时间：2022-04-14 13:35:41
关键词：工程结构 可靠度 综述
对于结构可靠性这一学科，从其诞生到现在已经有了长足的发展：从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性以及近年来提出的非概率可靠性，使得这一理论日臻丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。
一、结构可靠性理论研究历史
长期以来，人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量。这种靠人们经验评定其产品可靠、比较可靠、不可靠，没有一个量的标准来衡量。1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中，首次提出飞机故障率不应超过10-5次3h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标[1]；二战后期，德国的火箭专家R.Lusser首次对产品的可靠性作出了定量表达。他提出用概率乘积法则，将系统的可靠度看成是各个子系统可靠度的乘积，从而算得V-Ⅱ型火箭诱导装置的可靠度为75%[2]；1942年，美国麻省理工学院一个研究室开始对真空管的可靠性进行深入的调查研究工作。二战期间，军用电子设备的大量失效使美国付出了相当惨重的代价。于是引起了美国军方对可靠性问题的高度重视，同时率先对可靠性问题进行了系统地研究，并于1952年成立了“电子设备可靠性咨询组”，简称AGREE(Advisory Groupon Reliability of Electronic Equipment)。该组织于1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》。报告中提出了一套完整的评估产品可靠性的理论和方法。该报告被公认为是可靠性研究的奠基性文献。1965年，国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会TC-56，协调了各国间可靠性术语和定义、可靠性的数据测定方法、数据表示方法等。上世纪60年代以来，可靠性的研究已经从电子、航空、宇航、核能等尖端工业部门扩展到电机与电力系统、机械设备、动力、土木建筑、冶金、化工等部门[3]。
结构可靠性理论的产生，是以20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析为标志，在结构可靠度理论发展初期，只有少数学者从事这方面的研究工作，如1911年匈牙利布达佩斯的卡钦奇就是提出用统计数学的方法研究荷载及材料强度问题；1926年德国的迈耶提出了基于随机变量均值和方差的设计方法，这是最早提出应用概率理论进行结构安全度分析的学者之一。1926～1929年，前苏联的哈奇诺夫和马耶罗夫制定了概率设计的方法，但当时方法不够严格，因此，未付诸实施。1935年斯特列律茨基，1947年尔然尼钦和苏拉等人相继发表了这方面的文章，结构安全度的研究逐渐开始进入了应用概率论和数理统计学的阶段。值得指出的是，弗罗伊登彻尔差不多和尔然尼钦等人同时开展了结构可靠性的研究工作。他提出的在随机荷载作用下结构安全度的基本问题首次得到工程界的赞同和接受。1947年他发表了“结构安全度”[4]一文，奠定了结构可靠性的理论基础。
从20世纪40年代初期到60年代末期，是结构可靠性理论发展的主要时期。现在所说的经典结构可靠性理论概念大致就是这一时期出现的。随着结构可靠性理论研究工作的深入，经典的结构可靠性理论得到了全面的发展。基于概率论的结构设计方法逐渐被工程界所接受。但在这一时期，结构可靠性理论还未能马上被工程界广泛应用，其原因如下[5]：
1．传统的确定性结构设计方法当时在人们头脑中根深蒂固，认为没必要改变已用的结构设计方法，而且，结构的失效很少发生，即使发生结构失效，绝大数是由于人为差错造成的，并非结构设计方法问题。
2．基于概率理论的结构设计方法似乎比传统的确定性结构设计方法麻烦，涉及到当时比较难处理的统计数学问题。
3．当时有用的统计数据极少，不足以定义重要的荷载、强度的尾部分布。
除上述妨碍结构可靠性理论应用的原因外，当时结构可靠性理论本身也面临两大难题：
（1）结构可靠性理论所采用的数学模型不足以完全准确地反映应用情况，即模型误差是未知的。
（2）即使是对一个简单的结构，其失效模式可能多到难以计数，更不用说进行可靠度分析。
因此，二十世纪60年代初期，许多学者致力于克服上述困难的研究。例如林德等人把规范化的结构设计问题定义为寻求一套荷载和抗力系数的最优值问题，他们建议采用一种迭代过程确定结构的安全度和造价，康奈尔（C.A.Cornell）等人提出了与尔然尼钦相同的一次二阶矩法，并建立了比较系统实用的一次二阶矩设计方法，利用结构的可靠指标β，而不是失效概率Pf，，作为结构可靠性的一种量度量，使结构的可靠性理论达到实用的目的。
二、国内外工程结构可靠性理论研究现状
二十世纪70年代至80年代，是结构可靠性理论完善并被各国规范、标准相继采用时期，自从康奈尔（C.A.Cornell）提出了一次二阶矩法之后，林德（N.C.Lind）根据康奈尔（C.A.Cornell）的可靠指标，推证出一整套荷载和抗力安全系数，这次研究使可靠度分析与实际可接受的设计方法联系起来。随后，德国的拉克维茨（R.Rackwitz）和菲斯勒（B.Fiessler），对基本变量为非正态分布情况提出了一种等价正态变量求法，这种方法经过系统改进之后，作为结构安全度联合委员会（JCSS）的文件附录推荐给土模工程界。该方法也被许多国家规范所采纳，我国的《建筑结构设计统一标准》（GBJ 68-84）[6]也是以该方法作为可靠性校准的基础[7]。
三、桥梁结构可靠性理论研究现状
桥梁可靠性设计要解决的问题是[8]：在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下，根据规定的目标可靠指标，选择结构(构件)截面几何参数，使结构在规定的时间内，在规定的条件下，保证其可靠度不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠度。我国对结构可靠度的研究只限于理论方面，且侧重于可靠度设计方面，对结构耐久性方面的研究，特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构做出正确的可靠性评估，准确预测出其剩余寿命，才能保证结构在寿命延续期内的安全性，节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中，存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护，使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来，国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致，从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性，减少早期桥梁病害，从而节约后期桥梁的维修费用，因而对桥梁结构可靠性研究非常必要和迫切[9]。
四、工程结构可靠性理论研究发展趋势
进入二十世纪80年代后，结构系统的可靠性理论研究工作已经成为结构工程中的研究热点，并已出版了许多专著，对于复杂的结构系统可靠度分析和先进的计算方法蓬勃发展。概括而言，如下几方面是结构可靠度理论研究的热点：
1．结构系统的可靠度分析。对于结构系统可靠度分析的非常复杂的研究课题，许多学者对此从不同角度进行了研究，提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为Ferry Borges Castanheta组合情况下的计算方法问题；利用系统系数，针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛（Monte-Carlo）法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等，同时，一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之，系统可靠度分析研究内容丰富，难度较大。
2．对结构极限状态分析的改进，除考虑强度极限状态外，还应考虑结构的正常使用极状态、破坏安全极限状态，以及地震和其他特殊情况下考虑能量耗损极限状态等。
3．目标可靠度的量化问题。虽然校准法已经部分解决了这个问题，但与实际情况相比，这方面的问题还远远没有解决。
4．人为差错的分析。许多结构的失效并非由荷载、强度的不确定性造成，而往往是设计、施工、使用等环节中人为差错造成的，这方面事例很多，已成为目前研究热点之一。
5．在役结构的可靠性评估与维修决策问题。对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它不仅涉及结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等基础理论，而且，与施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等有密切的关系。同时，经典的结构可靠性理论，在在役结构的可靠性评估中也必将得到相应的发展。
6．模糊随机可靠度的研究[10]。模糊随机可靠度理论研究是工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，随着模糊数学理论与方法的完善，模糊随机可靠度理论也必将进一步完善和发展。
五、结语
桥梁工程问题的解决总是理论与工程经验的结合，掌握的知识越多，主观经验越少，桥梁结构的设计越合理，这也正是桥梁工程技术研究追求的目标。桥梁结构可靠度理论研究是内容极其丰富且复杂的重大研究课题，不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决，而且，将其应用到桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。
参考文献
[1] 王超，王金等．机械可靠性工程[M]．北京：冶金工业出版社．1992．
[2] 刘惟信．机械可靠性设计[M]．第一版，北京：清华大学出版社．1995．
[3] 拓耀飞，李少宏．论结构可靠性的发展[J]．榆林学院学报．2006，16(4):32-35．
[4] A.M.Freudenthal，Safety of structures，Trans.ASCE，112(1947) ．
[5] 刘玉彬．工程结构可靠度理论研究综述[J]．吉林建筑工程学院学报，2002，19(2):41-43．
[6] 中华人民共和国国家标准．建筑结构设计统一标准(GBJ 68－84)．北京，1985．
[7] 贡金鑫，赵国藩．国外结构可靠度理论的应用与发展[J]．土木工程学院．2005，38(2):1-7．
[8]张建仁，刘扬．结构可靠度理论及其在桥梁工程中的应用[M]．北京：人民交通出版社．2003．
关键词：结构可靠度
Abstract: the structure in the provision of time, under specified conditions, the completion schedule to the probability of function called structure reliability. Under normal use for the safety of the structure are needed for more high, through to the related standard of study and understand, simple talk about next individual not mature view.
