CN113096372B - 一种火灾探测系统维修有效性评估方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火灾探测系统维修有效性评估方法及系统，包括：S1、获取火灾探测系统的设置信息，以基于火灾PSA模型建立火灾探测系统的区域探测功能；S2、建立区域探测功能的基本事件的对照表以获取对应的PSA参数；S3、对PSA参数进行判定，以确认区域探测功能是否为风险重要，并在区域探测功能为风险重要时，执行S4；S4、基于火灾PSA模型对区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析以获取区域探测功能的预测可失效次数；S5、监测火灾探测系统的累计失效次数并与预测可失效次数相比较，在累计失效次数超出预测可失效次数时判定火灾探测系统的维修有效性不满足要求。实施本发明能够评估和监测火灾探测系统的维修有效性。

Description

一种火灾探测系统维修有效性评估方法及系统

技术领域

本发明涉及检测技术领域，更具体地说，涉及一种火灾探测系统维修有效性评估方法及系统。

背景技术

近年来国际上主要核电国家逐步建立并完善维修活动有效性的评价及监管体系。上世纪九十年代中期，核工业界发布并实施了核电厂维修有效性监测的要求(MaintenanceRule，MR，维修规则)及指导文件，推进核电厂建立维修有效性评价体系，对其设备可靠性的提高及安全经济性产生了积极的影响。其中：维修是广义的概念，指为保持和恢复电厂构筑物、系统和设备(SSC)的安全、可靠性和可用率所要求的那些功能的活动集合，包括与识别和纠正实际存在或潜在的状态降质有关的传统活动，还包括与这些活动相关的所有支持功能；核电厂构筑物、系统和设备维修的“有效性”通常反映在其运行、维修过程中所表现的性能上，如可靠性、可用性等。对某一特定的SSC，可按照其设计基准、运行经验设定具体的性能指标。通过比较上述指标与该SSC在运行、维修、试验中所表现实际性能的相符性，关注维修结果而非维修过程，并用于判断维修是否有效。

维修规则(MR)是对电厂SSC维修活动进行有效性评价的规则体系，其实施的基本原则为：首先基于安全重要原则，确定适当的SSC范围，纳入维修有效性管理。随后确定这些SSC的风险重要类，结合其运行或备用状态，制定适当的性能指标，并开展监测。在进行SSC筛选时，使用的准则包括：是否为安全相关SSC，是否在最终安全分析报告中用于缓解事故或瞬态，是否在事故规程中用于缓解设计基准事故，失效后是否妨碍安全功能执行，失效是否导致反应堆紧急停堆、汽机跳闸或触发安全系统动作，如果遵循目前MR的实施方法，火灾探测系统在进行维修规则SSC筛选的步骤中将被筛除，因为该系统不符合上述筛选准则。然而运行经验表明，火灾探测系统在核电厂消防安全中有着重要作用。同时近年来的统计数据表明火灾探测系统可靠性有所下降、失效和误报时有发生，对电厂正常运行构成一定影响。这一现象从一定程度说明，火灾探测系统目前的维修有效性存在降低趋势，不能有效保证该系统设备的可用性和可靠性维持在较高水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种火灾探测系统维修有效性评估方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种火灾探测系统维修有效性评估方法，包括以下步骤：

S1、获取火灾探测系统的设置信息，基于火灾PSA模型和所述设置信息建立所述火灾探测系统的区域探测功能；

S2、建立所述区域探测功能的基本事件的对照表，并利用火灾PSA模型获取对应的PSA参数；

S3、根据所述PSA参数对应的阈值对所述PSA参数进行判定，并根据判定结果确认所述区域探测功能是否为风险重要，并在所述区域探测功能为风险重要时，执行步骤S4；

S4、基于所述火灾PSA模型对所述区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取所述区域探测功能的预测可失效次数；

S5、监测所述火灾探测系统的累计失效次数，以与所述预测可失效次数相比较，并在所述累计失效次数超出所述预测可失效次数时，判定所述火灾探测系统的维修的有效性不满足要求。

优选地，在所述步骤S2中，所述PSA参数包括RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度；

在所述步骤S3中，所述根据所述PSA参数对应的阈值对所述PSA参数进行判定，并根据判定结果确认所述区域探测功能是否为风险重要，包括：

比较所述RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度和其分别对应的阈值，并在所述RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度中有至少一项超出其对应的阈值时判定所述区域探测功能为风险重要。

