基于GUI方法的故障樹運算軟件實現

摘要：為了解決實際應用中故障樹事件概率計算和事件重要度計算方面遇到的問題，結合CAFTA和Relex兩種軟件的局限性，提出了建立故障樹概率運算工具的必要性，對故障樹運算的基礎知識進行了概括和闡述，推導了故障樹運算的相關計算公式，采用Matlab軟件的GUI界面工具制作了故障樹運算軟件。通過與Relex軟件故障樹運算結果的比較，對軟件運算精度進行了驗證分析。結果表明，該軟件具有界面美觀、操作方便、數據精度高等特點，可有效解決故障樹概率計算問題。

關鍵詞：故障樹；概率運算；重要度計算；GUI

中圖分類號：TN91134；TB114文獻標識碼：A文章編號：1004373X（2012）18008303

引言

工程實踐中，故障樹在研究系統的可靠性[1]和安全性方面有廣泛的應用，但在事件概率[2]和重要度[3]計算方面卻有一些比較棘手的問題。CAFTA和Relex是兩種常用的故障樹軟件，但它們都有一些不足之處。CAFTA軟件運算方面有兩個缺點，第一，它運算過程中加入了隨機數，且無法去除，嚴重影響了運算結果的準確性；第二，它的運算結果中只顯示底事件的相對概率重要度[4]，不顯示底事件和頂事件的發生概率，與實際需求有一定差距。正版Relex軟件功能強大，但較為昂貴，需要幾十萬美元，對于一般的工程人員而言這筆費用根本無法承擔。試用版Relex軟件在故障樹運算方面有幾個缺點，第一，它只支持10個底事件的運算，而普通的故障樹很可能超過10個底事件，因此它無法滿足實際需求；第二，它是全英文版本，不利于人員的學習和培訓；第三，它是試用版本，有效期只有30天，過期后就無法使用。因此，建立一種故障樹概率運算的工具是十分必要的。

1故障樹運算基礎知識

1.1計算事件發生概率

在一個實際的工程問題中，事件的發生與否是隨機的，可以用概率來衡量它。故障樹概率計算的一般步驟是首先確定底事件發生的概率，然后計算最小割集（導致正規故障樹頂事件發生的數目不可再少的底事件的組合）的發生概率，最后求出頂事件發生的概率。

1.1.1底事件的發生概率