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基于贝叶斯网络的多阶段系统可靠性分析模型
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP302[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]国防科技大学计算机学院,长沙410073, [2]装备指挥技术学院国防科技重点实验室,北京101416, [3]中国华阴兵器试验中心,陕西华阴714200
  • 相关基金:本课题得到国家自然科学基金(60673148,60703073)、国家“八六三”高技术研究发展计划项目基金(2006AA704302)资助.
中文摘要:

针对多阶段系统(PMS)的可靠性评估问题,提出了一种基于贝叶斯网络(BN)的可靠性分析模型PMS-BN.PMS-BN模型首先为每个阶段构建各自的BN,其结果命名为phase-BN.为了描述阶段之间的相关性,将所有phase-BN中表示同一部件但属于不同阶段的根节点用有向边连接,并且将所有phase-BN中的叶节点与一个新的表示PMS系统的节点用有向边连接,从而构建出用于刻画PMS系统的BN,称之为PMS-BN.将各个阶段时间离散为m个时间段,利用BN推理算法获得PMS的可靠性参数.通过2个实例详细阐述PMS-BN的建模过程.PMS-BN模型为PMS可靠性分析提供了一种新的策略,能够方便地实施系统可靠度计算、故障诊断、重要度分析等应用.若构建的PMS-BN满足所有非根节点均具有2个父节点,则PMS可靠度的求解过程仅需O(Nm^3)的计算复杂度,其中N为非根节点的个数.

英文摘要:

The paper presents a Bayesian networks (BN) framework for the reliability analysis of phased-mission systems (PMS), named PMS-BN model. A PMS consists of consecutive and non-overlapping time periods, with system configuration, success criteria, and component behavior varying from phase to phase. Firstly, each phase is represented by a BN framework, named phase-BN. Then, in order to figure the dependences across the phases, all the phase-BN are combined by connecting the root nodes that represent the same component but belong to different phases, and connecting the leaf nodes of phase-BN with a new node representing the whole PMS mission. The new constructed BN is called PMS-BN. In PMS-BN model, each phase time is divided into m segment, and the reliability analysis of PMS is performed by a discrete-time BN model acting on PMS-BN. Two examples are used to expatiate on the proposed approach. The PMS-BN based method provides a new efficient way to analyze the reliability of PMS, especially for those with dynamic phases. Moreover, it is also applicable to system diagnosis and sensitivity analysis. If all the non-root nodes in constructed PMS-BN own not more than 2 father nodes, the computational complexity of evaluating the PMS reliability is O(Nm^3) , where N is the number of non-root nodes.

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期刊论文 19 会议论文 17 获奖 2 专利 3 著作 1
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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433