故障樹分析法在儀表著陸系統風險分析中的應用

摘要：針對結構復雜的儀表著陸系統，應用故障樹分析法對其進行了風險分析，通過對比最小割集與維護單位的現有風險管控手段，可發現新的風險環節，以保證設備的正常運行。

關鍵詞：故障樹分析法;風險分析;最小割集;儀表著陸系統

0 引言

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

故障樹分析法是一種描述系統結構和邏輯關系的方法，常用于系統故障診斷，尋找薄弱環節，可與知識庫、推理機相結合組成專家系統[1-3]。對于儀表著陸系統這類設備，故障樹分析法可作為設備預防性維修及評估運行風險的有效手段，是一種值得推廣的風險分析方法。

1 故障樹分析法

故障樹分析法的關鍵在于建立正確的故障樹，并隨著對系統的深入認識，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的工程技術人員而言，故障樹的建立通常可采用以下步驟：（1）學習系統的組成結構，掌握各模塊之間的邏輯關系;（2）按照重要性或根據本次分析所關心的問題，選擇合適的故障現象作為頂事件;（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系將頂事件與子事件相結合;（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C中的基本事件都發生時，頂事件就會發生，則稱C為頂事件的割集，而當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，在進行安全風險分析時，將已有的備品備件、風險管控手段與最小割集一一對應，找到未對應上的最小割集，即可查找到新的風險環節。

2 故障樹分析法的應用

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

2.1? ? 下滑信標結構

NM7033型下滑信標的整體結構如圖2所示。

NM7033型下滑信標機柜內的結構如圖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常”為頂事件，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，它反映了系統的全部故障模式，因此最小割集可用于尋找頂事件發生的原因或原因組合。上述故障樹結構函數為：

以大連機場為例，將最小割集和維護單位的風險管控手段一一對應，如表1所示。

綜合考慮上述最小割集和已有的設備備件清單、設備風險控制清單，可以分析出新的風險環節為缺少實時發現無線電干擾的方法以及增加天線分配單元、監控合成單元的備件儲備。將上述兩項內容列入風險控制清單加以管控，以滿足風險控制和設備預防性維護要求。

3 結語

本文應用故障樹分析法對儀表著陸系統下滑信標進行了風險分析，對比了最小割集和設備維護單位的現有風險管控手段，分析出了新的風險環節，達到了提升設備預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險分析[D].武漢：華中科技大學，2011.

[2] 韓小濤，尹項根，張哲.故障樹分析法在變電站通信系統可靠性分析中的應用[J].電網技術，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].上海交通大學學報，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].數據采集與處理，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：民航通信導航監視。