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复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用

作者: 何正友著

出版社: 科学出版社

出版时间: 2015-06

版次: 1

ISBN: 9787030434081

定价: 98.00

装帧: 平装

开本: 32开

纸张: 胶版纸

页数: 276页

正文语种: 简体中文

原版书名: Complex System Reliability Analysis and Application in Rail Transit Power Supply System

分类: 工程技术

轨道交通供电系统结构复杂、规模庞大，是典型的复杂系统。为提高轨道交通供电复杂系统的可靠性建模分析技术，《复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用ComplexSystemReliabilityAnalysisandApplicationinRailTransitPowerSupplySystem》作者提炼多年研究成果，总结并著成《复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用ComplexSystemReliabilityAnalysisandApplicationinRailTransitPowerSupplySystem》。
《复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用ComplexSystemReliabilityAnalysisandApplicationinRailTransitPowerSupplySystem》共13章，主要内容包括复杂系统可靠性分析模型的建立和方法的选择，地铁牵引供电系统、磁浮牵引供电系统、地铁综合监控系统、高速铁路“四电系统”等的可靠性分析，以及高速铁路系统的健康风险评估。《复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用ComplexSystemReliabilityAnalysisandApplicationinRailTransitPowerSupplySystem》体系完善、内容新颖，既有理论方法知识，又有工程实践案例，对复杂系统可靠性分析技术在轨道交通供电系统中的应用和发展具有重要价值。何正友，1970年生于四川自贡，西南交通大学教授、博士生导师。入选IETFellow，IEEESerliorMember、第八届中国电工技术学学会理事。… 目录
序
前言
第1章可靠性分析概论1
1.1可靠性定义及可靠性分析1
1.2可靠性发展及我国研究进展2
1.2.1可靠性发展2
1.2.2我国可靠性研究进展3
1.3可靠性建模和分析方法的研究现状4
1.4本章小结11
1.5本书整体结构11
参考文献12
第2章复杂系统可靠性分析的背景与基础15
2.1大规模重要系统可靠性研究的意义15
2.2复杂系统可靠性概述16
2.2.1复杂系统的定义和特点16
2.2.2复杂系统可靠性分析的定义16
2.2.3复杂系统可靠性分析的特点17
2.2.4复杂系统可靠性的建模分析18
2.3复杂系统可靠性研究的重点和热点问题20
2.3.1复杂系统可靠性分析的数据基础20
2.3.2复杂系统可靠性信息的融合处理25
2.3.3复杂系统可靠性建模分析28
2.4复杂系统可靠性分析面临的主要问题33
2.5本章小结33
参考文献33
第3章基于动态故障树的可靠性分析方法38
3.1放障树分析法38
3.1.1故障树的结构函数38
3.1.2结构重要度和概率重要度39
3.1.3传统故障树的其他指标40
3.1.4传统故障树方法的不足40
3.2动态故障树分析法40
3.2.1动态故障树建模基本理论40
3.2.2动态故障树可靠性模型的求解方法及局限41
3.3基于MonteCarlo模拟的动态故障树仿真42
3.3.1仿真过程描述42
3.3.2底事件的状态数组43
3.3.3逻辑门的MonteCarlo模拟44
3.3.4动态故障树可靠性指标的计算47
3.3.5方法可行性验证48
3.4算例分析50
3.4.1静态故障树最小割集的生成50
3.4.2动态故障树最小顺序割集的生成51
3.4.3实例分析52
3.5本章小结53
参考文献54
第4章基于高级Petri网的可靠性分析方法55
4.1Petri网基础理论55
4.1.1Petri网的定义55
4.1.2Petri网的推理56
4.1.3Petri网在可靠性分析中的应用57
4.2基于模糊Petri网的可靠性分析58
4.2.1模糊Petri网定义58
4.2.2可靠性模糊产生式规则表示58
4.3基于自适应模糊Petri网的可靠性分析59
4.3.1AFPN的表示方法59
4.3.2AFPN的模糊推理61
4.3.3AFPN的自适应训练方法61
4.4基于粗糙Petri网的可靠性建模分析63
4.4.1粗糙Petri网定义63