Keywords: structure reliability
中图分类号：P624.8文献标识码：A 文章编号：
前言:可靠度理论是分析结构安全性的一种有效手段。我国已颁布统一标准，要求结构设计规范按可靠度理论设计。70年代的我国混凝土结构、木结构和钢结构设计规范分别采用不同的设计方法体系，在安全度的表达形式上互不相同，给设计或教学都造成不便，80年代用可靠度理论率先加以统一。但是，对规范是否真正采用可靠度理论，以及这一理论能否将各种结构的安全度的统一，业内有着不同的理解。
1 规范确实采用了可靠度理论
认为我国规范采用了先进的可靠度理论，用失效概率度量结构的可靠性，通过将抗力和作用效应相互独立。将随机过程化为随机变量并以经验为校准点，成功地将这一理论用于建筑结构设计规范中，这是我国规范先进性的一种表现。工程设计采用可靠度理论为国际标准组织（ISO）所提倡，是国际上大势所趋；多次国际安全度会议也倾向于采纳ISO提出的在设计规范中采用可靠度理论的原则。
2 可靠度理论先进，但规范完全采用仍有一定的局限性
认为可靠度理论是分析和度量结构安全性的一种先进手段，但在应用上还有其局限性，理论本身也有一些方面未能突破，比如结构可靠度分析的三个约束条件：将抗力与作用效应分离，将随机过程变为随机变量，以及将截面承载力的安全指标β作为结构的可靠指标，随着认识的发展都值得质疑。
用概率可靠度理论需要进行大量数据统计，但不论荷载统计或抗力统计都还存在一些问题，规范安全度还需考虑将来可能出现的荷载变化。可靠度理论强调三个正常，即正常设计、正常施工和正常使用，但正常和不正常有时不易界定。匆忙地将可靠度理论推广于各种规范，会带来一些不必要麻烦，比如地基基础规范中，地基承载力强度的设计值竟比标准值还高，抗震设计规范中不得不引入调整系数。又如地下结构的荷载与其作用效应高度耦合，其不确定性远大于荷载本身的不确定性、结构构件尺寸的不确定性。有的专家指出，水工结构的大坝设计目前只有苏联用可靠度理论，其它国家都用安全系数k大坝在不同工作条件下的温度。渗透压力很难用统计确定，影响坝基稳定的地基软弱夹层及其分布也很难凭少数钻孔取样确定其统计特性，所以用可靠度理论估计不了坝体的安全度。将可靠度理论用于铁路工程结构规范要确定火车的荷载谱，现在花了很大力气已取得上万条荷载谱，统计出了50年最大可能荷载，可是今后铁路上的火车荷载及其变化，更多地由铁路部门指令所确定，与那些统计多不相关。
3 结构需要多大的安全储备才算理想？
多大的安全度才算够？这是一个探讨已久的国际性课题。所谓“安全”，包括保证人员财产不受损失和保证结构功能的正常运行，即所谓的“强度”和“功能”二原则，结构安全度还应保证结构有修复的可能，加上“可修复”则为三原则。由于不同标准对安全度的表示方法不一样，所采用的抗力计算公式也不一致，要准确估计不同标准之间安全程度的差异比较困难。有的专家认为，我国规范与欧洲模式规范相比，可靠度只是偏低一些，并在可接受的范围内；另有专家认为，我国规范的安全度要比欧美规范低20％～40％；也有专家认为，如果再考虑到荷标准值的差异，对于有些建筑物楼层，安全储备相差远不止40％。解放后，我国结构设计安全度历次变更，现在的安全度低于50年代。
对于以上意见，本人看法如下:结构设计的首要任务是选用经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠指标以保证结构的安全性。结构的安全度通常指安全系数或可靠指标，实际上只是对结构截面强度安全的一种度量，与此相关的还有荷载和材料强度标准值的取值。有些设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系。结构构造。结构材料、结构维护、结构耐久性、以及从设计，施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，抗偶然作用和防倒塌能力差；或者计算图形和受力路线不明确，造成局部受力过大：或者混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄，消弱了结构耐久性；这些都会严重影响结构的安全性；有的城市桥梁虽然满足设计规范的强度要求仅用了5-10年就因耐久性出了毛病影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性，并要对施工单位提出具体要求。
现在有这样的倾向：设计中考虑强度多而考虑耐久性少，重视强度极限状态而不重视使用极限状态，重视新建筑的建造而不重视旧建筑的维护。设计人员不能只套规范，应该根据不同的设计对象，不同的环境和使用条件，发挥自己的才智和创造性；规范再详细也不能包罗本来应由设计人员自己去解决的各种问题。此外，不同的结构体系针对其特点需有特殊的布局与构造，例如预制预应力多孔空心板的楼面结构，板端应考虑墙的嵌固约束，并配置负钢筋以防止端部开裂而造成脆性剪切破坏，可是过去多按简支设计而出现端部裂缝，造成大面积隐患。在新材料。新工艺。新技术应用中，有许多专门技术需有专业公司合作配合，如有特殊防腐蚀要求的后张预应力筋或混凝土等。
发达国家的规范多是推荐性的，对设计人员只起帮助指导作用，结构工程千变万化，规范不可能取代设计人员所必需的理论知识、经验和判断，设计人员必须自己承担设计的全部责任，可以不受推荐性规范的约束。我国的设计规范则是强制性的，是设计人员必须遵守的法律，如有违反，一切责任由设计人自负，而出了事故，设计人员也可凭规范推卸责任。强制性规范的不足之处是，不能灵活适应设计中遇到的各种情况，难以照顾到设计者可能遇到的各种特殊问题，而且客观上不利于发挥调动甚至限制设计人员的创造性。
长期以来，我国规范由政府部门管理，随着政府机构精简和政府功能转变，有人担心在规范管理的力度上会否削弱。今后可否借助各种学会、协会的积极性，委托学会、协会来编制和管理，而政府部门则起批准监督作用。在规范的编订和管理上，如何能更好地适应既是社会主义。又是市场经济的体制，有必要作细致的研究。
4 结语
易施工、力结构布置要尽量齐整,力传递直接，结构要稳定且有足够的刚度,并注意裂缝，耐用.维修少等方才是最优的结构设计.
参考文献
关键词：公路桥涵；加固；可靠性分析
Abstract: based on the reliability analysis of highway bridge as the background, this paper introduces the current highway bridge reinforcement or after the highway bridge reliability assessment method, can according to different situations and have the bridge of the actual technical ability choose different bridge reliability assessment method.
Keywords: highway bridge; Reinforcement; Reliability analysis
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号
1、引言
近年来我国公路交通得到了迅速的发展。但在公路交通网络中存在大量修建时间较早的旧桥，由于特定的历史背景，很多旧桥存在设计标准偏低和维护保养不足的问题。将这些存在问题的桥涵在经过结构检测与相关的力学计算后进行必要的加固和维修成为路政管理中的重要问题。但对旧桥的加固只是完成了初步的任务。对加固后的桥梁进行承载能力分析，对加固后的效果进行评价对于检验加固工作是否真正起到了效果和积累经验具有重要意义。
2、桥涵结构可靠性评定方法
桥涵结构的可靠性评定是路政管理中的一项常规但重要的任务。在现有的条件下，对公路桥涵的可靠性评定通常有以下几种方法。
2.1外观评定法
该方法是通过汇总桥涵可观察到的缺损情况，在和对桥梁设计资料的对比作为依据对桥涵的可靠性进行评价，操作较为简单，这类方法一般被成为经验方法，其优点是可以考虑一些无法用数据来做定量分析的因素，同时可以通过这些资料的汇总后咨询专家意见。因此这种方法对桥梁的可靠性评价对评价者的工程经验水平要求较高。
2.2规范评定法
桥涵的设计有相应的设计规范，因此对与桥涵的可靠性评估以设计规范作为衡量标准也是可行途径之一。这种方法建立在力学计算的基础上，因此其理论基础较为可靠。但由于桥梁在设计阶段和实用阶段的差异，设计阶段很多未考虑到的不确定因素在桥梁的可靠性评估中不易确定，因此如何平衡二者之间的这种差异是一个较为复杂的问题。
2.3桥涵荷载试验法
这类方法是在桥涵上施加静载或动载，评定在具体工作状态不明确时的桥涵的承载能力。这类方法较为可靠，而且试验的结果非常的直观，在新建桥涵和加固桥涵的质量评定方面运用较多，也被用来作为外观评定和理论计算后桥梁可靠性评定的附加手段。按所加荷载的不同性质，又可分为静载试验法和动载试验法两种。
在这类试验性方法中常用的手段是利用光纤光栅传感器来检测桥梁在使用中的各种变形情况，并据此做出分析和计算。其基本步骤为：在桥面板下部受力钢筋和钢板上布置光栅传感器，并选择测试截面；在桥梁上施加最不利荷载，记录测试截面的内力影响线和位移影响线；通过光栅传感器返回的波长转换得到桥梁在施加荷载后的应力和应变数值，借此评估桥梁的承载能力。
2.4基于结构可靠度理论评定方法
这类方法通过对桥涵极限承载力的状态分析，计算桥涵的失效可能性和可靠性指标等参数，并对桥涵结构的实际承载能力和使用安全性进行评估。其核心思想是分析桥梁所能够承受的承载力极限状态，从概率论和数理统计的角度来为桥梁在未来实际运行中可能发生的破坏情况做出概率评定，并给出一组量化的桥梁可靠性指标。基于结构可靠度理论的桥梁评定方法可以综合考虑确定因素和不确定因素的对桥梁结构可靠性的影响，并可以将这些因素综合成为统一的理论框架。
2.5考虑桥梁荷载历史的可靠性评定方法
这种评定方法考虑的因素更加多样化，利用桥梁在建成后使用过程中的后续信息，用可靠度理论来计算桥梁结构的可靠度和剩余使用寿命。由于荷载试验组织和实施方面需要的人力物力较大，因此常采用在桥梁使用过程中实际曾经承受过的较大荷载，利用验证荷载法、条件概率法等理论手段来评估桥梁的可靠性，并给出量化的计算结果。由于在评定时所采用的荷载为经验荷载，因此在反映桥梁真实承载力方面需要利用一些理论方法对桥梁可能受到的实际荷载进行模拟。
2.6考虑时变性的桥梁可靠度评估方法
这类方法的基本思想是基于结构的可靠性理论，不过更注重于对一些具有时变性的因素，并考虑这种时变性给桥梁的可靠性评估所带来的偏差。因此这种方法实际上属于一种动态性的可靠性评估方法。在实际运用中，常采用的时变因素有桥梁荷载、桥梁的结构抗力和评价的可靠性指标三类。
在考虑因素的时变性特征时，还有一类贝叶斯推断方法。多数的桥梁可靠性评估的思路是利用理论分析、试验或者统计的方法建立某种桥梁寿命的预测模型，但这类方法往往不考虑桥梁加固后新的构件元素，因此蕴涵着可能占主导作用的主观不确定性，而且不能通过重复观测得到这种不确定性的统计规律，采用贝叶斯方法可以解决这个问题。通过综合桥梁现场观测数据和经验预测模型信息，使得所得预测结果具有两者的优点，减小主观不准确性，利用不断收集到的新信息，不断提高桥梁可靠性评估的准确性和客观性。这样为时变可靠度分析提供了一种动态更新的思路。总之这一方法的主旨是从已知的桥梁运行状况来对桥梁未来可能的寿命和承载能力做出概率方面的推断，从而为桥梁的可靠性性评估提供依据。
2.7综合评定法
该类方法通过采集桥涵的各类关键指标，依据相关的技术评定规范来对桥涵的可靠性进行综合评定。主要考察的对象是桥梁上部结构、传力结构、下部结构和地基等的承载力，并对这些构件的承载力进行评估。这种综合评定方法的依据是公路养护技术规范中关于全桥总体技术状况等级评定的相关内容。以这种方法为基础，还可以引入一些较为前沿的研究成果，比如将结构抗力的不确定因素引入其中，从概率论的角度来对桥梁的某处结构可靠性进行定量的分析。
3结语
公路桥涵可靠性分析是对桥梁性能的系统性总结和分析。既可以用在现役桥梁的可靠性评定，也可用于桥梁加固后的可靠性评定。这类工作可为桥梁的设计积累经验教训。可靠性分析方法是这类问题中的重要研究方向，本文中总结了较为常见的桥涵结构可靠性分析的计算方法，其中既有经验性的方法也有理论性较强的方法。在桥梁可靠性的实际评定工作中，可依据所具有的不同条件来选择合适的评定方法。
参考文献
【1】王二磊.高速公路桥涵加固后可靠性研究[D].武汉理工大学硕士学位论文.