优选地，在所述步骤S4中，所述基于所述火灾PSA模型对所述区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取所述区域探测功能的预测可失效次数；包括：

获取预设截断值，以根据所述预设截断值通过泊松分布获取所述区域探测功能的预测可失效次数。

优选地，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法，还包括：

S41、设置裕量以根据所述裕量更新所述预测可失效次数以得到更新后的预测可失效次数，并执行所述步骤S5。

优选地，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法，还包括：

获取所述区域探测功能的历史失效次数，以根据所述历史失效次数设置所述裕量。

优选地，在所述步骤S5中，所述监测所述火灾探测系统的累计失效次数，包括：

设置监测周期，以在所述监测周期内监测所述火灾探测系统的累计失效次数。

优选地，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法，还包括：

获取所述区域探测功能的历史失效数据以获取对应的历史累计失效时间；

比较所述历史累计失效时间与一不可用时间阈值，并在所述历史累计失效时间超出所述不可用时间阈值时，判定所述火灾探测系统的维修有效性不满足要求。

优选地，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法，还包括：

在所述火灾探测系统的维修有效性不满足要求时，对所述火灾探测系统的维修进行修正。

优选地，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法，还包括：

在对所述火灾探测系统维修之前执行所述步骤S1至所述步骤S5。

本发明还构造一种火灾探测系统维修有效性评估系统，包括：

探测功能获取单元，获取火灾探测系统的设置信息，基于火灾PSA模型和所述设置信息建立所述火灾探测系统的区域探测功能；

参数获取单元，用于建立所述区域探测功能的基本事件的对照表，并利用火灾PSA模型获取对应的PSA参数；

判定单元，用于根据所述PSA参数对应的阈值对所述PSA参数进行判定，并根据判定结果确认所述区域探测功能是否为风险重要，并在所述区域探测功能为风险重要时输出肯定结果；

第一执行单元，用于在所述判定单元输出肯定结果时基于所述火灾PSA模型对所述区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取所述区域探测功能的预测可失效次数；

第二执行单元，用于监测所述火灾探测系统的累计失效次数，以与所述预测可失效次数相比较，并在所述累计失效次数超出所述预测可失效次数时，判定所述火灾探测系统的维修有效性不满足要求。

实施本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法及系统，具有以下有益效果：能够完成对火灾探测系统的维修有效评估和监测。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一种火灾探测系统维修有效性评估方法一实施例的程序流程图；

图2是本发明一种火灾探测系统维修有效性评估方法另一实施例的程序流程图；

图3是本发明一种火灾探测系统维修有效性评估系统第一实施例的逻辑框图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，在本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法第一实施例中，包括：

S1、获取火灾探测系统的设置信息，基于火灾PSA模型和设置信息建立火灾探测系统的区域探测功能；具体的，获取火灾探测系统的布置信息，即获取核电厂不同区域布置的火灾探测系统的探测设备。可以理解，其过程为，先对核电厂进行物理区域划分，确认各物理区域内布置的对应的火灾探测系统的具体探测设备，该探测设备与火灾探测系统实现的具体的火灾探测功能为对应关系，因此，可以实现探测区域与火灾探测功能对应。由于在后续步骤中需使用火灾PSA模型进行定量评估，因此对探测区域划分应与火灾PSA所确定分析单元(火灾隔间)一致，从而使得火灾探测功能对应到具体的区域，完成火灾探测功能的区域化。其可以理解为探测功能与探测区域对应，得到区域化的火灾探测功能即区域探测功能。

S2、建立区域探测功能的基本事件的对照表，并利用火灾PSA模型获取对应的PSA参数；在获取各区域探测功能后，可以基于该区域探测功能获取根据内部火灾PSA模型中体现的基于该PSA模型考虑的事件模型建立该区域探测功能的基本事件对照表，并基于该PSA模型获取该基本事件的PSA参数。一般来说，一个基本事件可能是某个设备部件在某种模式下的失效，或者人员失误事件。每个基本事件在PSA模型中有唯一编码。由于区域探测功能是对应探测设备的，因此区域探测功能的失效将与PSA模型中的基本事件是可以形成对应关系的。

S3、根据PSA参数对应的阈值对PSA参数进行判定，并根据判定结果确认区域探测功能是否为风险重要，并在区域探测功能为风险重要时，执行步骤S4；具体的，设置各PSA参数的阈值，根据该阈值对基本事件的PSA参数进行判定，其可以理解为，根据PSA参数是否超出其对应的阈值来判定该PSA参数的重要度是否满足要求。并根据PSA参数的重要度判定结果来判断该区域探测功能是否为风险重要。PSA参数可以提取PSA模型中计算结果体现基本事件重要度的特征参数，阈值可以根据经验设置也可以通过其他的常规方式获取，例如通过现有的MR方式获取。

