系统故障演化过程与博弈现象研究

李莎莎（1988—），沈阳理工大学教授（校聘），安全管理科学博士，安全管理科学博士后，国家自然科学基金获得者。长期从事系统安全及安全管理领域研究。发表论文60余篇，其中SCI、EI 10篇，授权发明专利7项，获得8项国家、省部及协会科技奖。

第1章 绪论

1.1 系统故障演化过程

1.2 空间故障树理论

1.3 空间故障网络理论

1.4 影响因素权重确定理论

1.5 故障模式分析理论

1.6 博弈与参与者收益理论

1.7 集对分析理论

1.8 本书的主要内容

第2章 系统故障状态等级研究

2.1 改进层次分析的事件重要度确定

2.2 突变级数法的指标值转换

2.3 系统故障状态等级确定

2.4 实例分析

2.5 本章小结

第3章 动态故障模式识别方法

3.1 空间故障树与联系数

3.2 动态故障模式识别方法构建

3.3 实例分析

3.4 本章小结

第4章 网络中因素权重确定方法

4.1 网络结构指标系统的因素权重特征

4.2 定义及方法步骤

4.3 实例分析

4.4 本章小结

第5章 因素主客观权重确定方法

5.1 主客观分析与基本方法

5.2 因素主客观综合权重确定方法

5.3 实例分析

5.4 本章小结

第6章 故障抑制措施成本效益分析

6.1 系统故障演化过程与空间故障网络

6.2 系统故障预防措施成本与效益分析方法

6.3 实例分析

6.4 本章小结

第7章 操作者与管理者行为博弈演化与收益

7.1 空间故障网络和博弈论

7.2 操作者与管理者的博弈演化分析

7.3 实例分析

7.4 本章小结

第8章 系统博弈综合收益分析

8.1 操作者与管理者及其行为

8.2 SFN与博弈过程的关系

8.3 系统层面收益分析方法

8.4 实例分析

8.5 本章小结

第9章 三层博弈演化系统价值分析

9.1 系统故障过程及参与者的行为

9.2 操作者与管理者的行为博弈

9.3 以系统价值为目标的博弈演化

9.4 实例分析

9.5 本章小结

第10章 系统故障预防方案确定方法

10.1 系统故障的形成机理

10.2 引起和预防系统故障的行为

10.3 SFN—NADG模型

10.4 实例分析

10.5 本章小结

第11章 结论和展望

11.1 结论

11.2 展望

参考文献

1.2空间故障树理论

系统可靠性是安全科学的基础理论之一。目前，人们研究系统可靠性的方法很多,但系统可靠性研究的实质问题是什么,对此不同方法和理论都有着不同的见解。按照定义，系统可靠性是指系统实现自身功能的能力。由于系统影响该能力的事项很多,因此人们将影响系统实现自身功能的事项称为因素。系统在不同生命周期中受到的作用不同,即影响系统可靠性的因素不同,而这些因素分类也不同。

每个系统都有自身的特征,其特征表现为系统内在的区别,而这些区别就是影响系统可靠性的内在因素。内在因素反映系统可靠性的内在特征，是系统可靠性的本质，比如系统的结构、系统使用的元件、元件物理材料的特性都属于内在因素。内在因素是固有的，从系统设计阶段就固定下来了。在设计系统时，根据系统功能分解,按照特定的结构并挑选特定功能的元件组成系统。因此，系统从设计阶段到完成阶段,其内在因素不变。当系统制造完成后,其系统可靠性主要由系统自身受到外界作用后产生的响应来决定。系统在运行过程中受到的影响更为多样,最一般的自然因素包括温度、相对湿度、海拔、电场、磁场等;当然也有人为因素,但属于管理范畴,本书主要讨论自然因素。自然因素是系统外部对系统的作用，这些作用在系统运行过程中不可避免。其关键在于系统在生命周期的运行阶段，系统运行环境必然会发生变化。因此,这种变化即外因的变化，外因导致内因变化，进而影响系统可靠性。具体而言，系统自身受外界因素影响最大的是材料的物理性质,因为系统结构一般不会受外界因素影响，而组成系统的元件的物理属性则随着环境外因的改变而改变。例如，导线的导电性，不同材料导电性不同,但几乎所有材料的导电性在不同温度下都是不同的，这才有了常温超导体和低温超导体等材料。研究表明,制成后的系统可靠性应由两方面决定，,即系统的内部因素和外部因素。又由于系统的内部因素在系统设计阶段已固定,因此影响系统可靠性的是系统的外部因素。综上所述，研究系统工作环境变化影响系统可靠性是至关重要的,但相关研究报道并不充分。

针对系统在变化环境中的可靠性问题,本书提出了空间故障树理论框架;同时在研究过程中,吸收了相关学科理论，如智能科学、数据科学、系统论等。这此工作为系统可靠性研究及安全科学基础理论研究提供了一条有效途径,也为类似情况提供了解决方案

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