一种概率安全风险点估计值近似定量计算方法与流程

1.本发明涉及核电厂安全分析技术领域，具体涉及一种概率安全风险点估计值近似定量计算方法。


背景技术：

2.概率安全分析(psa)技术经过多年发展完善，已广泛应用于核电厂的设计、运行和维修等各领域，已经公认为是评价和认识风险，并帮助人们管理和降低风险的有效工具。psa采用故障树/事件树分析工具以及概率风险分析方法，对复杂系统各种可能事故的发生和发展过程进行全面分析，得出各种后果及其发生的概率，从而给出综合的风险见解。psa定量结果是后续应用的基础。psa定量通常需要使用专用psa分析软件，软件使用人员需要具备一定的psa专业知识，不利于非psa专业人员操作，则在基本事件概率变化后不方便非psa专业人员获取对应的顶事件变化后的定量结果。
3.中国专利cn113792960a、公开日2021-12-14公开了一种概率安全分析中事件序列确定及量化分析方法，包括如下步骤：(1)基于psa模型的基本事件，通过建立基本事件组合的方式，定义设备、系列、系统、子安全功能和安全功能，使所述基本事件组合从设备到安全功能形成层次性的关系；(2)根据psa最小割集和步骤(1)所定义的内容开展重要贡献的事件序列确定及定量化计算；(3)在重要贡献的事件序列分析确定的基础上，开展相关记录和说明。该现有技术提供的方法规范、严谨，并具有实际可行性，不同分析人员和分析软件，按照本方法开展分析所得的结果是相同的，对分析结果的解读深入全面，不会存在误导性。上述专利中为了对基本事件进行量化分析，需要使用psa分析软件进行操作，而软件使用人员需要具备一定的psa专业知识，不利于非psa专业人员操作。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出一种概率安全风险点估计值近似定量计算方法，从而方便非psa专业人员简单估计基本事件概率变化后的顶事件(如堆芯损伤频率cdf等)定量结果，而不必通过专业psa软件计算。
5.本发明提出一种概率安全风险点估计值近似定量计算方法，包括如下步骤：
6.s1：获取多个基本事件的fv重要度、多个基本事件的概率以及多个基本事件对应的顶事件定量结果；
7.s2：基于基本事件的fv重要度、基本事件的概率以及顶事件定量结果获取基本事件与顶事件定量结果的线性斜率；
8.s3：基于线性斜率构建变化的基本事件概率与顶事件定量结果的关系式，基于该关系式、基本事件变化前的概率、基本事件变化后的概率、顶事件原始定量结果计算获取变化后的顶事件定量结果。
9.进一步地，步骤s1中从概率安全分析软件中分析获取多个基本事件已知的fv重要度、基本事件已知的概率以及顶事件已知的定量结果。
10.进一步地，步骤s2中基本事件与顶事件定量结果的线性斜率为其中表示基本事件bi的fv重要度，表示基本事件bi的概率，q
top
表示系统故障树顶事件的定量结果。
11.进一步地，步骤s3中变化的基本事件概率与顶事件定量结果的关系式表示为其中q
′
top
表示系统故障树顶事件在基本事件概率变化后的定量结果，q
top
表示系统故障树顶事件的原始定量结果，m表示概率发生变化的基本事件个数，表示基本事件bi变化后的概率，表示基本事件bi变化前的概率，表示基本事件与系统故障树顶事件定量结果的线性斜率。
12.进一步地，所述线性斜率的获取过程包括：获取系统故障树事件定量结果在基本事件i处的偏导数，将偏导数中的定量结果通过最小割集之和表示，将不包含基本事件bi的割集删除，获取线性概率线性斜率为
13.进一步地，获取系统故障树事件定量结果在基本事件i处的偏导数具体为将偏导数中的定量结果通过最小割集之和表示具体为将不包含基本事件bi的割集删除具体为将fv重要度进行变形代入中得到则所述线性斜率的获取具体过程如下：则所述线性斜率的获取具体过程如下：其中q
top
表示系统故障树顶事件的定量结果，表示基本事件bi的概率，n表示最小割集总数，n表示含基本事件bi的最小割集总数，q(bi∈mcsj)表示含基本事件bi的最小割集定量结果，表示基本事件bi的fv重要度。
14.本发明的一种概率安全风险点估计值近似定量计算方法有以下有益效果：
15.首先基于基本事件的fv重要度、基本事件的概率以及顶事件定量结果获取基本事件与顶事件定量结果的线性斜率，然后基于线性斜率构建变化的基本事件概率与顶事件定量结果的关系式，在基本事件的概率变化后，基于该关系式、基本事件变化前的概率、基本事件变化后的概率、顶事件原始定量结果计算获取变化后的顶事件定量结果，当基本事件的概率发生变化时，可以利用本发明快速得到系统故障树顶事件的近似点估计值，而无需使用专用psa分析软件，便于非psa专业人员操作使用。
附图说明
16.并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下
面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明一种概率安全风险点估计值近似定量计算方法的流程图；
18.图2为本发明一种概率安全风险点估计值近似定量计算方法中的一种故障树的示意图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
20.请参阅图1。本发明实施例的概率安全风险点估计值近似定量计算方法，包括如下步骤：
21.s1：获取多个基本事件的fv重要度、多个基本事件的概率以及多个基本事件对应的顶事件定量结果；
