基于故障树的汽车检测系统可靠性研究

高琰

山东理工职业学院

基于故障树的汽车检测系统可靠性研究

高琰

山东理工职业学院

交通事故的频频发生，使得人们不得不正视汽车的安全性和可靠性问题。而汽车检测系统的应用，则可以为汽车的安全行驶提供保障。所以，人们对汽车检测系统的可靠性提出了更高的要求，以便确保自身的生命安全。而建立汽车检测系统的故障树，并利用故障树分析方法完成系统故障的分析，则可以更好的完成系统的可靠性分析。因此，本文对基于故障树的汽车检测系统的可靠性问题进行了研究，从而为关注这一话题的人们提供参考。

故障树；汽车检测系统；可靠性

引言

作为一种动态的可靠性分析方法，利用故障树分析法可以完成对典型故障的定性分析和定量分析。所以，在汽车检测系统的可靠性分析的问题上，采用这一方法可以为系统的设计提供一定的理论依据，并且能够使故障的检查时间得以减少。因此，有关人员有必要对基于故障树的汽车检测系统的可靠性问题展开研究，以便为汽车检测系统的生产实际和设计提供一定的参考。

1 汽车检测系统的故障树的建立

为了利用故障树分析法分析汽车检测系统的可靠性，首先要建立汽车检测系统的故障树。具体来讲，就是将汽车检测故障当做是一种事件，并根据故障的原因给出系统故障组合分析的树状图形。而由于汽车检测系统具有较为复杂的结构，所以可以重点对故障频次高的检测设备系统和检测测控系统进行分析。

1.1 各级事件的选择

在建立故障树之前，首先要确定故障树的各级事件。而为了全面的对汽车检测系统的可靠性管理问题进行分析，则需要综合进行环境因素、人为失误和软件缺陷的分析。所以，在将汽车检测系统故障当做是故障树的顶事件的情况下，需要完成对汽车检测系统的次级事件的细分。就目前来看，可以将检测设备系统故障和测控系统故障当做是汽车检测故障的次级事件[1]。从选择原则角度来看，需要按照系统故障部位划分完成次级事件的选取，而次级事件中需要包含影响汽车检测系统可靠性的重点故障事件，以便为维修人员提供科学的依据。

1.2 故障树的建立

在建立故障树时，需要按照演绎推理法对故障事件的发生的原因进行分析，以便构造出连接故障因果的逻辑结构图。而在考虑汽车检测系统的结构特点的情况下，则可以使用“与”门、“或”门和故障事件建立故障树，以便使系统得到合理的简化。首先，需要将检测系统逐故障事件当做是故障树的第一级，并将导致故障出现的直接原因当做是第二级。而使用相应的事件符号，则可以将故障与原因连接起来。其次，可以将导致第二级故障产生的原因当做是第三极，并且将其并列在第二级故障事件下面。而采用逐级展开的方式，则可以得出导致故障产生的根本原因，继而完成故障树的建立。

2 基于故障树的汽车检测系统的可靠性分析

2.1 故障树的定性分析

在分析汽车检测系统的可靠性时，需要完成对系统故障树的定性分析。具体来讲，就是分析导致故障树中的顶事件发生的最小割集。而分析的目的，则是得出导致故障发生的故障模式。在得到最小割集后，则可以找出故障的薄弱环节，以便进行系统的改进。而求取最小割集的常用方法为下行法，即从顶事件往下逐级进行。在遇到与门时，则将下面的事件并列排列[2]。而在遇到或门时，则将下面的事件依次排列成一列。就目前来看，汽车检测系统故障树事件有保险丝熔断、线路接地不良、设备线路短路和气囊损坏等多种故障。而去掉重复的部分，则可以得出系统的最小割集。

2.2 故障树的定量分析

完成故障树的定性分析后，需要对故障树进行定量分析。就目前来看，可以使用最小割集法对汽车检测系统的故障树进行定量分析。具体来讲，就是先完成子系统的定量分析，而后进行故障概率模糊数及其概率重要度的计算。首先，需要分别进行检测设备系统、轴重制动检测设备系统和速度表检测设备系统等多个子系统的次级事件的概率模糊数的计算。而根据各事件的模糊概率重要度，则可以完成语言值的评价，并分析出影响系统的主要部位。在可靠性工程中，每个事件对顶事件做出的“贡献”的大小，即为模糊重要度[3]。而在汽车检测系统中，排放检测设备故障事件具有较高的重要度，所以可以认为该故障为影响系统的主要故障。在对故障树的各次级事件进行定量分析时，则可以采用类似的方法完成事件的概率模糊数的计算。

2.3 系统可靠性分析结论

在完成汽车检测系统故障树的定量分析和定性分析后可以发现，汽车检测测控系统具有较高的模糊概率重要度。在测控系统中，底盘测控系统、轴重制动检测测控系统和悬架间隙检测测控系统等多个系统的模糊概率重要度是由高到低排列的。相较于测控系统，汽车检测设备系统也具有一定的模糊概率重要度。而在这一系统中，悬架间隙检测设备系统的模糊概率重要度较高。在故障模式方面，测控系统具有传感器测控故障、光电开关损坏、软件漏洞等多种故障模式。其中，导致传感器故障的主要原因为传感器灵敏度和截面符合过大，而导致开关损坏的原因则为人为损坏。而检测设备系统则将出现仪表不工作、零件失效等故障，其本身也是系统故障的多发部位。在对整个系统故障树进行一级一级分析时，可以清楚了解每个事件对系统整体故障的影响。例如，在三相电缺相时，制动电机将无法启动，继而引起轴重制动检测设备系统故障[4]。

结论

随着社会经济的发展，汽车的数量也将越来越多。在这种情况下，车辆的可靠性检测值得进一步的加强，以便更好促进汽车工业的发展。而采用故障树分析方法对汽车检测系统的可靠性进行分析，则可以建立汽车检测故障事件之间的逻辑关系图。根据这一关系图，则可以完成对故障发生的原因组合的确定，继而为汽车的可靠性检测工作提供较为科学的方法。因此，本文对基于故障树的汽车检测系统可靠性问题进行研究，可以为汽车设计和检修提供一定的指导。

[1]洪强,梁亮.基于动态故障树的汽车制动系统可靠性分析[J].电子产品可靠性与环境试验,2009,S1:206-212.

[2]陶勇剑,董德存,任鹏.基于故障树的系统可靠性估计不确定性分析[J].同济大学学报(自然科学版),2010,01:141-145.

[3]苗明,王真,张乐等.基于故障树的动臂塔机液压顶升系统可靠性仿真分析[J].机床与液压,2013,21:175-179+66.

[4]王萍,杨保年.基于故障树的地铁车辆客室自动门系统可靠性分析[J].南京工业职业技术学院学报,2013,02:47-49.