【2】卫军,罗扣.基于贝叶斯方法的时变可靠度分析[J].华中科技大学学报,2007,35卷第2期.
abstract： the significance of cmcc provincial main optical transmission network mesh is to improve the reliability of the nodes to the aggregation node so as to improve the network safety. this article analyzes the newly built optical routing according to reliability theory and finally provides guidance for the selection of optical routing.
关键词： 光缆路径；可靠性分析；可靠度
key words： optical routing；reliability analysis；reliability
中图分类号：o224 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）35-0305-02
1 可靠性理论概述
可靠性，是指单元或由单元组成的系统在一定条件下完成其预定功能的能力。单元是元件、器件、部件、设备等的泛称。单元或系统的功能丧失，无论其能否修复，都称之为失效。可靠性理论即以失效现象为其研究对象，因而涉及工程设计、失效机理的物理和化学分析、失效数据的收集和处理、可靠性的定量评定以及使用、维修和管理等范围。
运用概率统计和运筹学的理论和方法，对单元或系统的可靠性作定量研究。它是可靠性理论的基础。通过数学模型定量研究系统的可靠性，并探讨它与系统性能、经济效益之间的关系，是可靠性数学理论的主要方法。
2 mesh化传输网络的可靠度分析
一般来说，对于节点数量为n个网络，其链路数量的最大值为eij=■│i=1，2，…，n；j=1，2，…，n。
图1中仅以4个节点做为示例，即节点数为n=4。构建全网状网络，对于现实网络中不存在的链路，可将其相关值赋为0或1。
根据图1，该模型中将引入多个参数用来进行表征。具体参数如下：
①r（i，j）：表示节点i与节点j间单条链路的可靠度，对于不存在链路该值为0，同时，由于设备故障概率要远小于光缆故障概率，为简化计算，暂不考虑设备的可靠性，即默认为设备的可靠度为1；②r（i，j）：表示节点i与j间的混联系统的可靠度；③d（i，j）：表示实现节点i与j间的通信而增加的相应费用；④g（i，j）表示某网络结构图的邻接矩阵，由于网络的双工性，此网络结构图可视为无向图。⑤gij表示g（i，j）中的元素值；⑥am（m=1，2，3，…，■）表示矩阵g （k，h）（i，j）k∈i，h∈j中，节点k与节点h的连通度，若有链路可达（连通），am=1，或元链路可达（不连通）am=0。⑦ρ （k，h）（i，j）表示节点k与h间的链路在一张复杂网络是的临界重要度[3]。
通过对一张全网状网的复杂网络进行可靠度的计算，得出某一链路的临界重要度，以确定该条链路在全网进行通信时的重要程度。同时根据其费用情况，选择经济合理，安全可靠的光缆段落进行建设。
3 不同光缆链路对可靠性的影响
在通信网络中，若网络的可靠度低于预定的可靠度，则应该通过提高元部件可靠度来改善整个网络可靠度。但是，对于大型的网络结构而言，由于其中所包含的元部件非常多，若从提高整个网络中每个元部件可靠度着手的话，势必会导致消耗大量的人力和时间。我们可以通过改善网络中少数比较重要的，即影响整个网络可靠性性能比较大的元部件的可靠性，从而可大量节省人力资源和时间的消耗[2]。
假设通信网络中涉及到的所有的光缆可靠度，分别记为，r（i，j）（i，j=0，1，…，n）。则通信网络可靠度函数为
r（i，j）=f[r（i，j）]。这里我们定义偏导数■×■为节点i与j间光缆的临界重要度，由此定义以及偏导数的数学意义就可以很容易看出，临界重要度越大的部件，其可靠度的改善对整个网络可靠度r（i，j）的改善增益越大。
任何两个节点之间通信均为规划路径的并集，其可靠度最终均可以经过复杂系统的分解，表示为各部件的函数。对于暂无实际路由的情况，可以假定存在多条可靠度为0的部件，经过各节点间的可靠性函数及偏导数的计算，便可以知道各部件对于整个网络可靠性提高的增益程度。然而在■×■中，r（i，j）不可为0，因为其值为0，无法表示出其对整个网络的影响。因此在此情况下，可根据该段落的实际长度和敷设环境，经验
判断其建成后的可靠度，进行赋值，然后再进行计算，便能够准确的体现出该段光缆段落相对于全网通信的重要程度。网络建设时，可以有侧重的对改善对整个网络可靠度r（i，j）的改善增益较大的部件进行投资建设。
一张复杂的通信网络，在进行光缆建设时，对于绝对集中型业务，设汇聚节点为k，按照上述的计算过程，可以得到一个关于k的■×n的矩阵：
■ ■ … ■■ ■ … ■■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■横向求和得ρ （k，i）（i，j）ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）
当业务流量不再呈集中型，而呈分散型时，将会得到一个三维矩阵，即在以上矩阵的基础上，k执行1至n的循环，届时ρ（i，j）=■ρ （k，i）（i，j）。 然而，可靠性仅是光缆建设的一个参考因素，而投资也是光缆建设的一个重要参考因素。需要根据光缆的可靠性和投资因素进行综合评价。具体的评价方法为分别将可靠性和投资赋予权重，表示为wk和wt，乘以相应的权重后，比较该列矩阵的各行的值，便可得出应优先建设的路由排序值：
方案（1，2）方案（1，3）方案（1，4） … 方案（i，j） …方案（n-1，n）=wk×ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）+wt×ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）
选择可选方案中最大的方案（i，j）值，即为最优先建设的光缆段落。
4 模型建立与求解
本文将以黑龙江移动省干网络为例，进行模型建立与求解。按照投资计划，黑龙江移动将选择两条可行段落的光缆进行建设，即哈尔滨—牡丹江和哈尔滨—肇源。本文将结合可靠性的计算对以上两段光缆的优选进行验证。
4.1 参数取值如表1所示。由于在网络建设前，基于光缆建设难度和投资造价等因素，已经选定了拟建路由，本文对这两条拟建路由进行分析。
4.2 可靠性分析：各节点间可靠性计算 按照前面的介绍，求得各节点与哈尔滨之间通信临界重要度的值如下面的矩阵所示：
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■=2.6×10-6 1.8×10-6 1.2×10-6 1.8×10-6 2.7×10-6 1.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-63.2×10-6 1.8×10-6 0.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-6 1.86×10-6 1.7×10-6 2.7×10-6
横向求和为：ρ（k12）ρ（k13）=1.415*10-5）1.403*10-5。取ρ′（k12）ρ′（k13）=1.4151.403，wk=0.4，wt=0.6。
两条光缆的投资额对比为d（k12）d（k13）=1.356千万）1.553千万
显然，建设哈尔滨至牡丹江段落的光缆优于建设哈尔滨至肇源段落的光缆。因此，在进行光缆建设时，将主要依据可靠性理论进行新建光缆路径的选择。选择路由可达且对传输网可靠性的提高影响较大的段落进行建设或优化，是网络向mesh化演进光缆层面的主要建设思路。
参考文献：
[1]李阿男，刘海涛.一种基于可靠性的简化ason方案[j].中国科技博览，2011（35）：63-63.