S4、基于火灾PSA模型对区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取区域探测功能的预测可失效次数；具体的，正常状态下火灾探测系统持续运行，某时间段内预期失效率已知，对该预期失效率及其其他可能取值进行敏感性分析，从而估算火灾探测功能能够允许的失效次数，即对应为区域探测功能的预测失效次数。该敏感性分析可以采用通用的概率密度分布计算方法。

S5、监测火灾探测系统的累计失效次数，以与预测可失效次数相比较，并在累计失效次数超出预测可失效次数时，判定火灾探测系统的维修的有效性不满足要求。具体的，在得到了区域探测功能的预测可失效次数后，可以基于监测的该火灾探测系统的实际的累计失效次数，判断该探测系统的维修后的有效性是否满足要求。在累计失效次数超出预测可失效次数时，判定火灾探测系统的维修的有效性不满足要求。

可选的，在步骤S2中，PSA参数包括RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度；在步骤S3中，根据PSA参数对应的阈值对PSA参数进行判定，并根据判定结果确认区域探测功能是否为风险重要，包括：比较RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度和其分别对应的阈值，并在RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度中有至少一项超出其对应的阈值时判定区域探测功能为风险重要。具体的，可以根据PSA模型提取其中与风险相关的RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度参数对区域探测功能进行风险进行分析。其中是获取CDF贡献还是LERF贡献是基于对PSA模型中是基于CDF模型还是基于LERF模型，如果使用的是CDF模型，则采用CDF贡献；如果使用的是LERF模型，则采用LERF贡献。上述参数中，若存在一项超出其对应的阈值，则判定该区域探测功能为风险重要。其中，对上述的PSA参数的阈值设置可以参照下表，

PSA参数	阈值
		RAW重要度	≥2
CDF/LERF贡献	top 90％割集
		FV重要度	≥0.005

计算结果以按下表形式记录，并记录是否风险重要的判别结论：

可选的，在步骤S4中，基于火灾PSA模型对区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取区域探测功能的预测可失效次数；包括：获取预设截断值，以根据预设截断值通过泊松分布获取区域探测功能的预测可失效次数。具体的，正常状态下火灾探测系统持续运行，某时间段内预期失效率已知，其采用泊松概率密度函数：

其中，P为出现预期失效的概率，n为功能失效次数，λ为某时间段内预期失效概率。

根据火灾PSA模型中火灾探测功能的失效率进行敏感性分析，根据泊松分布估算火灾探测功能的允许失效次数。在一实施例中，失效率使用通用数据5.00E-02，同时使用其1/2和2倍值分别计算P(n)和允许n次失效的置信度，则允许失效次数敏感性分析如下表所示：

设定P(n)截断值为10％，得到允许失效次数估算结果及失效概率敏感性分析结果，得到火灾探测功能允许失效次数均可设定为0次。

可选的，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法还包括：S41、设置裕量以根据裕量更新预测可失效次数以得到更新后的预测可失效次数，并执行步骤S5。具体的，在一些实施例中，其在进行敏感性分析过程中得到的预测的可失效次数其可能存在不符合部分使用场景，如上述实施例中，其得到的可失效次数为零次，其要求过于严格，则可以根据具体场景对该预测可失效次数进行放宽，例如适量增加即根据设置的裕量更新预设可失效次数得到更新的预设可失效次数。

可选的，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法还包括：获取区域探测功能的历史失效次数，以根据历史失效次数设置裕量。具体的，其更新预测可失效次数的裕量可以通过历史数据获取。在一实施例中，可以收集火灾探测系统的历史失效数据，与上述允许失效次数进行对比验证。如果允许失效次数与历史失效数据相符，则可确定允许失效次数为计算值；如果两者不符，刚需对允许失效次数进行调整。例如，区域A的火灾探测功能在近5年内均未发生失效，与允许失效次数0次相符；区域B的火灾探测功能在近5年内发生过5次失效，与允许失效次数0次不符。另外，为了避免偶发设备失效导致不必要地加强关注，可将可靠性指标适度放宽。例如，对于前述允许失效次数(0次)可设定为：监测周期(1年)内失效次数≤1次。

