專利名稱：一種消防系統(tǒng)可靠性分析和計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于消防工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體講屬于可靠性分析技術(shù)在消防行業(yè)的應(yīng)用，包括建立消防分系統(tǒng)的可靠性模型、確定消防分系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)分析和整理方法，對消防分系統(tǒng)的可靠性作出定性或定量的評價(jià)。
背景技術(shù)：
一)名詞與術(shù)語1.建筑消防設(shè)施與消防系統(tǒng)、可修系統(tǒng)建筑消防設(shè)施建筑物、構(gòu)筑物中設(shè)置的用于火災(zāi)報(bào)警、滅火、人員疏散、防火分隔、滅火救援行動(dòng)等設(shè)施的總稱。建筑消防設(shè)施在實(shí)際使用中，與人員、環(huán)境以及管理等要素構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的消防系統(tǒng)。可修系統(tǒng)是指可通過修復(fù)性維修恢復(fù)到規(guī)定狀態(tài)并值得修復(fù)的系統(tǒng)。否則為不可修復(fù)系統(tǒng)，消防系統(tǒng)可視為可修系統(tǒng)。2.消防分系統(tǒng)在消防設(shè)施系統(tǒng)內(nèi)，執(zhí)行某一類消防功能的一組部件、組件或設(shè)備的組合。按照GA 503-2004標(biāo)準(zhǔn)，依照其消防功能系統(tǒng)主要分為以下九個(gè)消防分系統(tǒng)1)消防供配電系統(tǒng)包括市政供電、配電柜、自備發(fā)電設(shè)備、UPS等；2)消防供水系統(tǒng)包括水池、水箱，泵房，市政供水，水泵結(jié)合器；3)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)包括觸發(fā)組件、報(bào)警控制器、警報(bào)裝置、控制輸出接口、聯(lián)動(dòng)控制器、自備電源系統(tǒng)；4)自動(dòng)滅火系統(tǒng)包括自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)消防供水出口到末端試水裝置，有濕式、干式、預(yù)作用、雨淋、 水噴霧系統(tǒng)；氣體滅火系統(tǒng)；泡沫滅火系統(tǒng)等。5)人工滅火系統(tǒng)包括消火栓滅火系統(tǒng)主要是室內(nèi)消火拴(包括消防水喉)系統(tǒng)，其中室內(nèi)拴從消防供水入口到整個(gè)管網(wǎng)、試驗(yàn)拴、閥門、報(bào)警控制按鈕；滅火器(其他便攜滅火裝置)6)機(jī)械送風(fēng)與排煙系統(tǒng)(防排煙系統(tǒng))包括風(fēng)機(jī)、控制柜、風(fēng)道、排煙口和送風(fēng)口等；7)防火分隔與結(jié)構(gòu)保護(hù)設(shè)施(簡稱防火分隔系統(tǒng))包括自動(dòng)防火門、防火卷簾、 檔煙垂壁、防火閥等；8)應(yīng)急安全系統(tǒng)包括應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)、消防廣播系統(tǒng)、消防電話。9)消防救援支持系統(tǒng)包括外線119，消防電梯、水泵接合器、室外栓等。3.分系統(tǒng)組件和可靠性單元組件是指構(gòu)成消防分系統(tǒng)的可獨(dú)立處置的消防產(chǎn)品或組成部分，如一個(gè)火災(zāi)探測器，一只噴頭，一個(gè)排煙口，一臺(tái)消防風(fēng)機(jī)，一段管網(wǎng)或管線等。
可靠性單元是指構(gòu)成消防分系統(tǒng)可靠性模型的一個(gè)組成部分，是從功能概念上對消防分系統(tǒng)進(jìn)行的劃分，可以是由一個(gè)或若干組件構(gòu)成，也可以由一組管網(wǎng)或管線組成，如在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，將若干探測器為分系統(tǒng)中的一個(gè)m取k表決關(guān)系的可靠性單元。4.消防產(chǎn)品的故障與失效消防產(chǎn)品的故障是消防產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)。消防產(chǎn)品失效消防產(chǎn)品終止完成規(guī)定功能的能力這樣的事件。故障是一種狀態(tài)描述，失效是一個(gè)事件描述，可以說一個(gè)產(chǎn)品失效了，處于故障狀態(tài)，故障通常是產(chǎn)品本身失效后的狀態(tài)但也可能在失效前就存在，也就是說所有的失效都產(chǎn)生故障，不是所有的故障都是因?yàn)槭А?.消防分系統(tǒng)和單元的故障判據(jù)判定消防分系統(tǒng)和消防可靠性單元故障的準(zhǔn)則和依據(jù)。在本發(fā)明中，依據(jù)《《建筑消防設(shè)施檢測技術(shù)規(guī)程》(GA503-2004)和《消防產(chǎn)品現(xiàn)場檢查判定規(guī)則》(GA588-2005)中的相關(guān)要求進(jìn)行判定。6.可靠性指標(biāo)可靠性相關(guān)指標(biāo)和數(shù)據(jù)是指在各項(xiàng)可靠性工作及活動(dòng)中所產(chǎn)生的描述產(chǎn)品可靠性水平及狀況的各種數(shù)據(jù)，它們可以是數(shù)字、圖表、符號、文字和曲線等形式。定量評估產(chǎn)品的可靠性是可靠性數(shù)據(jù)分析的任務(wù)，由此提供的信息，將作為預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和糾正可靠性設(shè)計(jì)以及元器件、材料和工藝等方面缺陷的參考，在可靠性工程中發(fā)揮著重要的作用。本發(fā)明中，可靠性相關(guān)指標(biāo)主要有故障率、維修率和可用度指標(biāo)。具體如下。1)可靠度可靠度是指設(shè)備從開始工作起，在時(shí)間t內(nèi)不發(fā)生故障的概率，用R(t)表示