关键词：建筑结构；可靠度；设计；研究
中图分类号：TU2 文献标识码：A
随着我国基础建设的加快，建筑行业蓬勃发展，由此带来的行业内部发展良莠不齐的现象，需要用完善的专业评价体系去约束和保障工程质量，我国目前对结构可靠度的应用已经初具规模，其应用领域涉及设备的检验、耐久性分析、结构抵抗灾害性气象能力、建筑行业相关规程的制定以及设备缺陷诊断等，几乎涵盖了与建筑相关的所有领域。在现阶段，对建筑结构设计可靠度理论的深入研究具有重要意义。
一、建筑结构设计可靠度理论
建筑结构是由钢、木、砖石、混凝土及钢筋混凝土等建造的各种建筑物和构筑物。建筑物的安全性能关系着经济、社会发展，更关系着人身安全。特别是一些具有时代文化特征的重要建筑物，其安全性能更显得尤为重要。在土木工程领域，结构可靠度的分析计算受到荷载作用、环境作用、材料内部作用以及可能出现的超重荷载等诸多因素影响制约，无法科学地协调结构安全、适用经济等各项指标之间的矛盾，使它们达到合理的平衡。故建筑结构可靠度的研究显得尤为重要。近年来，可靠度理论日渐完善，计算方法也多种多样。选择合理的计算方法（中心点法、验算点法、Monte Carlo Method），也能使建筑结构可靠度的计算或者设计更精确。当前结构的可靠度分析与设计理论，主要是基于构件可靠度设计和体系可靠度设计理论。
1、构件可靠度设计理论
以荷载和抵抗力的随机统计和数据建模进行分析，构件可靠度设计理论的函数为一组随机变量的统计函数，表达式为：
Z=g(X1,X2,X3,⋅⋅⋅Xn) （1）
其中Xi (i=1,2,3,…,n）是荷载、抵抗力或与之相关的其它随机变量。功能函数能够直观的表达出构件的安全范围、极限位置和失效范围，这三种状态分别对应Z > 0,Z = 0,Z < 0三种状态。Z > 0和Z < 0所在范围内的统计概率就是构件相应于函数Z描述的功能的可靠度和失效概率。
构件可靠度设计就是在规定的时间、规定的条件范围内，合理运用不同的结构、材料和其它因素，调整整体的结构，使得构件的可靠度能够满足预期目标。
当功能函数Z是线性的且各随机变量Xi (i=1,2,3,…,n）是正态随机变量时，相应于功能函数Z的构件可靠度PS与可靠指标β有一一对应的关系，则β可以表示为
Β=mZ/σi （2）
对于非线函数 、非正态随机变量的情况，总可以通过验算点法（或称JC法）将其与β对应起来。于是，结构的可靠度设计转化为用可靠指标表示的设计表达式βi≥ [β](i=1,2,…m)，式中βi和[β]分别是构件的实际可靠指标和目标可靠指标。
2、体系可靠度设计理论
结构设计既要着眼于单独构件的可靠度，也要考虑工程整体的稳定性以及可靠度，针对工程整体的可靠度设计就成为体系可靠度设计，当前越来越多的大型工程开始重视体系可靠度的设计。结构体系的可靠度分析是以结构的失效模式为基础的，结构的失效模式由若干构件的实效组成。因此，形成结构失效模式的失效构件形成一个并联子系统。结构体系的失效概率可以表示为Psf同时满足结构构件和整体可靠度要求的设计表达式可表示为Psi > [Ps ](i =1, 2,⋅⋅⋅,m) ，并且Pss>[Pss ] ,式中Pss=1-Psf，是结构的体系可靠度；[Pss]是相应的目标可靠度。结构的体系可靠度分析面临两个大的困难：一是结构的实效模式过多，想要详尽的罗列太多困难，二是各结构之间存在相互影响，在计算过程中难以进行定量的关联分析。当前建筑行业对结构体系可靠度设计理论还不够认可，因此在行业内并没有严格的规范要求进行工程结构体系可靠度设计，但在国际上已经开始有一部分工程设计开始添加体系可靠度设计内容。
二、建筑结构设计可靠度影响因素
对于只有两个基本变量——荷载效应S和抗力R的构件功能函数：
Z = R −S (3)
其中R和S是互不相关的正态随机变量。则构件的可靠指标为：
(4)
式中u和σ是相应下标量的均值和标准差。
1、目标的可靠指标
由上图可以看出，在抗力和荷载效应一定的情况下，目标可靠指标实际上就是规定抗力和荷载效应的概率密度Pr和Ps重叠的部分。[β]是结构安全水平的综合指标，是影响结构设计可靠度水平最直接的指标。我国《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）和其它大多数国家的结构设计标准中，目标可靠指标 [β]都是在给定抗力和荷载的概率分布条件下校准原规范安全系数来确定的。
目标可靠指标相同时，两个结构荷载设定的大小不同,结构设计可靠度水平会截然不同。在荷载水平的影响中,可变荷载占主导地位。可变荷载大致可以分为两类。其一是楼面活荷载；其二是自然环境荷载 ,包括诸如飓风、暴雨、地震受自然规律支配发生的荷载或作用，楼面活荷载的水平,主要是设计基准期内荷载平均值的大小；自然环境荷载的水平，主要与基准期长短有关，因为自然荷载按照当年最大值进行统计，基准期越长，荷载水平越高；可变荷载概率分布参数确定的准确程度，也将影响结构设计的可靠度。例如假定在图1中的实线是相应于目标可靠指标[β]的设计荷载效应，虚线是实际的荷载效应 ,显然 ,我们设计的结构并不真正具备设定的目标可靠指标[β]。
2、最不利荷载效应组合
《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）规定了我国构件目标可靠指标的确定因素为：三种基本荷载效应组合和14中基本构件校准。结构设计过程中，通常先计算结构的最不利荷载效应组合，然后返算结构的实际可靠度。可变荷载水平的影响因素类似。在校准构件目标可靠指标时 ,“恒载+活载+风载”与“恒载+活载+雪载+风载 ”两种不同荷载效应组合下（可变荷载基准期相同）具有相同的目标可靠指标 ,其实 ,两者的可靠度水平是不同的。
3、抵抗力的衰减
构件的抵抗力并非一成不变，在使用过程中，构件收到环境侵蚀、自身老化和其它破坏的影响，抵抗力不断衰减，在无特殊外力破坏的条件下，衰减与时间的关系为：，也就是说抵抗力的均值和标准差是时间的函数,即如果能准确把握抵抗力分布参数随时间变化的规律 ,则结构设计应采用期望结构使用年限Tu的构件剩余抗力的分布参数uR（Tu）和σR（Tu）。目前 ,这一工作国内外都在研究中,从发展的趋势看 ,构件的抗力衰减将会在结构设计或规范中予以考虑。
三、建筑结构设计可靠度的国内外对比
从国际角度来看，美洲范围内进行的结构可靠性理论研究以美国为主，也是国际上最早进行该研究的国家，美国队结构可靠性理论研究的标志性事件为提出钢结构规范中荷载和抗力系数设计(LRFD)方法。亚太地区则以我国为主，其次是日本和澳大利亚，三国都具有大规模基础建设的经历，因此对结构可靠性理论的重视要高于本地区的其他国家。
四、结束语
建筑结构设计可靠度理论逐渐发展成熟，应用范围也越来越广。但是随着各种复杂建筑的增多，其应用方法依然需要更深入的进行研究和探索。实际设计中不可抗拒的外力太多，非正常因素太多，理论与实际依然存在不符，所计算的各种数据与现实的相似度还不能够完全满足各类工程需要。要想利用建筑结构设计可靠度理论提高建筑工程质量，探索之路任重而道远。
参考文献：
[1] 黄学明.李国芬.结构可靠性研究综述[J]. 山西建筑. 2007, 3(2):78-79.
[2] 贡金鑫，仲伟秋,赵国藩.工程结构可靠性基本理论的发展与应用[J].建筑结构学报,2002,23(4):2-8.
关键词高层建筑；民用建筑；设计结构；安全度；思考研究
中图分类号：[TU355]文献标识码：A
引言
建筑的结构存在一定差异，部分建筑由于外部因素的影响、内部环境的影响以及人为损坏，导致其安全性和结构性受到干扰，所以，必须要通过合理、科学的手段，对建筑的安全性进行评定。根据建筑的市场化以及商品化等方面的需求，对相关工作进行直接的判定，避免其出现质量问题。首先需要明确高层民用建筑的设计理论，根据相关规范和设计原则，结合可靠度的理论，对高层建筑的安全性鉴定工作展开积极讨论，最后，根据目前施工建设的现状，全面的提升高层建筑的设计安全度，为不断增强建筑的施工质量做出积极贡献。
高层民用建筑的可靠度设计理论研究
针对高层民用建筑设计的可靠度理论进行研究，是一项必需的工作研究环节。建筑设计的可靠度理论分析，是针对建筑结构的安全性进行分析以及评定的有效措施。针对这一方面工作我国已经规定了统一化的标准。首先，我国使用了先进的、规范化的可靠度的理论，运用失效概率来对建筑结构的可靠性进行测量，通过作用的效应将建筑的抗力进行独立式的分析，并且随机的将建筑设计的变量作为基本的校验点，最终将理论运用到实践的设计当中。其次，高层民用建筑可靠度的设计理论，也是深入的度量和分析建筑结构安全性的一种先进化的技术手段，但是在实践操作过程当中还有局限性存在，其理论本身还有一些需要突破的层面，诸如建筑结构的可靠度的分析基本约束条件，将建筑外部的抗力和作用效应相互分离开来，并且将随机的过程设置为随机变量，将建筑表面的横截面上的承载力安全指标，作为整体建筑的可靠度的指标，上述的理论随着实践操作的深入以及施工的进行，还存在一定的问题，并且对理论本身也有一定的质疑。
在高层民用建筑的可靠度设计理论当中，针对分项式的安全性系数设计方式，与可靠度的方式相比，更加的实用，操作起来更加灵活多变，并且针对其中的理论缺陷进行了改进，所以，在现行的设计过程之中，针对分项系数和设计的规范可以进行模糊性的考虑，规范的使用需要遵循实事求是的原则，对于不成熟的理论不能够采用。
现阶段高层民用建筑设计的现状和存在的主要问题研究
根据上文的概述和研究，可以对高层民用建筑可靠度设计理论有着细致的了解和全方位的掌握。接下来将对现阶段高层民用建筑设计过程当中的安全性结构问题进行研究，对设计安全的现状进行探讨，力求找出缺点和疏漏的方面，促进设计质量的进步。
针对高层民用建筑的设计，由于其所使用的设计工艺技术、设计施工的方式、所使用的年限以及设计方面的局限性因素不同，再加上外部的自然环境和影响因素的影响，也使得建筑物的安全性，还需要进一步的依靠完善的法律和政策条例体系进行具体的评定。尤其是一些正在进行施工的或者是由于各种类型因素使得建筑已经产生损伤的建筑，需要进行特殊的安全鉴定。现阶段，由于建筑产品逐步的市场化和商品化，所以针对检测测定的方式也需要进一步完善，鉴定工作对于各方面都会产生直接的利益影响，在相关工作之中需要避免产生法律问题，保证建筑的高质量。建筑的安全事故和结构设计的可靠度可以说没有太大的关系，根据相关的研究资料和调查分析，在上个世纪五十年代的设计结构方式，与现今的技术比较类似，而当时所待用的混凝土的强度一般都较差，并且施工的技术方式、工艺手段等等都非常的落后，但是却极少出现安全事故，所以，由此也可以发现，建筑的结构设计和安全性之间并不存在直接性的联系。