4.4.2粗糙集理论相关的重要定义63
4.4.3粗糙Petri网在可靠性分析中的应用66
4.5基于随机Petri网的可靠性建模分析66
4.5.1随机Petri网的定义67
4.5.2随机Petri网在可靠性分析中的应用67
4.6本章小结69
参考文献69
第5章基于层次随机回报网的可靠性分析方法70
5.1随机回报网理论基础70
5.2层次随机回报网72
5.2.1层次随机回报网的建模72
5.2.2层次随机回报网的度量72
5.2.3层次随机回报网的等效变换73
5.2.4层次随机回报网的模型求解75
5.3基于层次随机回报网的复杂系统可靠性建模分析76
5.3.1子系统可靠性建模分析77
5.3.2系统可靠性建模分析81
5.4本章小结83
参考文献83
第6章基于Markov链的可靠性分析方法84
6.1Markov过程基本理论84
6.2基于Markov链的可靠性分析方法86
6.2.1齐次Markov可修系统可靠性特征量的计算86
6.2.2可修复串并联系统的可靠性建模分析90
6.2.3Markov状态图法92
6.2.4动态Markov过程93
6.3基于Markov链的可靠性分析算例94
6.3.1动态故障树的Markov模型94
6.3.2动态Markov过程在可靠性分析中的应用96
6.3.3基于Markov模型的硬件式容错计算机系统可靠性建模分析97
6.4本章小结101
参考文献101
第7章基于Kronecker代数的系统可靠性分析方法102
7.1基于Kronecker代数的系统可靠性模型102
7.1.1独立组件可靠性模型103
7.1.2考虑状态相依的可靠性建模103
7.1.3考虑功能相依的可靠性建模104
7.1.4可靠性模型求解105
7.2基于Kronecker代数两组件系统可靠性分析示例106
7.2.1组件1状态相依于组件2时的可靠性分析106
7.2.2两组件串联系统可靠性分析108
7.2.3两组件并联系统可靠性分析l12
7.3本章小结114
参考文献114
第8章基于模糊理论的可靠性分析方法116
8.1基于模糊理论的可靠性建模分析116
8.1.1基于模糊状态的模糊可靠性模型l16
8.1.2基于仿射算法的模糊可靠性分析118
8.2基于模糊可靠性分析的工作站可靠性分析算例123
8.3本章小结125
参考文献125
第9章城市轨道交通牵引供电系统的可靠性分析应用127
9.1城市轨道交通牵引供电系统及其可靠性分析127
9.1.1城市轨道交通供电系统基本结构127
9.1.2城市轨道交通牵引供电系统可靠性分析特点及流程128
9.1.3城市轨道交通牵引供电系统可靠性分析指标129
9.2磁浮牵引供电系统可靠性建模分析133
9.2.1磁浮牵引供电系统概述l33
9.2.2磁浮牵引供电系统可靠性分析134
9.2.3结论148
9.3地铁牵引供电系统可靠性建模分析149
9.3.1地铁牵引供电系统概述149
9.3.2她铁牵引变电所可靠性分析151
9.3.3结论158
9.4本章小结158
参考文献158
第10章地铁综合监控系统的可靠性分析应用159
10.1地铁综合监控系统概述159
10.1.1地铁综合监控系统的系统结构l60
10.1.2地铁综合监控系统的系统功能161
10.2地铁综合监控系统可靠性分析概述162
10.3地铁综合监控系统可靠性建模分析实例165
10.3.1基于HSRN模型的地铁综合监控系统可靠性分析实例165
10.3.2基于故障树混合法的地铁综合监控系统可靠性分析实例169
10.3.3基于Kronecker代数的地铁综合监控系统可靠性分析实例174
10.3.4基于模糊可靠性法的地铁综合监控系统可靠性分析实例181
10.4本章小结185
参考文献185
第11章高速铁路$四电系统%可靠性分析应用187
11.1“四电系统”的体系概述188
11.1.1“四电系统”的构成188
11.1.2“四电系统”的接口189
11.1.3“四电系统”子系统作用关系190
11.2“四电系统”可靠性分析191
11.2.1“四电系统”可靠性分析评定准则192
11.2.2“四电系统”可靠性分析方法193
11.3海南东环线“四电系统”可靠性分析实例194
11.3.1海南东环线概述194
11.3.2基于动态故障树的海南东环线“四电系统”可靠性分析195
11.4本章小结223
参考文献223
第12章高速铁路牵引供电系统健康状态评估及应用224
12.1高速铁路牵引供电系统健康评估方法225
12.1.1牵引供电系统健康状态划分226
12.1.2牵引供电系统健康状态的模糊综合评估227
12.2高速铁路牵引供电系统健康评估实例233
12.2.1牵引变电所的健康状态评估233
12.2.2接触网的健康状态评估233
12.2.3牵引供电系统的健康状态评估237
12.3本章小结242
参考文献244
第13章高速铁路牵引供电系统风险状态评估245
13.1牵引供电系统故障的气象关联建模方法及245
13.1.1牵引供电系统故障规律分析245
13.1.2牵引供电系统气象规律统计248
