近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院核能安全所戈道川副研究員及項目組在備用冗余系統可靠性快速分析方法研究中取得新進(jìn)展，研究成果在線(xiàn)發(fā)表在國際工程技術(shù)領(lǐng)域權威期刊《可靠性工程和系統安全》（Reliability Engineering and System Safety ）上。 

　　為保障安全運行，核電廠(chǎng)中大量采用備用冗余設計，因此會(huì )形成龐大而復雜的備用冗余系統。而開(kāi)展針對備用冗余系統的可靠性分析研究，能夠及時(shí)發(fā)現系統潛在的薄弱環(huán)節、減少非必要冗余模塊，對提高核電廠(chǎng)的安全性和經(jīng)濟性具有重要意義。由于備用冗余系統中存在復雜時(shí)序失效行為，采用以動(dòng)態(tài)故障樹(shù)為基礎的系統可靠性評估方法逐漸成為核電廠(chǎng)安全評價(jià)體系中重要的研究方向。然而核電廠(chǎng)系統規模龐大且具有相當復雜失效場(chǎng)景，如何提高核電廠(chǎng)中備用冗余系統的動(dòng)態(tài)故障樹(shù)計算效率，是當下研究面臨的主要難題。 

　　針對這一問(wèn)題，研究人員提出一種基于生存特征（signature）理論的快速分析方法。生存signature理論是近年來(lái)可靠性領(lǐng)域內重要的研究熱點(diǎn)之一，它的原理是采用將系統結構從用于描述系統部件隨機故障的概率模型中分離出來(lái)的方法，來(lái)提高系統可靠性分析效率。研究人員利用部件布爾狀態(tài)向量與失效條件樣本點(diǎn)對備用冗余系統生存signature進(jìn)行高效仿真（如圖1, 2所示），并基于生存signature實(shí)現備用冗余系統可靠性的快速計算。研究結果表明：針對規模較大且具有高可靠性的備用冗余系統，所提方法能夠有效減少仿真過(guò)程中的無(wú)效樣本點(diǎn)與時(shí)序失效事件，在計算效率以及精度上都比傳統蒙卡方法更加優(yōu)異。 

　　相關(guān)研究成果不僅有助于進(jìn)一步推動(dòng)核能系統概率安全評價(jià)技術(shù)的深入發(fā)展，同時(shí)可為其他工業(yè)過(guò)程中備用冗余系統可靠性計算技術(shù)提供參考，具有廣泛的應用前景。本文第一作者為博士生王韶軒，通訊作者為戈道川副研究員。 

　　上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目的資助和支持。 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ress.2023.109509 

圖1 在不同仿真次數下所提方法的相對誤差（生存signature仿真隨著(zhù)仿真次數的增加，相對誤差明顯減小） 

圖2  所提方法與蒙卡方法的置信區間（9 5% ）（生存signature的收斂速度明顯優(yōu)于蒙卡方法）