Ocena niezawodności systemu transportowego z wykorzystaniem metody dynamicznego drzewa niezdatności

• Autorzy: Szkoda M. , Kaczor G.

Warianty tytułu

EN

Reliability assessment of the transportation system using Dynamic Fault Tree (DFT) and Monte Carlo simulation methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przedstawionej pracy zwrócono uwagę na potrzebę modelowania systemów transportowych w aspekcie oceny ich niezawodności. Uwzględnienie zależności czasowych między elementami systemu transportowego w celu dokładniejszego odzwierciedlenia warunków rzeczywistych wymaga dokonania wyboru właściwej metody analizy. Jedną z takich metod jest metoda dynamicznego drzewa niezdatności (DFTA), która opiera się na klasycznej metodzie drzewa niezdatności (FTA), uzupełnionej o bramki logiczne z zależnościami czasowymi. Z uwagi na skomplikowane procedury obliczeniowe, metoda DFTA jest trudna do zastosowania w ujęciu analitycznym. Z tego też powodu korzysta się m.in. z technik symulacyjnych, takich jak np. symulacja Monte Carlo. Jest ona często stosowana w ocenie niezawodności obiektów technicznych, jednak w przypadku systemów o wysokim stopniu złożoności wspierana dodatkowo przez specjalistyczne oprogramowanie komputerowe. Niniejsza praca dotyczy oceny niezawodności przykładowego systemu transportowego, którego model stanowi dynamiczne drzewo niezdatności. Za pomocą symulacji Monte Carlo wyznaczono wybrane miary, mogące służyć do oceny niezawodności. Realizację procedury obliczeniowej wykonano przy pomocy oprogramowania firmy Reliasoft.

EN

The presented paper focuses on the need for modelling of the transportation systems in terms of the reliability assessment. Taking into account the time dependencies between the elements of the system in order to develop the more accurate model needs to choose the appropriate analysis method. One of the methods is Dynamic Fault Tree Analysis (DFTA), which extends the classical Fault Tree Analysis (FTA)by adding the logical gates with time dependencies. Due to the sophisticated calculation procedures, DFT may be difficult to solve it analytically. For this reason the simulation methods are often applied, such as the Monte Carlo Simulation method. It is commonly used for assessing the reliability of the technical objects, but in the case of the complex systems it is supported by a specialized software. This work is aimed at reliability assessment of the given transportation system. Created Dynamic Fault Tree of the system was solved using the Monte Carlo Simulation method. We obtained the selected measures, which can be used to assess the reliability. Performed Calculations were supported by the Reliasoft’s software.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie systemów transportowych; dynamiczne drzewo niezdatności; symulacja Monte Carlo

EN

modelling of the transportation systems; Dynamic Fault Tree (DFT); Monte Carlo (MC) simulation

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 17, nr 6
• Strony: 1593--1598
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Szkoda M.

• Politechnika Krakowska, Wydział Mechaniczny, Instytut Pojazdów Szynowych

autor

Kaczor G.

• Politechnika Krakowska, Wydział Mechaniczny, Instytut Pojazdów Szynowych

Bibliografia

• 1. S. Amari, G. Dill, E. Howald, “A new approach to solve dynamic fault trees,” In: Annaul IEEE reliablity and maintainability symposium, 2003, pp. 374-389.
• 2. M. Cepin, B. Mavko, “A dynamic fault tree,” Reliability Engineering and System Safety 75(2002), pp. 83-89.
• 3. K. Durga Rao, V. Gopika, V.V.S. Sanyasi Rao, H.S. Kushwaha, A.K. Verma, A. Srividya, “Dynamic fault tree analysis using Monte Carlo simulation in probabilistic safety assessment,” Reliability Engineering and System Safety 94 (2009), pp. 872-883.
• 4. M. Szkoda, “Assessment of reliability, availability and maintainability of rail gauge change systems,” Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability, vol. 16, no. 3, pp. 422-432, 2014.
• 5. T. Gajewska, G. Kaczor, “Analiza niezawodności dostaw w transporcie chłodniczym,” Logistyka 5/2014, pp. 453-462.
• 6. G. Manno, F. Chiacchio, L. Copmagno, D. D’Urso, N. Trapani, “An integrated Monte Carlo Simulink tool for the reliability assessment of dynamic fault tree,” Expert Systems with Applications 39 (2012), pp. 10334-10342.
• 7. M. Marseguerra, E. Zio, “Monte Carlo estimation of differential importance measure: application to the protection system of a nuclear reactor,” Reliability Engineering and System Safety 86(2004), pp. 11-24.
• 8. G. Kaczor, “Modelowanie i ocena nizawodnosci systemu transportu intermodalnego,” Logistyka 3/2015, pp. 2047-2054.
• 9. M. Kowalski, J. Magott, T. Nowakowski, S. Werbinska-Wojciechowska, „Analysis of transportation system with the use of Petri nets,” Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability, vol. 13, no. 1, pp. 48-62, 2011.
• 10. T. Nowakowski, “Niezawodnosc Systemow Logistycznych,” Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej, Wroclaw, 2011.
• 11. T. Nowakowski, “Reliability model of combined transportation system. Probabilistic safety assessment and management,” Proceedings of the European Safety and Reliability Conference PSAM7-ESREL 2004. London [etc.], Springer.
• 12. T. Nowakowski, M. Zajac, Analysis of reliability model of combined transportation system,” Advances in Safety and Reliability – Proceedings of the European Safety and Reliability Conferece, ESREL 2005, pp. 147-151.
• 13. A. Peng, Y. Lu, A. Miller, C. Johnson, T. Zhao, “Risk assessment of railway ransportation system using timed fault tree, “Quality and Reliability Engineering International, Jogn Wiley & Sons, 2014.
• 14. S.H. Stroeve, H.A.P. Blom, G.J.Bakker, “Systematic accident risk assessment in air traffic by Monte Carlo simulation, “Safety Science 47 (2009), pp. 238-249.
• 15. A. Volkanowski, M. Cepin, B. Mavko, „Application of the fault tree analysis for assessment of power system reliability,” Reliability Engineering and Sytem Safety 94(2009), pp. 1116-1127.
• 16. S. Werbinska, “Model of logistic support for exploitation system of means of transport,” PhD Thesis, Technical University of Wroclaw, Poland, report: PRE 3/2008.
• 17. J. Faulin, A. A. Juan, S, Matrorell, J-E. Remirez-Marquez “Simulation Methods for Reliability and Availability of Complex Systems,” Springer-Verlag London Limited, 2010.
• 18. ReliaSoft Corporation “System Analysis Reference”. Tucson, USA. ReliaSoft Publishing, 2010.