另外，根据相关实践操作，也可以发现我国规范当中关于构造的规定比较多，针对最低用钢量更是进行了严格的规范，设计过程一般需要根据建筑结构的使用特点、建筑的类型以及结构的重要性的高低，来进行用钢量的确定。针对高层民用建筑的最低用钢量，还需要进行深入的考虑，并且考虑地震等因素的影响。
关于高层民用建筑设计不足的几点思考
针对高层民用建筑设计的不足之处进行改进，需要从建筑本身的角度入手，并且按照国家的有关规定，针对操作和管理等工作进行严格的规范，从多个层面来综合的确保建筑结构的安全、合理、可靠。
（1）高层民用建筑设计结构的安全性需要从多个角度入手来进行操作。往往结构的安全度仅仅是对结构截面强度的一种客观性的度量和测定，所以，针对建筑的材料标准以及建筑的荷载，还需要综合性的结合多种影响因素。部分设计人员对于整体建筑的构造、建筑材料的使用、建筑体系以及建筑结构的维护、建筑的设计安全度、建筑的耐久性等方面比较忽视，而对于建筑强度计算的结果比较重视，所以也就造成建筑整体结构的延性不足，遇见偶然的作用力或者是外界因素的影响，则会出现结构上的损坏，建筑整体的防倒塌能力较弱。另外，针对建筑的计算图形也需要进行周全的考虑，对受力的路线进行详细的分析，避免建筑由于出现局部受力过强或者是受力不均匀等情况而造成损坏。针对混凝土的强度等级需要进行严格的规范，保证保护层的厚度满足相应的建筑标准，避免出现建筑构件的横截面较薄或者是建筑钢筋的直径较细等情况，全方位的保证建筑的耐久性，进而保障建筑的安全性和结构的稳定性。最后，针对不同的设计结构的体系，也需要按照其特点和布局来进行合理化的发挥，诸如一些特殊构造的建筑，预应力多孔洞的空心面板建筑结构，需要对建筑板的应力进行考虑，对其墙面的嵌固等进行深层次的研究，所配置的钢筋，需要避免出现开裂或者是剪切等破坏情况，多多注重新型技术和设计方式的运用，保证建筑的安全性。
（2）高层民用建筑的管理和规范操作。首先需要针对管理的体制进行规范，制定出统一化的标准，保证工作人员高素质、高技能、高水准。其次，还需要保证设计人员具备丰富的操作经验和判断能力，落实责任到人的制度。相关政府部门也需要加强监督和管理，强化高层建筑管理的规范细则，积极的开展各项监督活动，对不足之处进行重点的研究，并且以此为基础进行改进。
结束语
综上所述，根据对高层民用建筑结构的设计安全度进行全面的分析，力求为实践的施工操作奠定坚实的理论基础。
参考文献
张强.浅议建筑施工安全工作【M】.民营科技，2011.9:34-36
刘庆东.试论现代化的建筑施工企业安全工作的改进【J】.江西建材科技，2008.6:22-25
周伦.浅析建筑的安全性设计【M】.建筑科技，2012.4:45-46
【摘要】在现实工程中，可靠性的研究方法日益受到研究者的关注。经过多年的研究和发展，以概率模型为基础的可靠性理论已经日趋成熟并应用于各个领域，但是在具体的实践过程中，却因其固有的缺陷而陷入困境。本文在前人的研究成果上，以非概率可靠性理论为理论基础，结合当下流行的有限元分析软件和数值分析软件，使得自锚式悬索桥的可靠度计算程序化、模块化、快捷化。
【关键词】可靠度；ANSYS；MATLAB；数据接口；自锚式悬索桥
1.引言
工程结构可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下完成的预定功能的概率。而对于自锚式悬索桥的可靠度分析及计算，由于与大多数实际工程相同，通常无法建立显示功能函数，结构响应只能通过数值方法来获得。对于这一类问题，可采用蒙特卡罗结合有限元法、随机有限元法及响应面法进行求解。本文通过MATLAB优化工具箱，并借助大型有限元分析软件ANSYS的APDL参数化设计语言和接口功能，在原有响应面法的基础上进行改进，实现了MATLAB与ANSYS之间的相互调用与数据互通，从而快捷、方便的实现了自锚式悬索桥的可靠度计算。
2.响应面法计算可靠度的基本思路
5.结论与展望
对于实际工程中自锚式悬索桥某项功能函数无法明确表达的可靠度计算问题，利用文中所介绍的MATLAB-ANSYS相互调用的方法求解，借助ANSYS有限元软件的精确建模和MATLAB数值分析软件的强大计算能力，可使问题程序化，规范化，从而使计算在准确度的基础上，提高解题效率。文中所述方法可进一步修改，并在可靠度优化问题和稳健优化问题中进行更为深度的运用，限于篇幅，文中不再讲述。相信MATLAB等数值分析软件和ANSYS等结构有限元分析软件的联合运用可使工程技术人员更好的思考和解决问题，提高工作效率和解题质量，这将对结构可靠度理论的推广使用起到积极的作用。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.建筑结构可靠度设计统一标准.GB20068-2001[S].
[2]陈明著.结构可靠度分析：方法与程序[M].北京：科学出版社，2009.
关键词：设备管理；产线优化；产线可靠性；可靠性优化
1 引言
维护优化模型即致力于找寻维护成本和收益之间的最优平衡、且同时兼顾其它限制条件的数学模型[1]。企业高效、安全生产离不开设备的科技性和可靠性，而确保设备高度可靠性则依赖于设备管理和维护水平。
维修理论研究的就是设备在整个寿命周期内的与维修相关的规律，包括维修性设计、维修技术、维修管理等。这是一门建立在可靠性理论、概率统计学、材料力学、断裂力学、故障诊断、故障物理、状态监测和模糊数学等多门学科之上的综合性工程技术应用理论，维修理论应用于指导设备管理优化，以获得最佳的维修效果，保证设备运行的可靠性和经济效益[2，3]。在理论指导下开展设备维修工作，既可以提高设备可靠性，亦可降低维修成本。
设备故障发生时间、失效类型、频率及其对设备效能造成的影响，是维修理论研究模型基础，对设备故障规律研究是现代设备管理理论及实践的核心。本文以局部失效或故障即可引起全系统停止运行的流程型系统为对象，在可靠性理论的指导下，通过数学运算，对流水产线优化方案进行分析研究。
2 关键参数及数学基础
2.1 关键参数
设备可靠性（Reliability）、维修性（Maintainability）、保障性（Supportability）简称RMS。RMS使用参数指的是反应设备使用要求的RMS综合参数以及可靠性、维修性、保障性、测试性和安全性参数 [4]。
可靠度为时间t 的函数，记作R（t）：
上式表示设备寿命T超过规定时间t的概率，即在规定时间t内完成规定功能的概率。可靠度可用以衡量系统在规定寿命期完成规定功能的能力[5]。有限样本数据经过统计计算得到真值的估计值，称为可靠性特征量的估计值，记作。
（2） 累积失效概率，指在规定条件下和规定时间内失效的概率，亦称不可靠度，也是时间函数，记作r（t）：
由此可见，R（t）和r（t）互为对立事件。
累积失效概率的估计值：
式中：为时间区间（0，t）内的故障次数，。
（3） 失效概率密度指累积失效概率对时间的变化率，记作。它表示设备在单位时间内失效的概率。
失效概率密度的估计值：
式中为时间间隔（t， ）内故障次数。
（4） 失效率是指工作到某时刻尚未失效、在该时刻后单位时间内失效的概率，记作λ（t），称为失效率函数，也称为故障率函数。它反映t时刻失效的速率，也称瞬时失效率。
实际中失效率与时间关系曲线各有不同，典型的为浴盆曲线。
失效率的估计值：
平均失效率指在使用寿命期内某个观测期间，故障发生总数与总累积工作时间T之比。
式中：为第i次失效前的工作时间；为观测期间未失效总次数； 为观测期间失效/故障次数。
（5） 平均寿命的数学意义即是寿命的数学期望，记作θ，数学公式为：
一般用MTBF表示可维修产品的平均寿命，称平均无故障工作时间；用MTTF表示不可维修产品的平均寿命，称为失效前平均工作时间。平均寿命的估计值表达式为：
可靠性参数之间的关系
当设备寿命服从指数分布时：
式中：R（t）为可靠度；为故障率（1/h）；为平均故障间隔时间MTBF（h）。
式中：为任务可靠度；为任务时间（h）；为平均严重故障间隔时间MTBCF（h）。
2.2 典型失效分布
Weibull分布在可靠性理论中是适用范围最广的一种分布，能全面地描述浴盆失效曲线的各个阶段。当其中参数不同时它可以蜕化为指数分布、瑞利分布和正态分布[6]。
失效概率密度函数：
形状参数m，尺度参数η，位置参数δ。
累积失效概率函数：
可靠度函数：
失效率函数：
3 基于可靠性理论运算的生产线优化
3.1 流水型产线介绍
某产线用来将产品填充到包装中，并对瓶包进行贴标签和封装处理。案例中产品为块糖裸珠，产线运作如下详介。
将原料裸珠整Tote运输到生产区域，记录生产批号。国家食品卫生法对食品企业的生产规定中要求产品批号能追朔到相应食材批号。裸珠输送到数粒机上方的料仓，经过排板数粒装置，按要求数好定量裸珠倒入下方料杯，同时理瓶机和理盖机将整理好的瓶、盖沿传输带送入，易受潮产品瓶子须先经过投包机，投入干燥剂；数好裸珠自动装入瓶，自动压盖，装满产品的瓶继续沿传输带前行，经红外线检（检测盖子）、金检机（检测金属）、重检机（检测重量）。
经过金重检的瓶继续沿产线前行进入贴标机，贴顶标、前标和背标，并在标签上激光打印生产日期、线别、生产批号等，以便产品追朔。顶、前、后贴标机都分别有两套机头，这样设计目的是在填充标签的时候，设备是连续运转的。贴标机之后是先进的视觉检测装置，由高速智能摄像机和工业电脑主控机组成，对瓶身的顶、前、后标及激光打码等进行检测，剔除不达标产品。
之后进入装盒机，这里每六瓶产品被装入一个纸盒中，纸板输进机仓自动成型后沿传输带行进，机械手抓起每四组六瓶产品装入中盒，同时有红外检测，若缺瓶则会被剔出产线。盒侧面贴DAN标签，并扫描输入系统。
中盒继续前行进入封箱机，每六盒产品装入一个纸箱中，箱纸板输进机仓自动成型后，机械手抓起六盒产品装箱，同时红外扫描，缺盒会被剔除。箱侧面亦会贴标签并扫描录入系统，如此瓶码、盒码、箱码都在系统中有对应关系，以便追朔。自动封箱，过重检机，油墨喷码机在箱身打印生产日期、批号、箱重等信息。
上述系统中，填充和包装流水线上所有的设备都按单元操作进行控制。理瓶、理盖、充填系统、贴标、装盒、装箱系统等都有自己的控制器。所有的开始、终止及微调等操作都可在控制面板上单独控制。有些子系统的中断会导致整条生产线停止运行，要视Buffer（缓存区）容量，若Buffer已满仓，其前系统会暂停生产。充填出口处重检机可将最近一次包装重量显示出来，这些数据没有被数据库收集和记录。
3.2 改进方案介绍
假设现有一套替代方案：添加一套产线总控制器和一个中央控制面板，合并流水线上所有单元操作，并且提供数据记录功能。
表3.1 产线的失效率数据
No. 设备/子系统 单元数 失效率（常数）
1 裸珠供给 1 7.5X10-4次失效/h