可选的，在步骤S5中，监测火灾探测系统的累计失效次数，包括：设置监测周期，以在监测周期内监测火灾探测系统的累计失效次数。具体的，对火灾探测系统的累计失效次数的统计可以设置合理的监测周期，其监测周期可以为一年。

可选的，如图2所示，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法还包括：

S61、获取区域探测功能的历史失效数据以获取对应的历史累计失效时间；

S62、比较历史累计失效时间与一不可用时间阈值，并在历史累计失效时间超出不可用时间阈值时，判定火灾探测系统的维修有效性不满足要求。

具体的，在上面的基础上，还可以收集火灾探测系统的历史失效数据，统计各区域火灾探测功能不可用的时间，并进行分析。例如，假设统计得到近5年的区域火灾探测功能不可用时间如下表所示：

	2015	2016	2017	2018	2019
						区域W	1.10h	0h	0h	0h	0.70h
区域X	0h	10.15h	0h	0h	0h
						区域Y	0h	0h	0h	0.62h	0h
区域Z	20.43h	0h	0h	0h	2.07h

经分析，目标电厂目前各区域火灾探测功能的不可用时间绝大多数源于计划性试验/维修，少部分为偶发随机性不可用，所以当前对不可用时间的统计结果不能适当地表征火灾探测功能的性能降级阈值。同时，系统本身定期试验、偶发随机故障导致不可用时间远小于电厂规程中规定的允许不可用时间。因此，将火灾探测功能的不可用度指标设定为规定的最短不可用时间(如，7天)。其可以理解，当在步骤S5中，当累计失效次数未超出预测可失效次数时，其并不能准确的得到火灾探测系统的维修有效性是满足要求的结论，其还可以通过对失效时间进行进一步的判断，提高对火灾探测系统的维修有效性判断准确度。其在一实施例中，其也可以单独的通过对失效时间的判断结果识别出火灾探测系统的维修有效性不满足要求的场景。在一实施例中，在累计失效次数不超出预测可失效次数区域且历史累计失效时间不超出时间阈值时，其可以判定该火灾探测系统的维修有效性满足要求。

可选的，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法还包括：在火灾探测系统的维修有效性不满足要求时，对火灾探测系统的维修进行修正。具体的，按照固定周期例如每月收集分析监测范围内火灾探测功能的相关信息(包括失效次数、不可用时间)，并与其性能指标对比，以确定其在维修规则中的管理状态。如果某一区域火灾探测功能的可靠性指标、不可用度指标没有超出限值，则维持原有监测；如果可用性指标或可靠性指标已超出，则需考虑制定或修订其中的修正行动。修正行动包括排除导致误报警因素、维修、更换可靠性更高的设备(探头)、调整定期试验周期、增加其他类型的冗余探测手段等。

可选的，在一些实施例中，还可以如果考查某一区域的火灾探测功能性能指标超出限值，在进行修正行动的同时，可以根据修正行动制定一个监测目标，并根据此区域火灾探测功能的性能趋势，监测和判断所采取的修正行动是否有效。

对于失效/不可用根本原因清楚明确的情况，设定的目标应更具有针对性、有明确的检测对象和要求；对于根本原因不明确或未知的情况，则从设备总体上设定目标，可以针对相应的失效模式。例如：由于探头故障导致探测功能失效，则目标可以是“监测周期内，不出现因为探头故障导致探测功能失效”；探头误报，但是原因不明，目标可以设置为“监测周期内不发生误报”。

如果修正行动的实施不能使得该功能的性能状态呈现满意状态，则认为修正行动不能达成所设定的监测目标。此时应分析以确定是修正行动不当，还是所设定的目标不合适，并根据分析结论进行调整和持续监测期性能状态。对于行动有效且监测目标达成的情况，相应的火灾探测功能应按照之前设置的性能指标进行监测。

可选的，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估方法还包括：在对火灾探测系统维修之前执行步骤S1至步骤S5。具体的，根据MR实施方法，机组应在两次换料大修之间做一次维修有效性评价，一般在换料大修结束后6个月内完成，两次评价的时间间隔不应超过24个月。对通用的火灾探测系统，建议将监测周期定为1年。

