The Fussell-Vesely Importance (FV) reflects the potential impact of a basic event on system failure, and is crucial for ensuring system reliability. However, traditional methods for calculating FV importance are complex and time-consuming, requiring the construction of fault trees and the calculation of minimal cut set. To address these limitations, this study proposes a hybrid real-time framework to evaluate the FV importance of basic events. Our framework combines expert knowledge with a data-driven model. First, we use Interpretive Structural Modeling (ISM) to build a virtual fault tree that captures the relationships between basic events. Unlike traditional fault trees, which include intermediate events, our virtual fault tree consists solely of basic events, reducing its complexity and space requirements. Additionally, our virtual fault tree considers the dependencies between basic events rather than assuming their independence, as is typically done in traditional fault trees. We then feed both the event relationships and relevant data into a graph neural network (GNN). This approach enables a rapid, data-driven calculation of FV importance, significantly reducing processing time and quickly identifying critical events, thus providing robust decision support for risk control. Results demonstrate that our model performs well in terms of MSE, RMSE, MAE, and R2, reducing computational energy consumption and offering real-time, risk-informed decision support for complex systems.


翻译:Fussell-Vesely重要度(FV)反映了基本事件对系统故障的潜在影响,对于确保系统可靠性至关重要。然而,传统的FV重要度计算方法复杂且耗时,需要构建故障树并计算最小割集。为克服这些局限,本研究提出一种混合实时框架来评估基本事件的FV重要度。该框架将专家知识与数据驱动模型相结合。首先,我们利用解释结构模型(ISM)构建虚拟故障树,以捕捉基本事件之间的关系。与传统故障树包含中间事件不同,我们的虚拟故障树仅由基本事件构成,从而降低了复杂性和空间需求。此外,我们的虚拟故障树考虑了基本事件之间的依赖关系,而非如传统故障树通常假设其相互独立。随后,我们将事件关系及相关数据输入图神经网络(GNN)。该方法能够快速、数据驱动地计算FV重要度,显著减少处理时间并迅速识别关键事件,从而为风险控制提供有力的决策支持。结果表明,我们的模型在均方误差、均方根误差、平均绝对误差和决定系数方面表现良好,降低了计算能耗,并为复杂系统提供了实时、基于风险的决策支持。

1
下载
关闭预览

相关内容

Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code(初学者通用的符号指令代码),刚开始被作者写做 BASIC,后来被微软广泛地叫做 Basic 。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员