2 料杯填充 1 8.9X10-4次失效/h
3 金重检机 1 9.5X10-5次失效/h
4 贴标系统 1 5X10-4次失效/h
5 视觉检测 1 4X10-4次失效/h
6 装盒机 1 12X10-5次失效/h
7 DNA系统 3 12X10-5次失效/h
8 装箱系统 1 20X10-5次失效/h
9 喷码系统 2 8X10-6次失效/h
10 单元控制器 9 5X10-6次失效/h
11 中央控制器 1 6X10-6次失效/h
12 中控面板 1 6X10-7次失效/h
在这个新系统中，所有的单元（子系统）操作控制器要向产线总控制器汇报。使得从产线控制中心控制产线操作，以及在每个子系统中使用局部控制器成为可能。子系统的状态信息将通过子系统控制器汇报给中央控制器。中央控制面板上的显示子系统运行的所有状态，包括失效状态。失效状态及其停机时间记录将保存，这些数据将用于分析及识别那些应该被纠正却仍在发生的失效。中央控制器能够下载各子系统的数据信息。
所有独立系统及控制器的失效率列在表3.1中，修复率是每小时0.08台，计算备选方案对整个产线可用度影响。产线设计优化方案需要保证每班至少完成 47000瓶生产任务。
3.3 构建可靠性框图进行可靠性运算
由于任意一个单元的失效都会导致整条产线失效，Buffer只可维持产线20～30秒，运算中忽略，可以将现有产线的设备及其中的控制器看成一个串联系统。图1构建了可靠性框图。
图 1 现有产线可靠性框图
从1～9依次估计每个单元的可靠性，可得：
现有生产线的可靠性为：
画出8小时内可靠度的直线（略）。
现有产线的概率密度函数为：
系统的有效失效率可表达为：
生产可用度的瞬时可用度可表达为：
现有产线的正常运行时间内平均可用度为：
此处产线的失效率是常数，其值为次失效/小时。
八小时工作时间内，生产瓶数为：
（瓶）
小于预测最少值47000瓶。将修复率提高到原来的两倍，即为0.16台/小时，结果变为：
对应的生产效率为47116瓶每8小时。
3.4 备选方案评估
中心控制器及其面板可被看成每件设备控制器的冗余单元。例，如果重检机的局部控制器发生了失效，那么中央控制器就会发挥局部控制器的功能，使得产线不发生中断。类似地，如果中央控制器发生了失效而局部控制器正常运行，那么产线同样不会中断。通过将局部控制器（其失效率）串联在主控制器（失效率为）和面板（失效率为）上，可以推出建议系统的可靠度，实际也如此。由此，控制系统的可靠度为：
Or：
这个有效的控制器和每件设备串联在一起，因此每一功能块的可靠度为：
由此：
由于 的估计很难直接获得，可以通过数值计算得到8小时工作时间。部分计算结果如下表：
表3.2 部分可靠度计算结果
Item 时间 可靠度
1 0.017 0.99995035
2 0.033 0.99990165
3 0.050 0.99985248
4 0.067 0.99980289
5 0.083 0.99975342
6 0.100 0.99970460
7 …… ……
8 7.917 0.97688252
9 7.933 0.97683388
10 7.950 0.97678584
11 7.967 0.97673810
12 7.983 0.97668970
13 8.000 0.97664177
对结果的检测表明，系统的失效率为。系统的可用度为：
所以在8小时工作时间内产量为（瓶）。显然建议的备选方案对于系统的可用度影响甚微。而且，由于设计要求8小时至少生产47000瓶，标准工作时间日产量也不足。
如果修复率提高至双倍，则建议系统的可用度为：
对应每8小时产量为47129 瓶。
由此可见，应用中央控制器对产线可用度贡献甚微；可以将裸珠供给和料杯填充替换成其它失效率较小的设备来进一步提高系统可用度。应用此模型可以发现产线优化点，亦可评估产线优化策略可行性。
4 小结
本文在经典的预防性维修理论和可靠性数学基础上，构建了一套新的具有实用性基于可靠性理论及运算的流水型产线优化方案评估模型。从一个产线设备优化实例引入，通过计算实施优化方案后产线可用度，从而评估优化方案技术有效性。该模型针对流水型系统执行优化，改变了传统模型理论性强而实践性相对较弱的现象，为产线优化提供重要理论依据。
参考文献
[1] R. Dekker. Applications of maintenance optimization models： a review and analysis. Reliability Engineering&System Safety， Volume 01.51，PP.229-240，1996.
[2] 康锐. 《可靠性维修性保障性工程基础》. 北京：国防工业出版社，2012.1（1）
[3] 王文静. 《可靠性工程基础》. 北京：北京交通大学出版社，2013.1（1）
[4] 赵宇. 《可靠性数据分析》. 北京：国防工业出版社. 2011
[5] Elsayed A. Elsayed著 杨舟译.《可靠性工程》. 北京：电子工业出版社，2013.8（2）
[6] 金碧辉. 《系统可靠性工程》. 北京：国防工业出版社. 2004
作者简介
1主要问题和原因
《可靠性理论》课程教学中的问题主要来自学校、教师和学生自身三个方面。下面就这三个方面展开讨论。
1.1学校
民航大学的工业工程专业密切相关的企业往往是航空企业机务类工作，由于民航行业背景高度的安全性，保密性特征，使得了解民航具体运作细节，很难很难！而可靠性理论属机设计制造维修关键技术理论之一。目前学校缺少专项资金用于实践教学，尤其是缺少民航企业实质性的参观实习机会。如果学校能够安排学生在民航企业中有一定的相关实践经历，那么学生会对《可靠性理论》课程的精髓有一定的认知。
1.2教材和教师
随着经济的发展和社会文化氛围的新气象，可靠性理论的知识在民航企业的推广和应用中不断创新，传统的可靠性理论教材只是将可靠性理论基本概念如可靠度等，以及系统可靠性分析加之统计知识的简单叠加，看似严重脱离实践，学生难以再沉下心来努力钻研其中的内在联系，所以需求更加方便快捷了解民航维修基本理论。工业工程专业使用的《可靠性理论》教材，同时也是中国民航大学航空工程学院部级特色专业飞行器动力工程专业使用的教材，同时也是部级卓越计划试点专业飞行器动力工程卓越班使用的教材，同时也是天津市品牌专业飞行器制造工程专业使用的教材。《可靠性理论》教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，是主讲老师进行教学的基本工具，该教材的质量直接体现着高等教育和科学研究的发展水平，也直接影响本科教学和研究生教学的质量。如此重要的核心教材在2013年便着手重新编著。新版的《可靠性理论》教材具有如下创新。帮助学生用概率统计思维建立可靠性基本概念和机务维修应用的联系在多年的教学实践中,作者发现学生虽然在学习本课程之前学过概率论与数理统计中的一些基本知识,但是仍然不能将这些基本知识的方法与可靠性基本知识有机的结合起来,也就是说,不能很好的建立“概率统计”的概念,以“概率统计”的思维建立机务维修数学模型。所以,本教材在编写过程中将尽量达成此目标。紧紧围绕可靠性基本概念系统可靠性分析角度完善维修应用模型在章节的安排上，更加注重逻辑性，突出寿命试验的应用例题等。贴近机务维修工程实践对本教材章节和具体内容进行了精心安排，力图体现联系现代可靠性理论基础和前沿、贴近工程实践、方便学生学习的特点，在体系上有所创新。作为部级专业基础核心课程的教材，将对涉及到的概念、原理、定律和相应的数学表达式均给出了明确的定义和说明。精心设计了大量的例题，以加深学生对可靠性理论的理解，提高学生分析和解决可靠性典型问题的能力。能担任10年以上的教师基本上都接近中年，此时都是上有老，下有小的生活状态。家庭的负担比较繁重，自然会占据一定的人生时间。同时，教师除了要完成基本的教学任务，还要承担繁重的科研任务应付各种量化考核，甚至作为院系骨干参与行政管理，几乎没有多余时间对改进教学方式和方法，教学水平止步不前。众所周知，慢工出细活。各种考核的结果是该干的没有干好，（例如教材可以慢慢回味和整理，慢慢调整，一部优秀的著作是需要时间和经历的）其他那些各种要求有时也很难超越。
1.3学生自身
在当前本科生招生规模不断扩大的情况下，生源质量受到影响。能考入中国民航大学特色学院航空工程学院工业工程系的学生也是非常优秀的生源，但是学生入学后，不同的学生读书目标差异很大，有的只是想获得机务文凭后找个航空公司工作，上大学的目标只是取得本科毕业证，作为敲门砖，因而缺乏学习的主动积极性。大多数学生只是带着被动的心态去上课，被动的接受知识。加之可靠性理论知识本身就很乏味和枯燥，学生的主动性本身比较弱，自然教学效果不是很理想。
2建议
本科生《可靠性理论》课程的教学方式应充分结合工业工程专业的特点，通过学生自主学习、强化案例教学和开展理论走进实践教学三个方面，加强学生对可靠性理论知识的理解，提高维修能力，提高教学质量。
2.1开展实践教学
为了营造良好的实践教学环境，学校和院系应积极与企业深层次合作，建立校外实习基地，经常引导学生到民航机务类企业参观学习，或者学生应该积极配合学校和教师的工作，通过实践性活动，全面系统地了解民航企业维修过程，以此了解可靠性理论所承担的作用。目前卓越班学生有机会做到去企业实习，可是工业工程专业本科生还是没有这种机会，希望在未来的改革过程中，慢慢获得更多的实践机会。
2.2强化案例教学
新版《可靠性理论》教材中设计提取了大量的例题，其中有些例题是航空生产运营过程中出现的故障数据收集。将这样的真实有效地数据结合可靠性理论知识，则可生成一个个典型案例。通过案例教学，加深学生对理论知识的理解和热爱，提高学生解决实际问题的能力。
2.3加强学生自主学习
周易蒙卦中提出了“非我求童蒙，童蒙求我”的自然观方法论思想，认为在兴趣爱好导引下的学习行为是一种主动请教的行为，是一种“童蒙求我”的行为，而不是相反即不是“我求童蒙”的行为[5]。如果中国民航大学工业工程系学生能够正确认识学习规律，调整为在兴趣爱好的前提条件下，主动接受认知，主动学习可靠性理论知识，那么教学效果会整体大大改善。一所综合性大学所能给予学生的人文社科以及理工精神的培养，会自然的对学生产生潜移默化的影响，这种学习规律会成为基本认知。而中国民航大学属于行业特色工程技术类大学，缺少了人文环境的熏染，学生的主动精神不能很好的彰显。
3结语
【关键词】钢结构； 钢结构稳定性；研究
中图分类号：TU391文献标识码： A
一、钢结构体系稳定性研究现状
（一）钢结构体系稳定性研究现状
近二三十年来，高强度钢材的使用，施工技术的发展以及电子计算机的应用使钢结构体系的发展和广泛应用成为可能。钢结构体系的稳定性一直是国内外学者们关注的研究领域。经过几十年的研究，已取得不少研究成果。