Ρ(Τ > t)(t > 0),及H(L)(式υ其中，T為設(shè)備的正常工作時(shí)間，即壽命。不可靠度(又稱累積故障率)不能正常工作的概率，即t時(shí)間發(fā)生故障的概率。F(t) = l-R(t)(式 2)2)故障率(又稱失效率)在實(shí)際可靠性工程中，使用者有時(shí)候更關(guān)心設(shè)備在過去的時(shí)間t內(nèi)正常工作后， 下一個(gè)單位時(shí)間發(fā)生故障的概率。稱為設(shè)備的故障率，記為λ (t)。其表達(dá)式為
…v P(t<T<t + At/T>t) f{t), Ι -ο--κ -在此，f(t)為失效密度函數(shù)，反應(yīng)產(chǎn)品失效的變化速度，實(shí)質(zhì)上，f(t) = F' (t) =-R'(t)顯然沒有故障率λ (t)靈敏，故障率是一有量綱的，其量綱為1/單位時(shí)間，3)平均無故障工作時(shí)間(MTBF)MTBF是設(shè)備可靠運(yùn)行時(shí)間的期望值，它表示設(shè)備在連續(xù)運(yùn)行中形成故障前所需的平均積累時(shí)間。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為MTBF = E(T) = J[ tf{t)dt (式 4)4)平均壽命周期(MCT)平均壽命周期是產(chǎn)品壽命的平均值。對于可修系統(tǒng)是指故障間隔時(shí)間的平均值。計(jì)算公式為MCT =平均無故障工作時(shí)間+平均維修時(shí)間=MTBF+MTTR。 (式5)5)維修度維修度描述設(shè)備進(jìn)行維修的難易程度，它是指設(shè)備在規(guī)定條件下，在規(guī)定時(shí)間t 內(nèi)能修復(fù)的概率，記作M(t)。其表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.一種消防系統(tǒng)可靠性分析和計(jì)算方法，包括確定消防系統(tǒng)的邊界和成功準(zhǔn)則、確定消防系統(tǒng)組成單元的可靠性指標(biāo)、根據(jù)消防系統(tǒng)的工作原理建立消防系統(tǒng)的可靠性模型和GO法分析圖，分析和計(jì)算消防系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，其特征是依據(jù)消防系統(tǒng)的工作原理建立了消防系統(tǒng)的GO法模型圖，運(yùn)用GO法來分析和計(jì)算消防系統(tǒng)的可靠性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是確定消防系統(tǒng)的邊界和成功準(zhǔn)則，確定消防系統(tǒng)組成單元的可靠性指標(biāo)。在此消防系統(tǒng)的范圍包括單獨(dú)的可獨(dú)立銷售具備特定功能的消防產(chǎn)品、消防分系統(tǒng)(如消防供電系統(tǒng)、消防供水系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)等)和整個(gè)消防設(shè)施系統(tǒng)(包含前述其全部或部分消防分系統(tǒng))，根據(jù)消防系統(tǒng)所保護(hù)對象的重要性、火災(zāi)危險(xiǎn)性等因素，結(jié)合國家消防法規(guī)要求，建立消防系統(tǒng)單元和分系統(tǒng)的故障判定標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)消防系統(tǒng)現(xiàn)有的管理記錄確定消防系統(tǒng)的單元可靠性數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是根據(jù)消防系統(tǒng)的工作原理，建立消防系統(tǒng)的可靠性框圖和GO法分析圖。在確定消防系統(tǒng)的邊界和成功準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，根據(jù)待分析消防系統(tǒng)的工作原理和操作流程，結(jié)合消防系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)際物質(zhì)流(水流、電流、氣體流)的流向和控制形式，確定對應(yīng)分析單元，建立了消防系統(tǒng)的GO法分析圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是應(yīng)用GO法分析消防系統(tǒng)的可靠性，在確定消防單元可靠性數(shù)據(jù)以及建立消防系統(tǒng)GO法分析圖的基礎(chǔ)上，應(yīng)用GO相應(yīng)的運(yùn)算法則來計(jì)算消防系統(tǒng)可靠性的輸出值，可以采用人工計(jì)算和程序自動(dòng)計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明屬于可靠性分析技術(shù)在消防工程技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，解決了對消防系統(tǒng)的使用可靠性進(jìn)行精確分析和計(jì)算問題。主要技術(shù)實(shí)施方案是首先根據(jù)消防系統(tǒng)的工作原理，建立消防系統(tǒng)可靠性模型，確定可靠性單元，根據(jù)消防系統(tǒng)的邊界和成功準(zhǔn)則構(gòu)成建立消防系統(tǒng)的GO圖，根據(jù)系統(tǒng)的任務(wù)分析和消防法規(guī)要求，確定消防系統(tǒng)可靠性單元故障判定方法；根據(jù)消防系統(tǒng)可靠性單元的故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，帶入消防系統(tǒng)GO法模型，計(jì)算相應(yīng)消防系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)如故障率、平均維修時(shí)間、可用度等。本發(fā)明可以對消防系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行客觀的定性評價(jià)或精確的定量評價(jià)，并將在消防系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)、可靠性制造、故障分析以及系統(tǒng)評價(jià)中廣泛應(yīng)用。
文檔編號G06F19/00GK102419799SQ20121000567
公開日2012年4月18日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者杜玉龍 申請人:杜玉龍