22.s2：基于基本事件的fv重要度、基本事件的概率以及顶事件定量结果获取基本事件与顶事件定量结果的线性斜率；
23.s3：基于线性斜率构建变化的基本事件概率与顶事件定量结果的关系式，基于该关系式、基本事件变化前的概率、基本事件变化后的概率、顶事件原始定量结果计算获取变化后的顶事件定量结果。
24.基于线性斜率构建变化的基本事件概率与顶事件定量结果自己的近似函数关系，即关系式，从而实现基本事件概率变化后的顶事件定量结果估计。
25.步骤s1中从概率安全分析软件中分析获取多个基本事件已知的fv重要度、基本事件已知的概率以及顶事件已知的定量结果。
26.通过一次性获取psa分析软件中的信息，利用psa分析软件，分析得到各个基本事件的fv重要度、基本事件的概率及顶事件定量结果。基本事件的fv、概率和顶事件的定量结果直接从psa软件中得到，无需处理。
27.步骤s2中基本事件与顶事件定量结果的线性斜率为其中表示基本事件bi的fv重要度，表示基本事件bi的概率，q
top
表示系统故障树顶事件的定量结果。
28.步骤s3中变化的基本事件概率与顶事件定量结果的关系式表示为其中q
′
top
表示系统故障树顶事件在基本事件概率变化后的定量结果，q
top
表示系统故障树顶事件的原始定量结果，m表示概率发生变化的基本事件个数，表示基本事件bi变化后的概率，表示基本事件bi变化前的概率，表示基本事件与系统故障树顶事件定量结果的线性斜率。
29.根据关系式当基本事件bi的概率发生变化时，即可简单估计对应的顶事件定量结果，无需使用专用psa分析软件，便于非psa专业人员操作使用。
30.线性斜率的获取过程包括：获取系统故障树事件定量结果在基本事件i处的偏导数，将偏导数中的定量结果通过最小割集之和表示，将不包含基本事件bi的割集删除，获取线性概率线性斜率为
31.获取系统故障树事件定量结果在基本事件i处的偏导数具体为将偏导数中的定量结果通过最小割集之和表示具体为将不包含基本事件bi的割集删除具体为将fv重要度进行变形代入中得到则线性斜率的获取具体过程如下：其中q
top
表示系统故障树顶事件的定量结果，表示基本事件bi的概率，n表示最小割集总数，n表示含基本事件bi的最小割集总数，q(bi∈mcsj)表示含基本事件bi的最小割集定量结果，表示基本事件bi的fv重要度。
32.fv重要度定义：式中：表示基本事件bi的fv重要度，q(bi∈mcsj)表示含基本事件bi的最小割集定量结果，n表示含基本事件bi的最小割集总数，q
top
表示系统故障树顶事件的定量结果。利用fv重要度的定义，将fv重要度变形后整体代入得到fv乘以顶事件定量结果，即包含基本事件bi的最小割集定量结果，再除以基本事件bi的概率，就是bi概率与顶事件定量结果的近似斜率。
33.假如顶事件q
top
的定量结果表达式如下：
34.q
top
＝b1b2+b3+b4，其中，bi(i取1，2，3，4)表示基本事件的概率。
35.那么mcsj(j取1，2，3)表示所有的最小割集{b1b2，b3，b4}，bi∈mcsj表示包含基本事件bi的最小割集。
36.对于b1，就是{b1b2}；对于b2，就是{b1b2}；对于b3，就是{b3}；对于b4，就是{b4}。
37.q(mcsj)表示所有的最小割集计算结果b1b2+b3+b4。
38.q(mcsj)表示包含基本事件bi的最小割集计算结果，例如对于b1，就是{b1b2}。则对于b1，
39.基本事件b1与系统故障树顶事件定量结果的线性斜率：
40.当b1的概率发生变化时，就可以用来近似计算。
41.请参阅图2，说明本技术中的实施方式。
42.1)利用psa分析软件，分析得到表1初始信息。
43.表1 psa分析软件中获得的初始信息
[0044][0045]
2)处理得到各基本事件与系统故障树顶事件定量结果的线性斜率，结果如表2。
[0046]
表2各基本事件与系统故障树顶事件定量结果的线性斜率
[0047]
[0048]
3)当各基本事件的概率发生变化时，可利用关系式估计概率变化后的顶事件定量结果。
[0049]
例如，
[0050]
b4由1.07e-06变至1.10e-06时，顶事件定量结果约为：
[0051]q′
top
≈q
top
+(q
′
b4-q
b4
)
×kb4
＝1.17e-06。
[0052]
b3由5.35e-08变至5.32e-08时，顶事件定量结果约为：
[0053]q′
top
≈q
top
+(q
′
b3-q
b3
)
×kb3
＝1.14e-06。
[0054]
当b4由1.07e-06变至1.10e-06，同时b3由5.35e-08变至5.32e-08时，顶事件定量结果约为：
[0055]q′
top
≈q
top
+(q
′
b4-q
b4
)
×kb4
+(q
′
b3-q
b3
)
×kb3
＝1.17e-06。
[0056]
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
[0057]
需要说明的是，在本技术的描述中，需要说明的是，指示的方位或位置关系的术语“上端”、“下端”、“底端”为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0058]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。