论文题目：基于威布尔分布和FMECA的火灾自动报警系统可靠性研究
摘要：近些年来,建筑主动防火系统的可靠性问题日益突出,如何降低系统的故障率越来越引起专家与学者的重视。由于缺失有关设备、子系统和系统故障率计算的基础数据,目前关于火灾自动报警系统可靠性模型研究不多,研究设备故障率时通常取用理论值。虽然有学者尝试利用系统故障数据进行计算,但也普遍存在数据来源单一、数据收集的时间跨度不够长等问题。因此,构建火灾自动报警系统可靠性模型面临严峻的挑战。本课题以上海市某一低层民用建筑的火灾自动报警系统为研究对象,收集目标建筑的火灾自动报警系统463日的运行记录,共计2023条设备故障数据。首先分析了火灾自动报警系统的可靠性指标和模型,随后基于系统故障数据进行设备故障率观测值的计算,再进行威布尔分布拟合检验,得到设备的失效率函数,计算了2021年3月5日的设备、子系统和系统的失效率,最后利用FMECA法分析影响系统可靠性的关键因素。主要研究成果如下:（1）根据火灾自动报警系统的历史故障数据计算设备故障率的观测值,拟合得到变换的威布尔分布的线性方程,检验结果表示除排烟阀设备外,剩余15个设备的失效率函数均符合威布尔分布。根据15个设备观测值拟合的线性方程得到了两参威布尔分布的β和η参数,由此得到了设备失效率函数,并计算了2021年3月5日该系统中各设备的失效率和各子系统的失效率,最后得到了火灾自动报警系统失效的概率是0.51155005,可靠度为0.48844995。（2）根据FMECA得到了火灾自动报警系统的设备按危害度和子系统的危害度。（3）对设备的建议:检查消防电源切换、回路线路和防火卷帘设备具体使用情况,根据设备的检查情况决定是否需要更换,或是针对不同的故障制定应急方案;对于排烟阀、感温探头、声光报警器、手动按钮、感烟探头这几个设备,制定管理规范,定期进行线路检修排查,发现质量缺陷的部件时应及时维修更换;火灾示盘、消火栓钮、排烟机、主机备电、消防泵、压力开关、水流指示器这几个设备应重点消防联动是否正常运行、线路安装是否合理等故障。（4）对子系统的建议:在日常的使用中,注意报警主机线路的检修情况,定时对报警主机的线路进行维护和更换。单位应制定防火卷帘和排烟阀的检查表,将这两个设备加入日常的巡检内容中。最后加强消防安全宣传、规范人员行为以降低感烟探头、感温探头和手动按钮的误报率。
关键词：火灾自动报警系统;可靠性;威布尔分布;FMECA
学科专业：安全工程（专业学位）
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 国内外研究的动态分析
1.3 研究目标、研究内容及技术路线图
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第2章 自动报警系统信号统计分析
2.1 自动报警系统概述
2.1.1 火灾探测系统设备
2.1.2 消防联动系统设备
2.2 自动报警系统信号数据特性分析
2.2.1 自动报警系统信号数据时间分布特性
2.2.2 自动报警系统信号数据设备分布特性
2.2.3 自动报警系统信号数据时间-设备分布特性
2.3 本章小结
第3章 系统可靠性及可靠性指标介绍
3.1 系统可靠性概念
3.2 系统可靠性指标
3.3 典型系统可靠性模型
3.3.1 串联系统模型
3.3.2 并联系统模型
3.4 常用概率分布函数
3.5 本章小结
第4章 火灾自动报警系统威布尔失效率函数计算
4.1 威布尔分布
4.1.1 威布尔分布特点
4.1.2 威布尔分布函数
4.2 可靠性观测值计算
4.3 观测值线性拟合
4.3.1 两参数的威布尔分布线性变换
4.3.2 线性回归参数计算
4.4 设备失效率计算
4.5 系统失效率计算
4.6 本章小结
第5章 基于FMECA的系统可靠性分析
5.1 故障模式影响及危害度分析概述
5.2 自动报警系统FMECA分析
5.2.1 故障等级划分
5.2.2 设备故障率的计算
5.2.3 严酷度和故障影响概率的确定
5.2.4 设备故障危害度的计算
5.2.5 结果分析与讨论
5.3 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献