全性要求。
2、安全性分析定义
安全性分析是指对产品的危险分析，是安全性工作的基础和核心，包括危险识别、风险分析与评价等。
3、安全性分析目的
产品安全性分析目的是识别产品在每个工作模式中的潜在危险，并降低或消除在产品的各个研制阶段中的危险，以提高产品的安全性。
4、产品安全性分析方法
4.1安全性分析方法分类
安全性分析方法包括定性分析和定量分析。定性分析用于检查、分析和确定可能存在的危险、危险可能造成的事故以及防护措施。常用的定性分析方法包括：功能危险分析、故障模式影响分析、故障树分析、区域安全性分析等。定量分析用于检查、分析并确定具体危险、事故影响及其可能发生的概率。定量分析是以定性分析为依据，常用的定量分析方法包括：故障模式影响及危害性分析、故障树分析等。
4.2安全性分析方法
为提高产品安全性，应在产品的研制过程中进行安全性分析和安全性方法的确定工作。通过系统化、规范化的分析、设计和验证等工作，预防和减少事故的发生，降低使用风险，全面而系统的保证系统的安全。常用的安全性分析方法见表1。
4.2.1功能危险分析（FTA）
功能危险分析是系统、综合地检查产品的各种功能，识别各种功能故障状态，并根据其故障后果的严重程度对其分类的一种安全性分析方法。功能危险分析是一种自上而下的确定功能的故障状态并对其影响进行评估的过程，核心是确定功能故障情况并评估其影响。
4.2.2故障树分析（FHA）
故障树分析是在系统设计过程中，通过对可能造成系统故障的各种因素进行分析，制订逻辑图，确定系统故障原因的各种可能组合方式并计算系统故障概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种安全性分析方法。故障树分析是一种自上而下的分析方法，包括硬件故障、人为差错以及不希望发生的其它相关事件。FHA既可用于定性分析，也可用于定量分析。
4.2.3故障模式影响分析（FMEA）
故障模式影响分析是指在产品的设计中，通过对产品各组成单元潜在的各种故障模式及其对产品功能的影响进行分析，提出可以采取的预防改进措施，以提高产品可靠性的一种设计方法。FMEA是一种自下而上的分析方法，确保所有零部件的各种故障模式及影响都经过周密分析，查找到对系统故障有重大影响的零部件和故障模式并分析其影响程度，提出各种危险的预防措施。由于进行FMEA分析需考虑产品结构、组成等因素，因此FMEA分析应在产品的详细设计阶段进行。
4.2.4区域安全性分析（ZSA）
区域安全性分析是分析设备安装、故障对邻近系统或结构的影响，避免相邻系统之间相互干涉以保证系统达到安全要求。由于要判断系统各区域功能上的联系，须明确系统的组成与结构，因此ZSA应在产品的详细设计阶段才能进行。
4.3安全性分析方法选用准则
在产品的安全性分析工作中，可根据产品的特点，选用一种或几种分析方法进行分析，在具体选用时应符合以下准则：
1）分析应尽可能地有效识别和评价所有的危险；
2）分析方法应准确和彻底。
5、产品的安全性分析方法关系
在产品的安全性分析工作中，首先必须确定故障状态（危害性等级），即产品、软件以及它们与系统使用功能、维护、试验、工作环境等相互关系的影响，然后再进行产品安全性分析。在进行FHA分析时，若故障状态为主要的，需进行FMEA分析；若故障状态为危险的或灾难性的，应进行FMEA和FTA分析。
6、结束语
自70年代以来，美国研制的各种型号的飞机，频频坠毁事故，让人们对产品的安全性信赖度降低，也告诫了产品的安全的重要性。产品安全性分析方法在产品安全性设计中运用很广泛，为确保产品达到满意的安全性指标，必须在产品方案设计初期就选择适用的安全性分析方法，系统地进行安全性分析，针对预见的危险，在设计上采取相应的补偿或防护措施，将可能形成的风险减小到最低程度，预防和减少事故的发生，使得产品的安全性得到保证，全面保证航空器的安全。
参考文献
[1]曹天翔.民用飞机安全性指标分析[R].北京：航空628所，1989.
[2]GJB/Z99-97系统安全工程手册 [S].北京：国防科技工业委员会，1997.
[3]顾世敏.模块化航空电子系统的适航取证[J].中国航空无线电学报 2002，（33-4）：12-14
Abstract：Based on the fault statistics of pantograph， the main fault modes were selected to build fault tree method，and the minimum cut sets leading to pantograph fault could be located through analysis.Then the unreliability of top events could be calculated quantitatively. Finally， the importance of minimum cut sets and how the probability of occurrence of bottom events influence the unreliability of top events were showed in results. The analysis results can provide reference for the maintainability and design of pantograph in the future.
Key Words：Pantograph；Urban rail transit；Fault tree method
受电弓作为城市轨道交通关键部件之一，由于近年来因受电弓故障导致地铁车辆失去供电，从而导致大面积延误的事件时有发生，受电弓已越来越受到地铁运营公司、专业公司和设计单位的高度关注，迫切需要对其主要故障模式进行可靠性分析，找到根本原因，从而制定相应措施。该文利用故障树分析分析方法[1]，把受电弓危害度较高的故障模式作为顶事件，通过建立该故障模式的故障树，定量分析了底事件对受电弓不可靠度，分析系统的薄弱环节，从而制定对应措施，提高受电弓的可靠性。
1 受电弓的故障树分析
1.1 受电弓故障树模型的建立
对上海地铁某线路受电弓近5年的故障模式进行统计，如表1所示，受电弓不能升起、受电弓状态与实际显示不匹配、弓网拉弧和部件损坏占到了所有受电弓故障80%左右，其中碳滑板、分流导线由于属于易损易耗件，日常维修中已对其有严格的检测要求，故该文对其不予以展开分析。该文选取受电弓不能升起该种故障模式进行详细分析，建立该故障模式下的故障树，如图1所示。
根据故障统计，确定这18个底事件发生的故障率，如表2所示。
1.2 可靠度计算
导致受电弓无法升起故障的所有最小割集为：{X1}、{X2}、{X3}、{X4}、{X5}、{X6}、{X7}、{X8}、{X9}、{X10}、{X11}、{X12}、{X13}、{X14}、{X15}、{X16}、{X17}、{X18}，共计18个。
根据式（1）可计算出底事件概率重要度为[4-5]：
为了进一步了解底事件对顶事件的影响，结合计算出的故障率和重要度，选取故障率和重要度靠前的底事件，假设这些底事件发生概率在0.000 01～0.000 1之间变化，分别得到顶事件“受电弓不能升起”的底事件发生概率对顶事件不可靠度影响的变化图，如图2所示。
由图2可知，底事件X13、X14、X16、X18发生概率增大时，顶事件受电弓不能升起的不可靠度随之发生的增量较大，可见绝缘软管漏气（X13）、绝缘软管接头断裂（X14）、节流阀阀芯卡滞（X16）与电磁阀漏气（X18）对顶事件受电弓不能升起影响程度较大。因此，在受电弓检修过程中，需加强对以上底事件的关注，从而提升受电弓系统的可靠性。