另，如图3所示，本发明的一种火灾探测系统维修有效性评估系统，包括：

探测功能获取单元110，获取火灾探测系统的设置信息，基于火灾PSA模型和设置信息建立火灾探测系统的区域探测功能；

参数获取单元120，用于建立区域探测功能的基本事件的对照表，并利用火灾PSA模型获取对应的PSA参数；

判定单元130，用于根据PSA参数对应的阈值对PSA参数进行判定，并根据判定结果确认区域探测功能是否为风险重要，并在区域探测功能为风险重要时输出肯定结果；

第一执行单元140，用于在判定单元130输出肯定结果时基于火灾PSA模型对区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取区域探测功能的预测可失效次数；

第二执行单元150，用于监测火灾探测系统的累计失效次数，以与预测可失效次数相比较，并在累计失效次数超出预测可失效次数时，判定火灾探测系统的维修的有效性不满足要求。

具体的，这里的火灾探测系统维修有效性评估系统各单元之间具体的配合操作过程具体可以参照上述火灾探测系统维修有效性评估方法，这里不再赘述。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取火灾探测系统的设置信息，基于火灾PSA模型和所述设置信息建立所述火灾探测系统的区域探测功能；

S2、建立所述区域探测功能的基本事件的对照表，并利用所述火灾PSA模型获取对应的PSA参数；其中，所述基本事件为设备部件失效事件或人员失误事件；

S3、根据所述PSA参数对应的阈值对所述PSA参数进行判定，并根据判定结果确认所述区域探测功能是否为风险重要，并在所述区域探测功能为风险重要时，执行步骤S4；

S4、基于所述火灾PSA模型对所述区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取所述区域探测功能的预测可失效次数；

S5、监测所述火灾探测系统的累计失效次数，以与所述预测可失效次数相比较，并在所述累计失效次数超出所述预测可失效次数时，判定所述火灾探测系统的维修有效性不满足要求。

2.根据权利要求1所述的火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述PSA参数包括RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度；

在所述步骤S3中，所述根据所述PSA参数对应的阈值对所述PSA参数进行判定，并根据判定结果确认所述区域探测功能是否为风险重要，包括：

比较所述RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度和其分别对应的阈值，并在所述RAW重要度、CDF或LERF贡献和FV重要度中有至少一项超出其对应的阈值时判定所述区域探测功能为风险重要。

3.根据权利要求1所述的火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述基于所述火灾PSA模型对所述区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取所述区域探测功能的预测可失效次数；包括：

获取预设截断值，以根据所述预设截断值通过泊松分布获取所述区域探测功能的预测可失效次数。

4.根据权利要求1所述的火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

S41、设置裕量以根据所述裕量更新所述预测可失效次数以得到更新后的预测可失效次数，并执行所述步骤S5。

5.根据权利要求4所述的火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述区域探测功能的历史失效次数，以根据所述历史失效次数设置所述裕量。

6.根据权利要求1所述的火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述监测所述火灾探测系统的累计失效次数，包括：

设置监测周期，以在所述监测周期内监测所述火灾探测系统的累计失效次数。

7.根据权利要求1所述的火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述区域探测功能的历史失效数据以获取对应的历史累计失效时间；

比较所述历史累计失效时间与一不可用时间阈值，并在所述历史累计失效时间超出所述不可用时间阈值时，判定所述火灾探测系统的维修有效性不满足要求。

8.根据权利要求1所述的火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述火灾探测系统的维修有效性不满足要求时，对所述火灾探测系统的维修进行修正。

9.根据权利要求1所述的火灾探测系统维修有效性评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对所述火灾探测系统维修之前执行所述步骤S1至所述步骤S5。

10.一种火灾探测系统维修有效性评估系统，其特征在于，包括：

探测功能获取单元，获取火灾探测系统的设置信息，基于火灾PSA模型和所述设置信息建立所述火灾探测系统的区域探测功能；

参数获取单元，用于建立所述区域探测功能的基本事件的对照表，并利用所述火灾PSA模型获取对应的PSA参数；其中，所述基本事件为设备部件失效事件或人员失误事件；

判定单元，用于根据所述PSA参数对应的阈值对所述PSA参数进行判定，并根据判定结果确认所述区域探测功能是否为风险重要，并在所述区域探测功能为风险重要时输出肯定结果；

第一执行单元，用于在所述判定单元输出肯定结果时基于所述火灾PSA模型对所述区域探测功能的预设失效率进行敏感性分析，以获取所述区域探测功能的预测可失效次数；

第二执行单元，用于监测所述火灾探测系统的累计失效次数，以与所述预测可失效次数相比较，并在所述累计失效次数超出所述预测可失效次数时，判定所述火灾探测系统的维修有效性不满足要求。

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