核电站冷备份系统的维护策略研究

2016-02-02张思雨胡子龙

山东工业技术 2016年22期

关键词：薏米人脸核电站

赵晨,王潇,张思雨,胡子龙,曲芳

（沈阳航空航天大学安全工程学院,沈阳 110136）

核电站冷备份系统的维护策略研究

赵晨,王潇,张思雨,胡子龙,曲芳

（沈阳航空航天大学安全工程学院,沈阳 110136）

本文以核电站系统中设备维护为例确定定期维护策略，根据给定的实验参数进行仿真实验，并基于设备可靠性、故障率、技术现状和维护人员素质等因素，提出在达到最优经济期望值的情况下获取设备的最优维护周期。

核电站；固定周期维护；可靠性；维护策略

0 引言

核电的安全问题日益突出，因其高能而备受关注，同时也因其高能一旦出现事故后果不堪设想。更严重的是核电泄露核污染对周围区域的影响，以其影响范围之大、时间之久和对人员伤害的不可恢复性，所以核电站的维护问题显得尤为重要[1,2]。

1 核电站备用系统的建模

为了提高核电站备用系统的可靠度，需要对备用系统进行检测。但是，过多的检查/检测工作势必会增加运行成本。对于核电站系统而言，维护的经济性也是必须考虑的问题。本文从可靠度和维护费用率两个方面对核电站备用系统的维护进行优化[3,4]。

通过摄像头捕捉到一帧图像后，进行肤色检测得到肤色部分，对肤色部分进行最大连通区算以及膨胀，腐蚀等形态学算法消除较小肤色区域，最后通过人脸的几何特征确定出人脸的准备位置，完成人脸检测。根据得到人脸的具体位置信息，从原图中选取出人脸部分，对人脸进行特征点检测，选取其中的68个特征点进行使用，计算结果如下图：

（1）备用系统的维护优化模型。本文以检查周期T和维护次数n为优化变量，以系统可靠度为约束，平均维护费用率最小化为目标，建立定期维护策略下的维护优化模型。如公式（1.1）所示，此模型用于故障具有延迟性特点的备用系统[5]。

（2）模型的求解方法。以相对复杂的备用系统功能检测策略的维护优化模型为例，记为潜在故障发生的平均时间，为延迟时间的平均值。为了要求在系统的潜在故障能被检测到，那么首检时刻必须要做P点前，所以同时，为了要求在系统由潜在故障发展到功能故障之前检测到故障，所以检测周期必须要小于P-F间隔，所以为了求解最佳检测周期T和维护次数n，使用优化模型的迭代求解方法，取初始值k=1，该算法的步骤如下：输入k值，求出满足可靠度R要求下使C(k,T)达到最小的。其算法步骤如图1所示。

假定核电站系统中设备故障率λ=0.000001，检查/检查费用=1000，预防性维护费用=5000，修复性维护费用=20000，多重故障损失费用=1000000，修正系数=1.5，修正系数=1.5。

2 基本实例

薏米的添加量是影响薏米鸡肉饼风味和质地的因素之一，以不同的薏米添加量进行单因素试验，确定其最佳添加量。试验结果表明，薏米的添加量为20%时，薏米鸡肉饼中有明显的薏米香味，表明这个添加量使薏米鸡肉饼的滋味和口感达到最佳。

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通过MATLAB仿真，可靠度三维图如图2所示。可用meshgrid函数绘图，其图形实现如下：

图中n坐标为自变量，表示维护次数。T坐标为自变量，表示单位周期时间。R坐标为因变量，表示可靠度参数。其中可靠度的约束值R0取0.999，满足条件的点使用深红色表示，但是满足条件的边界点在三维图中区域表示不明显，因此对图形做了简化处理。将三维图形转变为二维图形，并取R值范围为[0.999，1]，图中n表示维护次数，T表示单位周期时间，图形中红色区域均满足要求。在图形中n坐标和T坐标的边界值虽然符合条件但无实际意义，而满足R=0.999的边界具有实际意义且能在此区域获得优化目标值。