故障樹分析法在儀表著陸系統(tǒng)風(fēng)險分析中的應(yīng)用

摘要：針對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的儀表著陸系統(tǒng)，應(yīng)用故障樹分析法對其進行了風(fēng)險分析，通過對比最小割集與維護單位的現(xiàn)有風(fēng)險管控手段，可發(fā)現(xiàn)新的風(fēng)險環(huán)節(jié)，以保證設(shè)備的正常運行。

關(guān)鍵詞：故障樹分析法;風(fēng)險分析;最小割集;儀表著陸系統(tǒng)

0 引言

儀表著陸系統(tǒng)是一種重要的民航空管設(shè)備，可為著陸的航班提供安全、可靠、不間斷的無線電導(dǎo)航服務(wù)。該設(shè)備雖然故障率低，但鑒于其重要性強，對于設(shè)備維護人員而言，亟需一種先進的理論方法來指導(dǎo)設(shè)備風(fēng)險分析和預(yù)防性維修工作，以保證設(shè)備的正常運行。

故障樹分析法是一種描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系的方法，常用于系統(tǒng)故障診斷，尋找薄弱環(huán)節(jié)，可與知識庫、推理機相結(jié)合組成專家系統(tǒng)[1-3]。對于儀表著陸系統(tǒng)這類設(shè)備，故障樹分析法可作為設(shè)備預(yù)防性維修及評估運行風(fēng)險的有效手段，是一種值得推廣的風(fēng)險分析方法。

1 故障樹分析法

故障樹分析法的關(guān)鍵在于建立正確的故障樹，并隨著對系統(tǒng)的深入認(rèn)識，不斷將故障樹細化。

1.1? ? 故障樹建立步驟

對于剛接觸一套新系統(tǒng)的工程技術(shù)人員而言，故障樹的建立通?？刹捎靡韵虏襟E：（1）學(xué)習(xí)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，掌握各模塊之間的邏輯關(guān)系;（2）按照重要性或根據(jù)本次分析所關(guān)心的問題，選擇合適的故障現(xiàn)象作為頂事件;（3）把決定頂事件的各項直接原因列為子事件，并采用合適的邏輯關(guān)系將頂事件與子事件相結(jié)合;（4）遵循第3步方法建立下一級子事件，直至不可細分的事件，或不必再細分的事件作為底事件。

1.2? ? 故障樹符號表示

將事件、邏輯門、轉(zhuǎn)移符號用如圖1所示的符號表示，再使用連接線進行連接，即可畫出故障樹。

1.3? ? 故障樹的定性分析

故障樹的定性分析通常采用最小割集的方法[4]，即分析引發(fā)頂事件的所有子事件鏈。若故障樹由n個底事件M1，M2，…，Mn組成，C1，C2，…，Cm為底事件的集合，當(dāng)C中的基本事件都發(fā)生時，頂事件就會發(fā)生，則稱C為頂事件的割集，而當(dāng)C去掉任何一個基本事件后就不再是割集時，稱C為最小割集。

建立最小割集后，在進行安全風(fēng)險分析時，將已有的備品備件、風(fēng)險管控手段與最小割集一一對應(yīng)，找到未對應(yīng)上的最小割集，即可查找到新的風(fēng)險環(huán)節(jié)。

2 故障樹分析法的應(yīng)用

儀表著陸系統(tǒng)由航向信標(biāo)、下滑信標(biāo)、指點標(biāo)或測距儀組成。下面以NM7033型儀表著陸系統(tǒng)下滑信標(biāo)為例，建立故障樹并進行定性分析。

2.1? ? 下滑信標(biāo)結(jié)構(gòu)

NM7033型下滑信標(biāo)的整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

NM7033型下滑信標(biāo)機柜內(nèi)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，為簡化分析，圖中省略了部分板件的冗余部分。

2.2? ? 建立故障樹

按照1.1中的步驟，以“航班反映下滑道信號異?！睘轫斒录?，建立故障樹，如圖4所示。

2.3? ? 使用最小割集進行定性分析

故障樹的最小割集是一個或多個底事件的集合，它反映了系統(tǒng)的全部故障模式，因此最小割集可用于尋找頂事件發(fā)生的原因或原因組合。上述故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)為：

以大連機場為例，將最小割集和維護單位的風(fēng)險管控手段一一對應(yīng)，如表1所示。

綜合考慮上述最小割集和已有的設(shè)備備件清單、設(shè)備風(fēng)險控制清單，可以分析出新的風(fēng)險環(huán)節(jié)為缺少實時發(fā)現(xiàn)無線電干擾的方法以及增加天線分配單元、監(jiān)控合成單元的備件儲備。將上述兩項內(nèi)容列入風(fēng)險控制清單加以管控，以滿足風(fēng)險控制和設(shè)備預(yù)防性維護要求。

3 結(jié)語

本文應(yīng)用故障樹分析法對儀表著陸系統(tǒng)下滑信標(biāo)進行了風(fēng)險分析，對比了最小割集和設(shè)備維護單位的現(xiàn)有風(fēng)險管控手段，分析出了新的風(fēng)險環(huán)節(jié)，達到了提升設(shè)備預(yù)防性維護水平的目的。

[參考文獻]

[1] 趙冬安.基于故障樹法的地鐵施工安全風(fēng)險分析[D].武漢：華中科技大學(xué)，2011.

[2] 韓小濤，尹項根，張哲.故障樹分析法在變電站通信系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2004（1）：56-59.

[3] 倪紹徐，張裕芳，易宏，等.基于故障樹的智能故障診斷方法[J].上海交通大學(xué)學(xué)報，2008（8）：1372-1375.

[4] 朱大奇，于盛林.基于故障樹最小割集的故障診斷方法研究[J].數(shù)據(jù)采集與處理，2002（3）：341-344.

收稿日期：2020-04-01

作者簡介：閆樸（1983—），男，河北人，碩士研究生，工程師，研究方向：民航通信導(dǎo)航監(jiān)視。