13.1.3牵引供电系统故障的气象关联建模251
13.1.4牵引供电系统故障气象关联模型应用实例253
13.2牵引供电系统雷击灾害风险评估方法及实例254
13.2.1牵引供电系统的雷击风险254
13.2.2雷击灾害风险评估方法257
13.2.3雷击灾害风险评估实例260
13.3本章小结263
参考文献263
内容简介:
轨道交通供电系统结构复杂、规模庞大，是典型的复杂系统。为提高轨道交通供电复杂系统的可靠性建模分析技术，《复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用ComplexSystemReliabilityAnalysisandApplicationinRailTransitPowerSupplySystem》作者提炼多年研究成果，总结并著成《复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用ComplexSystemReliabilityAnalysisandApplicationinRailTransitPowerSupplySystem》。
《复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用ComplexSystemReliabilityAnalysisandApplicationinRailTransitPowerSupplySystem》共13章，主要内容包括复杂系统可靠性分析模型的建立和方法的选择，地铁牵引供电系统、磁浮牵引供电系统、地铁综合监控系统、高速铁路“四电系统”等的可靠性分析，以及高速铁路系统的健康风险评估。《复杂系统可靠性分析在轨道交通供电系统中的应用ComplexSystemReliabilityAnalysisandApplicationinRailTransitPowerSupplySystem》体系完善、内容新颖，既有理论方法知识，又有工程实践案例，对复杂系统可靠性分析技术在轨道交通供电系统中的应用和发展具有重要价值。
作者简介:
何正友，1970年生于四川自贡，西南交通大学教授、博士生导师。入选IETFellow，IEEESerliorMember、第八届中国电工技术学学会理事。…
目录:
目录
序
前言
第1章可靠性分析概论1
1.1可靠性定义及可靠性分析1
1.2可靠性发展及我国研究进展2
1.2.1可靠性发展2
1.2.2我国可靠性研究进展3
1.3可靠性建模和分析方法的研究现状4
1.4本章小结11
1.5本书整体结构11
参考文献12
第2章复杂系统可靠性分析的背景与基础15
2.1大规模重要系统可靠性研究的意义15
2.2复杂系统可靠性概述16
2.2.1复杂系统的定义和特点16
2.2.2复杂系统可靠性分析的定义16
2.2.3复杂系统可靠性分析的特点17
2.2.4复杂系统可靠性的建模分析18
2.3复杂系统可靠性研究的重点和热点问题20
2.3.1复杂系统可靠性分析的数据基础20
2.3.2复杂系统可靠性信息的融合处理25
2.3.3复杂系统可靠性建模分析28
2.4复杂系统可靠性分析面临的主要问题33
2.5本章小结33
参考文献33
第3章基于动态故障树的可靠性分析方法38
3.1放障树分析法38
3.1.1故障树的结构函数38
3.1.2结构重要度和概率重要度39
3.1.3传统故障树的其他指标40
3.1.4传统故障树方法的不足40
3.2动态故障树分析法40
3.2.1动态故障树建模基本理论40
3.2.2动态故障树可靠性模型的求解方法及局限41
3.3基于MonteCarlo模拟的动态故障树仿真42
3.3.1仿真过程描述42
3.3.2底事件的状态数组43
3.3.3逻辑门的MonteCarlo模拟44
3.3.4动态故障树可靠性指标的计算47
3.3.5方法可行性验证48
3.4算例分析50
3.4.1静态故障树最小割集的生成50
3.4.2动态故障树最小顺序割集的生成51
3.4.3实例分析52
3.5本章小结53
参考文献54
第4章基于高级Petri网的可靠性分析方法55
4.1Petri网基础理论55
4.1.1Petri网的定义55
4.1.2Petri网的推理56
4.1.3Petri网在可靠性分析中的应用57
4.2基于模糊Petri网的可靠性分析58
4.2.1模糊Petri网定义58
4.2.2可靠性模糊产生式规则表示58
4.3基于自适应模糊Petri网的可靠性分析59
4.3.1AFPN的表示方法59
4.3.2AFPN的模糊推理61
4.3.3AFPN的自适应训练方法61
4.4基于粗糙Petri网的可靠性建模分析63
4.4.1粗糙Petri网定义63
4.4.2粗糙集理论相关的重要定义63
4.4.3粗糙Petri网在可靠性分析中的应用66
4.5基于随机Petri网的可靠性建模分析66
4.5.1随机Petri网的定义67
4.5.2随机Petri网在可靠性分析中的应用67
4.6本章小结69
参考文献69
第5章基于层次随机回报网的可靠性分析方法70
5.1随机回报网理论基础70
5.2层次随机回报网72
5.2.1层次随机回报网的建模72
