离散时间T-S动态故障树在民用飞机辅助动力装置系统安全性评估中的应用研究

陶文操 王 栋

(上海飞机设计研究院，上海 201210)

0 引言

故障树分析(Fault Tree Analysis)作为一种故障分析手段，揭示了各个失效事件与其所能导致的上层事件失效状态的关系[1]。传统故障树分析已经广泛应用于复杂系统的安全性与可靠性分析[2-3]。但是对于各个事件之间的交互关系，例如事件的先后发生顺序、动态冗余关系、功能相关性等，都无法在传统故障树中被分析到[4]。基于以上缺陷，动态故障树应运而生并有效解决了传统故障树中失效时序相关、功能冗余等问题。

辅助动力装置(APU)是安装于飞机上的、用于提供辅助动力源的、自成体系的小型发动机[5]，其安全性和可靠性指标对全机指标的贡献度较高。在民用飞机APU系统安全性评估过程中，也逐步将动态故障树分析应用于安全性定量分析中[6]，用于更精确地反映事件失效的动态关系。不同于传统故障树可以应用布尔运算求解，动态故障树的求解有赖于开发新的算法。目前对于动态故障树求解办法的研究非常丰富，包括马尔可夫链法[7]、动态贝叶斯网络法[8]、蒙特卡洛仿真法[9]和多值决策图法[10]等。

本文采用了离散时间T-S动态故障树分析方法[11]，对民用飞机辅助动力装置(APU)系统故障树分析中的一段子树进行分析，并与马尔可夫链分析的方法进行对比，以确认离散时间T-S动态故障树法在辅助动力装置系统安全性分析过程中的有效性和精确度，对APU系统的研制和适航取证工作起到积极作用。

1 离散时间T-S动态故障树分析

动态故障树是指将动态门引入静态故障树结构而产生的能够表征系统动态特性的故障树[5]。……