迄今为止，对钢结构基本构件的理论问题的研究已较多，基于各种数值分析的稳定分析已较成熟。但对构件整体稳定和局部稳定的相互作用的理论和设计应用上还有待进行深入的研究。由于结构失稳是网 壳结构破坏的重要原因，所以网壳结构的稳定性是一个非常重要的问题，正确的进行网壳结构尤其是单层网壳结构的稳定性分析与设计是保证网壳的安全性的关键。网壳结构的非线性稳定性分析一直是国内外学者们研究与注意的焦点,利用随机缺陷模态法和一致缺陷模态法两种方法，对网壳结构各种初始缺陷的影响进行研究， 较好地描述了结构的实际承载过程。对于象网壳结构这类缺陷性敏感结构在强风和地震作用下的动力稳定性研究，由于涉及稳定理论和震动理论，所以难度较大，目前研究成果还很有限。
大跨度网架拱结构作为一种新的大跨度结构，其稳定性方面的研究成果很少。非线性有限元理论对大跨度网架拱结构的稳定性进行了全过程跟踪，得出一些具有实际应用价值的结论。斜拉空间网格结构 是一种新型的杂交空间结构，目前对其研究的深度和广度还很有限。斜拉单层网壳的稳定性需要进一步研究。已有研究将网架结构对柱子的支撑作用及网架结构对斜拉索在网架结构平面的约束简化为等 效弹簧，对柱子的稳定性进行了研究，得出了一些有益的结论。预张拉结构体系也是目前应用越来越多的一种新型结构体系。这种体系的系统理论研究在很大程度上滞后于实际应用，特别是预张拉结构 体系的稳定性的研究未引起足够重视，研究成果还十分有限。预张拉结构体系的初始平衡状态的稳定性必须引起足够的重视，预应力索结构体系在工作状态外荷载的作用下也可能发生失稳破坏，并对 实际设计计算提出了两种方法-直接验算法和稳定设计法，结构的体系性质和结构稳定性判定方法进行了研究，为进一步研究提供了一些理论指导。
另外，也有学者从整体稳定的角度对钢框架结构的稳定问题进行了研究，得出了一些有益的结论。
（二）钢结构体系稳定性研究中存在的问题
钢结构体系稳定性研究虽然取得了一定的进展，但也存在一些不容忽视的问题：
1）目前在网壳结构稳定性的研究中，梁-柱单元理论已成为主要的研究工具。但梁-柱单元是否能真实反映网壳结构的受力状态还很难说，虽然有学者对梁-柱单元进行过修正。主要问题在于如何反映轴力和弯矩 的耦合效应。
2）在大跨度结构设计中整体稳定与局部稳定的相互关系也是一个值得探讨的问题，目前大跨度结构设计中取一个统一的稳定安全系数，未反映整体稳定与局部稳定的关联性。
3）预张拉结构体系的稳定设计理论还很不完善，目前还没有一个完整合理的理论体系来分析预张拉结构体系的稳定性。
4）钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响，目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数、随机荷载输入这样一个格局范围，而在实际工程中，由于结构参数的不确定性，会引起 结构响应的显著差异。所以应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳问题的研究考虑随机参数的穹顶网壳的稳定问题进行过有益的研究。
二、钢结构体系稳定问题的可靠性研究
实际结构由于存在各种各样的随机缺陷的影响，与理想结构存在差异。对于缺陷敏感性结构，缺陷可能会造成结构稳定性的急剧下降，所以有必要考虑随机参数的影响，引入可靠度分析方法，进行稳定问题的可 靠性研究。由于大跨度钢结构体系的可靠性研究涉及较多的力学和数学的知识，有一定难度，目前这方面的研究成果有限。对网壳结构的稳定性的可靠性分析和设计进行了详尽的研究、丰富了结构可靠度 的理论和计算方法，并将其应用于工程结构的分析和设计，显示了良好的前景。
（一）结构分析中的不确定性因素来源
影响刚结构体系稳定性的不确定性的基本变量许多是随机的，一般分为三类：
1）物理、几何不确定性：如材料（弹性模量，屈服应力，泊松比等）、杆件尺寸、截面积、残余应力、初始变形等。
2）统计的不确定性：在统计与稳定性有关的物理量和几何量时，总是根据有限样本来选择概率密度分布函数，因此带来一定的经验性。这种不确定性称为统计的不确定性，是由于缺乏信息造成的。
3）模型的不确定性：为了对结构进行分析，所提的假设、数学模型、边界条件以及目前技术水平难以在计算中反映的种种因素，所导致的理论值与实际承载力的差异，都归结为模型的不确定性。
（二）结构的可靠性研究
国内外学者对结构可靠度理论已经进行了较为深入的研究，在可靠度计算方法及复杂结构可靠度分析方面取得了很多研究成果。
任何工程分析和设计的最终目的是使设计的结构在不同要求下满足不同的功能-安全性、使用性、耐久性由 于不确定性的存在，就需要把这些不确定性加入工程设计中，从而产生了很多可靠度方法。为了估计结构可 靠度，首先要解决相关荷载和抵抗力参数以及它们之间的函数关系，这种关系（又称功能函数）记作式中X1，X2，…，Xn 是随机变量。
把极限状态（或失效面）定义为Z 0，则描述可靠度的参数可靠性指标定义为坐标原点到失效面的最小距离 目前用于可靠性指标 计算一般有两种方法：一次可靠度方法（FORM）和二次可靠度方法（SORM）。
（三）钢结构体系稳定性的可靠性研究方法
随机有限元法为刚结构体系稳定性的可靠性研究提供了强有力的分析手段，由于随机有限元能够考虑实际结构存在各种各样的随机性因素的影响，所以可以预计随机有限元法在这一研究领域将会有良好的应用前景。
目前对钢结构体系稳定性的研究和计算方法有优势也有不足，为了使钢结构体系在未来实际工程的应用中，更安全、更便捷、更经济，对钢结构体系的研究是工程设计及科研人员的挑战更是责任。
参考文献
（美）布洛肯布洛夫，（美）麦里特. 美国钢结构设计手册. 同济大学出版社，2007
[关键词]煤矿 通风系统 探讨
中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0052-01
通风系统可靠性的研究目的，就是及时发现系统正常运转过程中可能出现的故障和事故隐患，给矿井通风系统的设计和改造提供科学依据，为通风系统整体或单元性能评价找到更加全面而合理的指标。通风系统可靠性研究是防止和减少矿井通风系统事故发生，保障其合理、经济、高效运转的关键；也是优化通风设计、促进安全生产的一项重要任务。
可靠性基本概念
可靠性数学起源于20实际30年代，最早被引用于机器维修问题，知道第二次世界大战，可靠性问题才被重视，原因就是军事上需要可靠性理论知识来提高军事设备的性能。
矿井通风系统中主要应用到的数学模型主要是概率模型，该模型是从系统的结构和单元的寿命分布，以及修理时间分布等信息出发，来推断系统的寿命或各种可靠性指标，为系统的最优化设计以及维修方法提高数据及方法支持。
产品丧失了规定的功能，我们称为失效或故障"通常对于不可修产品，我们称之为失效，对可修产品我们称之为故障，在讨论问题时，由于概念的相似性，一般不具体区分，所以从广义上认为“故障”与“失效”含义相同。
产品的寿命与许多因素息息相关，比如产品本身的质量、产品所处的环境、以及人为规定使用时间的长短等等。所以产品的寿命可认为是一个随机变量，我们常用X表表示，分布函数规定为：
寿命分布函数意义表征了产品寿命不超过t的概率。
同理，我们定义：
R（t）=P（X>t）=1-=
上述函数表征了产品寿命大于t的概率，也就是产品在（0，t]内都保持正常工作、不失效的概率。
从上述分析我们得到可靠度的定义：
产品在规定的条件下，在规定的时间内，完成规定功能的概率。
可靠度函数R（t）与失效分布函数F（t）以及失效密度函数f（t）之间的关系如图所示
失效密度函数分布
在公式中，产品的寿命用随机变量X表示，规定的时间就是（0，t]，上式就是可靠度的数学表达式。
前苏联在矿井通风系统可靠性方面的研究比较早也比较深入，他们将矿井通风失效分为三个等级，一级失效是整个矿井通风系统失效，也即通风系统瘫痪；二级失效是指矿井通风系统的子系统失效，也可认为是区域失效；三级失效是指矿井的个别采区的通风系统失效，通过进行可靠性分析，他们得出保证可靠性的参数，维持这些参数，即可确保通风稳定，其主要评价方法可分为结构法、模拟模型法和统计评价法等
1.结构法
该方法是以巷道单位长度的相对工作系数为基础，可靠性指标值与矿井通风系统可工作系数成正比，表达式为
式中：
w――风网中的巷道数目；
n――风网中的节点数目；
Li――巷道i的长度；
l――单位巷道的长度；
―― 巷道i单位长度的绝对可工作系数；
―― 基准巷道单位长度的绝对可工作系数；
=―― 巷道i单位长度的相对可工作系数；
―― 巷道i内通风设施s的绝对工作系数；
―― 巷道i内通风设施s的相对工作系数；
S―― 巷道i内的通风设施的数目；
对通风系统进行可靠性指标的计算，然后进行比较，即可遴选出最优方案，这种方法虽然比较简单，缺点也比较明显，就是需要的参数比较多，必须具备风网的拓扑结构、巷道长度、构筑物数目等等。
2.模拟法
该方法以网络解算为基础，通过矿井通风的参数密度来模拟矿井通风过程中的各种状态，将通风过程的时间进行离散化，求解各种可靠性指标，比如各个单元的平均故障间隔时间！平均维修时间"在模拟过程中，可靠性的计算精度决定了运算的次数，且计算过程要进行风网解算和统计一记录失效情况，将模拟情况进行汇总，可得总的系统可靠性指标，该方法由于计算方便！模拟情况基本符合实际状态，所以是一种具有深度挖掘的方法"
3.统计评价法
该方法认为，矿井实际运行的风流应以风网解算的结果为基础，不能超过其固定的范围，如果风量超过其范围，就可以视为通风系统发生了故障"一般风量发生变化是由于开采过程的进行导致巷道发生变化，同时通风构筑物的的状态也在发生变化，而且这种情况取决于矿山的地质和采矿工艺条件"通过分析可以得到评价矿井通风系统的各个评价指标，根据评价指标对矿井通风系统的可靠性进行评价。
发展展望
矿井通风系统可靠性评价是一门交叉学科，涉及矿井通风、统计分析、安全评价、可靠性工程等多学科领域，包含深刻的科学问题和巨大的理论和实践创新空间。在未来的发展阶段，以下问题将是矿井通风系统可靠性评价研究的重点：
（1）矿井通风系统可靠性评价指标体系的动态性。
（2）矿井通风系统可靠性评价方法的科学性。
（3）矿井通风系统可靠性评价的决策支持系统与矿井其他系统的耦合。
矿井通风系统可靠性理论研究，主要是针对该领域中存在的一些问题而提出的，其目的
是为了提高矿井通风系统可靠性水平，降低通风系统的建设和维护成本，防止和减少
灾害事故发生，保障矿井高产高效的实现"因此，对矿井通风系统可靠性的研究有着
十分重要的意义"
参考文献
[1] 王海桥.矿井通风网络的通风有效度分析[J]，煤炭工程师，1990.6.