5.2.2层次随机回报网的度量72
5.2.3层次随机回报网的等效变换73
5.2.4层次随机回报网的模型求解75
5.3基于层次随机回报网的复杂系统可靠性建模分析76
5.3.1子系统可靠性建模分析77
5.3.2系统可靠性建模分析81
5.4本章小结83
参考文献83
第6章基于Markov链的可靠性分析方法84
6.1Markov过程基本理论84
6.2基于Markov链的可靠性分析方法86
6.2.1齐次Markov可修系统可靠性特征量的计算86
6.2.2可修复串并联系统的可靠性建模分析90
6.2.3Markov状态图法92
6.2.4动态Markov过程93
6.3基于Markov链的可靠性分析算例94
6.3.1动态故障树的Markov模型94
6.3.2动态Markov过程在可靠性分析中的应用96
6.3.3基于Markov模型的硬件式容错计算机系统可靠性建模分析97
6.4本章小结101
参考文献101
第7章基于Kronecker代数的系统可靠性分析方法102
7.1基于Kronecker代数的系统可靠性模型102
7.1.1独立组件可靠性模型103
7.1.2考虑状态相依的可靠性建模103
7.1.3考虑功能相依的可靠性建模104
7.1.4可靠性模型求解105
7.2基于Kronecker代数两组件系统可靠性分析示例106
7.2.1组件1状态相依于组件2时的可靠性分析106
7.2.2两组件串联系统可靠性分析108
7.2.3两组件并联系统可靠性分析l12
7.3本章小结114
参考文献114
第8章基于模糊理论的可靠性分析方法116
8.1基于模糊理论的可靠性建模分析116
8.1.1基于模糊状态的模糊可靠性模型l16
8.1.2基于仿射算法的模糊可靠性分析118
8.2基于模糊可靠性分析的工作站可靠性分析算例123
8.3本章小结125
参考文献125
第9章城市轨道交通牵引供电系统的可靠性分析应用127
9.1城市轨道交通牵引供电系统及其可靠性分析127
9.1.1城市轨道交通供电系统基本结构127
9.1.2城市轨道交通牵引供电系统可靠性分析特点及流程128
9.1.3城市轨道交通牵引供电系统可靠性分析指标129
9.2磁浮牵引供电系统可靠性建模分析133
9.2.1磁浮牵引供电系统概述l33
9.2.2磁浮牵引供电系统可靠性分析134
9.2.3结论148
9.3地铁牵引供电系统可靠性建模分析149
9.3.1地铁牵引供电系统概述149
9.3.2她铁牵引变电所可靠性分析151
9.3.3结论158
9.4本章小结158
参考文献158
第10章地铁综合监控系统的可靠性分析应用159
10.1地铁综合监控系统概述159
10.1.1地铁综合监控系统的系统结构l60
10.1.2地铁综合监控系统的系统功能161
10.2地铁综合监控系统可靠性分析概述162
10.3地铁综合监控系统可靠性建模分析实例165
10.3.1基于HSRN模型的地铁综合监控系统可靠性分析实例165
10.3.2基于故障树混合法的地铁综合监控系统可靠性分析实例169
10.3.3基于Kronecker代数的地铁综合监控系统可靠性分析实例174
10.3.4基于模糊可靠性法的地铁综合监控系统可靠性分析实例181
10.4本章小结185
参考文献185
第11章高速铁路$四电系统%可靠性分析应用187
11.1“四电系统”的体系概述188
11.1.1“四电系统”的构成188
11.1.2“四电系统”的接口189
11.1.3“四电系统”子系统作用关系190
11.2“四电系统”可靠性分析191
11.2.1“四电系统”可靠性分析评定准则192
11.2.2“四电系统”可靠性分析方法193
11.3海南东环线“四电系统”可靠性分析实例194
11.3.1海南东环线概述194
11.3.2基于动态故障树的海南东环线“四电系统”可靠性分析195
11.4本章小结223
参考文献223
第12章高速铁路牵引供电系统健康状态评估及应用224
12.1高速铁路牵引供电系统健康评估方法225
12.1.1牵引供电系统健康状态划分226
12.1.2牵引供电系统健康状态的模糊综合评估227
12.2高速铁路牵引供电系统健康评估实例233
12.2.1牵引变电所的健康状态评估233
12.2.2接触网的健康状态评估233
12.2.3牵引供电系统的健康状态评估237
12.3本章小结242
参考文献244
第13章高速铁路牵引供电系统风险状态评估245
13.1牵引供电系统故障的气象关联建模方法及245
13.1.1牵引供电系统故障规律分析245
13.1.2牵引供电系统气象规律统计248
13.1.3牵引供电系统故障的气象关联建模251
13.1.4牵引供电系统故障气象关联模型应用实例253
13.2牵引供电系统雷击灾害风险评估方法及实例254
13.2.1牵引供电系统的雷击风险254
13.2.2雷击灾害风险评估方法257
13.2.3雷击灾害风险评估实例260
13.3本章小结263
参考文献263

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