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研究生: 陳甄婷
Chen-Ting Chen
論文名稱: 失誤樹分析轉換成貝氏網路之研究 -以水利發電系統引水路失效為例
Transforming Fault Tree Analysis into Bayesian Network -Case Study: Intake Point of Hydraulic Power System
指導教授: 呂守陞
Sou-Sen Leu
口試委員: 林建良
Chien-Liang Lin
楊亦東
I-Tung Yang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 127
中文關鍵詞: 轉換失誤樹分析貝氏網路
外文關鍵詞: Transformation, Fault Tree Analysis, Bayesian Network
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  • 失誤樹分析為常用的可靠性、安全性和故障診斷決策模型之工具,深受工程界的歡迎。近十年,貝氏網路迅速發展,適用於表達和分析不確定性機率之事物,是目前不確定知識表達和推理領域中最有效的理論模型之一。因而已有國外學者提出以失誤樹分析方法為基礎轉換至貝氏網路,但有不足之地方,如仍假設為二態性,無考慮事件間之關係,邏輯門表達等問題。
    本研究目標將建立完整貝氏網路,由於貝氏網路為網路結構,關係相當複雜,不易建立。所以將失誤樹作為基礎轉換至貝氏網路架構,解決貝氏網路不易建立之問題,最後導入橫向連結,使BN架構更趨完整性,並解決失誤樹無考慮事件間之關係。進而使用實際案例加以分析,經分析結果貝氏網路能克服失誤樹分析的侷限性。此外,並評估失誤樹分析與貝氏網路計算結果的差異性,若不考慮變異程度時,失誤樹與貝氏網路所計算結果,都與歷史資料統計結果相近,表示本研究所提出貝氏網路能包含失誤樹分析之特性;若考慮變異程度及事件相關性時,貝氏網路能更具客觀性與實用性。


    Fault Tree Analysis (FTA) has been commonly used in reliability, security and troubleshooting tools for decision making in the field of engineering. For the last decade, the rapid development of Bayesian network (BN) makes it one of the most effective theoretical models to represent the knowledge of uncertainty. Many researchers have developed methods to transform FTA into Bayesian network; however, their results still have some limitations such as: two-state events, deterministic logic gates, independent event interrelationships, and so on.
    This thesis aims to propose a systematic approach to establish a complete Bayesian network. Generally, it may be difficult to directly establish the architecture of a BN with quite complex relations. To solve this problem, the proposed approach will build a BN from FTA and add horizontal links to connect events so that the BN structure may have strong integrities. Using the proposed approach, a practical case study shows that the BN overcome some limitations of FTA. In addition, without considering the variability, FTA and BN have similar results with the statistics of historical data. Hence, the proposed BN includes the features of FTA. Conversely, if the variability and event interrelationship are considered, Bayesian network can be more objective and practical for applications.

    中文摘要..................................................I ABSTRACT ................................................II 誌謝....................................................III 目錄......................................................V 表目錄..................................................VII 圖目錄...................................................IX 第一章 緒論...............................................1 1.1研究動機與目的.........................................1 1.2研究範圍與內容.........................................2 1.3研究方法與步驟.........................................3 第二章 文獻探討與回顧.....................................5 2.1失誤樹分析法回顧.......................................5 2.2貝氏網路回顧..........................................10 2.3失誤樹轉換成貝氏網路回顧..............................13 第三章 研究方法之探討與應用..............................17 3.1失誤樹分析與應用......................................17 3.1.1失誤樹符號與基本定義................................18 3.1.2失誤樹繪製方法與建立程序............................21 3.1.3失誤樹分析法優缺點與限制............................24 3.2貝氏網路簡介與應用....................................25 3.2.1貝氏機率理論........................................26 3.2.2貝氏網路基本原理....................................27 3.2.3貝氏網路特性與優缺點................................29 3.3小結..................................................30 第四章 轉換方法模型之建立................................31 4.1失誤樹轉換成貝氏網路架構..............................32 4.1.1 FTA轉換成BN........................................32 4.1.2導入事件間橫向連結..................................36 4.2 FTA多狀態定量分析....................................37 4.3條件機率訂定..........................................39 第五章 案例探討..........................................47 5.1背景說明..............................................47 5.2案例應用..............................................49 5.3計算結果分析比較......................................61 5.4變異程度對BN影響分析..................................64 5.5 BN事件敏感度分析.....................................66 5.5小結..................................................68 第六章 結論與建議........................................69 6.1結論..................................................69 6.2建議..................................................70 參考文獻.................................................71 附錄一 代號與名稱對照表..................................78 附錄二 中間事件條件機率表................................79

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