[2] 马云东.矿井广义可靠性理论[M].北京，煤炭工业出版社，1995，116-126.
【关键词】高层民用；建筑结构设计；安全度；现状 ；理论
中图分类号： TU2 文献标识码： A 文章编号：
高层民用建筑结构设计安全度的现状
当前的建筑物安全事故，与结构设计可靠度无关。如20世纪50年代的结构设计方法，与现在近似，当时所用的混凝土强度很低，施工手段也很落后，混凝土用人工搅拌，没有振捣器，而当时施工发生安全事故的较少。现在的安全事故与结构设计安全度没有连带关系。
我国建筑设计规范中的构造规定尚属恰当。安全规范与国际市场无直接联系，要根据国家政策而定。从实践表现看，我国规范中的构造规定，并非都比别国低。我国规范对于梁受压钢筋的配筋率有明确规定且数值与美国基本相等，并非”无此规定”，至于受拉钢筋的最小配筋率，有设计经验的人都知道，在一般梁板构件中，此值并不起作用，有影响的是在类似基础厚板一类构件中。这种构件中，我国规范与国外规范相比，在某些情况下配筋更多，因此也不能一概而论，说我国的构造配筋比国外如何的少。
不容忽视设计中的浪费现象。当前建筑结构设计存在的问题中，有一个方面不容忽视，是设计中的浪费现象。我们有不少钢筋混凝土高层建筑的用钢量，已超过国外同等高度钢结构的用钢量，其不合理可见一斑!现在这种关于建筑结构设计安全度的讨论，是正常的，我担心会不会引起误导，使一些设计人员误以为按我国规范进行设计会造成不安全，以致盲目加大构件截面，增加用钢量。造成不必要的浪费。这种可能性。是不能不防的。
二、关于高层民用建筑可靠度设计理论
高层民用建筑可靠度理论是分析结构安全性的一种有效手段。我国已颁布统一标准，要求结构设计规范按可靠度理论设计。70年代的我国混凝土结构、木结构和钢结构设计规范分别采用不同的设计方法体系，在安全度的表达形式上互不相同，给设计或教学都造成不便，50年代用可靠度理论率先加以统一。但是，对规范采用可靠度理论，以及这一理论能否将各种结构的安全度都统一在同一体系中，观点如下：
1、我国规范采用了先进的可靠度理论，用失效概率度量结构的可靠性，通过将抗力和作用效应相互独立，将随机过程化为随机变量并以经验为校准点，成功地将这一理论用于建筑结构设计规范中，这是我国规范先进性的一种表现。工程设计采用可靠度理论为国际标准组织(ISO)所提倡，在国际上是大势所趋；多次国际安全度会议也倾向于采纳ISO提出的在设计规范中采用可靠度理论的原则。可靠度理论一样重视经验，可靠度取值用校准法确定。
可靠度理论是分析和度量结构安全性的一种先进手段，但在应用上还有其局限性，理论本身也有一些方面未能突破，比如结构可靠度分析的三个约束条件：将抗力与作用效应分离，将随机过程变为随机变量，以及将截面承载力的安全指标B作为结构的可靠指标，随着认识的发展都值得质疑。用概率可靠度理论需要进行大量数据统计，但不论荷载统计或抗力统计都还存在一些问题，规范安全度还需考虑将来可能出现的荷载变化。概率可靠度理论会有意或无意地简化、忽略本应考虑但又无法用这一理论处理的因素，如一定程度的人为失误以及社会。经济因素等。可靠度理论强调三个正常，即正常设计。正常施工和正常使用，但正常和不正常有时不易界定：匆忙地将可靠度理论推广于各种规范，会带来一些不必要麻烦，比如地基基础规范中，地基承载力强度的设计值竞比标准值还高，抗震设计规范中不得不引入调整系数。又如地下结构的荷载与其作用效应高度辆合，其不确定性远大于荷载本身的不确定性、结构构件尺寸的不确定性。以及材料强度不确定性的总和，而前者又难以估计，这时勉强采用可靠度设计往往徒有形式而无实效。
关于高层民用建筑物安全性鉴定工作的几点思考
1、高层民用建筑物安全性规范要根据国家政策而定。有人以为，低安全度有损于我国建筑业的国际形象。有损于国际形象的事情有，但不是结构设计安全度问题。低安全度一是施工质量低劣，二是结构设计浪费大。一个国家的规范，不仅仅是技术性的，还有很强的政策性，许多方面，是一个国家经济条件的直接反映。因此．我国规范的材料用量，当然应该比发达国家低，也即安全度应该低一些。至于抗震规范，更与政策密切相关。我国虽是多地震国家，但同一个地区发生大震的几率一般不很频繁。近年四川省发生过几次较强地震，凡是按规范正常设计、正常施工的工程，都经受住了考验。现在这种关于建筑结构设计安全度的讨论是正常的，但笔者担心这会不会引起误导，使一些设计人员误以为按我国规范进行设计会造成不安全，以致盲目加大构件截面，增加用钢量，造成不必要的浪费。这种可能性，是不能不防的。
2、加强质量引导观念，树立“百年大厦，质量为本”的安全思想，加强与施工单位的沟通，杜绝因设计缺陷造成安全事故的同时，减少施工承担单位的失误和失职。质量观念淡薄的典型反应就是施工方的偷工减料。这绝偷工减料的施工方要么是实力较差，要么是目光短浅，要么是因为第一次涉足地产开发因没有长期打算而产堂 捞一把就走”的心态，为了降低成本，就在施工中偷工减料。这些问题的存在极易导致建筑物日后大规模的不均匀沉降。这种沉降在交付使用初期无法看出裂纹，外表与一般合格建筑并无异样，实际上在一、二年后，建筑物开始产生裂缝，容易产生安全问题。
3、增强防震抗震观念，把抗震要求列人结构设计安全的首位。建筑设计中对于防震、抗震的要求是极其明确的，其意义不仅仅在于应对地震所造成的灾害，也在于对其他振动如外力冲击(如爆炸、撞击等)、共振等极易形成的伤害。四川菜桥因一队整齐列队行进的队伍发生共振而引发大桥垮塌就是由于具中一个极具典型性的案例。这虽然是个案，但也说明了设计安全度问题的考虑在设计之中就应该更好地体现。
4、建筑结构设计与施工过程均要始终贯穿建筑物安全意识和施工安全意识，认真执行国家标准与规范，防微杜渐。提高企业领导对建筑安全生产的认识。坚决落实行安全生产“一票否决制”，将企业职员的政绩和安全生产与企业资质、安全资质、项目经理资质相挂钩。提高企业相关负责人对安全工作的重视，使领导者将安全工作真正摆到重要的议事日程上加大对安全事故有关责任者的处罚力度，同时，对优秀企业及相关职员做出精神及物质奖励。切实树立起“安全第一”的观念，做到行动上时时处处重视安全生产。
参考文献：
[1] 张秀成，王立友.建筑工程安全事故分析[J]. 天津建设科技. 2007(S1)
[2] 黎志聪.工程施工安全技术管理分析[J]. 建材与装饰(中旬刊). 2007(10)
[3] 孔令荣.浅析施工项目安全管理存在问题及防范措施——以某公园景观工程施工项目为例[J]. 科技资讯. 2010(22)
[4] 林炬.建筑工程高处坠落事故浅析[J]. 湖南安全与防灾. 2009(12)
