第16卷第6期 智能系统学报 Vol.16 No.6 2021年11月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Now.2021 D0:10.11992/tis.202006034 网络出版地址：https:/kns.cnki.net/kcms/detail/23.1538.TP.20201106.0947.002.html 线性熵的系统故障熵模型及其时变研究 崔铁军，李莎莎2 (1.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院，辽宁阜新123000,2.辽宁工程技术大学工商管理学院，辽宁葫 芦岛125105) 摘要：为研究系统故障在不同因素叠加时体现的总体规律、故障变化程度和故障信息量，提出系统故障嫡的 概念。基于线性嫡的线性均匀度特性，推导了多因素相被划分为两状态时的线性嫡模型。认为线性嫡可以表 征系统故障嫡，进而研究了系统故障嫡的时变特征。对连续时间间隔内的不同因素状态叠加下系统故障进行 统计，得到系统故障概率分布，绘制系统故障嫡时变曲线。从结果来看至少可以完成3项任务：从变化规律得 到考虑不同因素影响下的系统故障嫡变化情况，系统故障嫡的总体变化规律，系统可靠性的稳定性。此研究可 应用于类似情况下的各领域故障及数据分析。 关键词：智能科学：安全科学：安全系统工程：空间故障树：因素空间：系统故障嫡：线性嫡：时变分析 中图分类号：TP18,X913,C931.1文献标志码：A文章编号：1673-4785(2021)06-1136-07 中文引用格式：崔铁军，李莎莎.线性熵的系统故障嫡模型及其时变研究.智能系统学报，2021,16(6)：1136-1142， 英文引用格式：CUI Tiejun,.LI Shasha..System fault entropy model and its time-.varying based on linear entropy[Jl.CAAI transac- tions on intelligent systems,2021,16(6):1136-1142. System fault entropy model and its time-varying based on linear entropy CUI Tiejun',LI Shasha? (1.College of Safety Science and Engineering,Liaoning Technical University,Fuxin 123000,China;2.School of Business Adminis- tration,Liaoning Technical University,Huludao 125105,China) Abstract:The concept of system fault entropy is proposed to study the general rule,fault variation degree,and the fault information of the system fault under different superposed factors.A linear entropy model with a multifactor phase di- vided into two states is derived based on the linear uniformity of the linear entropy.The linear entropy can represent the system fault entropy;thus,the time-varying characteristics of the system fault entropy can be studied.The system fault probability distribution is obtained by counting the faults under the superposition of different factor states in continuous time intervals.Then,the time-varying curve of the system fault entropy is drawn.The results show that at least three tasks can be completed:1)Obtaining the change of the system fault entropy under different factors from the change law. 2)Obtaining the general change rule of the system fault entropy.3)Studying the stability of the system reliability.The research results can be applied to fault and data analyses in various fields in similar cases. Keywords:intelligent science;safety science;safety system engineering:space fault tree;factor space;system fault en- tropy;linear entropy;time-varying analysis 系统故障及其过程受到很多因素影响。这些 量方式要考虑全过程、全因素情况下的系统故障 因素的变化情况，决定了系统故障的发生特征。 变化。局部也应考虑某些因素对系统故障影响作 那么针对在不同因素或多个因素联合变化过程 用的差异。可解释为单个因素或因素联合变化中 中，系统故障变化衡量是关键问题山。总体上衡 系统故障的稳定性或变化程度。研究系统变化的 方法很多，其中熵定义就可用来描述系统故障变 收稿日期：2020-06-21.网络出版日期：2020-11-09. 基金项目：国家自然科学基金项目(52004120,51704141)：国家 化情况。 重点研发计划重点专项(2017YFC1503102):国家自 然科学基金委主任基金项目(61350003). 目前使用熵来描述系统故障和可靠性的研究 通信作者：崔铁军.E-mail:c.159@163.com. 不多。国内主要有：使用能量熵辨识直流短路故DOI: 10.11992/tis.202006034 网络出版地址: https://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1538.TP.20201106.0947.002.html 线性熵的系统故障熵模型及其时变研究 崔铁军1 ，李莎莎2 （1. 辽宁工程技术大学 安全科学与工程学院，辽宁 阜新 123000; 2. 辽宁工程技术大学 工商管理学院，辽宁 葫 芦岛 125105） 摘 要：为研究系统故障在不同因素叠加时体现的总体规律、故障变化程度和故障信息量，提出系统故障熵的 概念。基于线性熵的线性均匀度特性，推导了多因素相被划分为两状态时的线性熵模型。认为线性熵可以表 征系统故障熵，进而研究了系统故障熵的时变特征。对连续时间间隔内的不同因素状态叠加下系统故障进行 统计，得到系统故障概率分布，绘制系统故障熵时变曲线。从结果来看至少可以完成 3 项任务：从变化规律得 到考虑不同因素影响下的系统故障熵变化情况，系统故障熵的总体变化规律，系统可靠性的稳定性。此研究可 应用于类似情况下的各领域故障及数据分析。 关键词：智能科学；安全科学；安全系统工程；空间故障树；因素空间；系统故障熵；线性熵；时变分析 中图分类号：TP18; X913; C931.1 文献标志码：A 文章编号：1673−4785(2021)06−1136−07 中文引用格式：崔铁军, 李莎莎. 线性熵的系统故障熵模型及其时变研究 [J]. 智能系统学报, 2021, 16(6): 1136–1142. 英文引用格式：CUI Tiejun, LI Shasha. System fault entropy model and its time-varying based on linear entropy[J]. CAAI transac￾tions on intelligent systems, 2021, 16(6): 1136–1142. System fault entropy model and its time-varying based on linear entropy CUI Tiejun1 ，LI Shasha2 (1. College of Safety Science and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China; 2. School of Business Adminis￾tration, Liaoning Technical University, Huludao 125105, China) Abstract: The concept of system fault entropy is proposed to study the general rule, fault variation degree, and the fault information of the system fault under different superposed factors. A linear entropy model with a multifactor phase di￾vided into two states is derived based on the linear uniformity of the linear entropy. The linear entropy can represent the system fault entropy; thus, the time-varying characteristics of the system fault entropy can be studied. The system fault probability distribution is obtained by counting the faults under the superposition of different factor states in continuous time intervals. Then, the time-varying curve of the system fault entropy is drawn. The results show that at least three tasks can be completed: 1) Obtaining the change of the system fault entropy under different factors from the change law. 2) Obtaining the general change rule of the system fault entropy. 3) Studying the stability of the system reliability. The research results can be applied to fault and data analyses in various fields in similar cases. Keywords: intelligent science; safety science; safety system engineering; space fault tree; factor space; system fault en￾tropy; linear entropy; time-varying analysis 系统故障及其过程受到很多因素影响。这些 因素的变化情况，决定了系统故障的发生特征。 那么针对在不同因素或多个因素联合变化过程 中，系统故障变化衡量是关键问题[1]。总体上衡 量方式要考虑全过程、全因素情况下的系统故障 变化。局部也应考虑某些因素对系统故障影响作 用的差异。可解释为单个因素或因素联合变化中 系统故障的稳定性或变化程度。研究系统变化的 方法很多，其中熵定义就可用来描述系统故障变 化情况。 目前使用熵来描述系统故障和可靠性的研究 不多。国内主要有：使用能量熵辨识直流短路故 收稿日期：2020−06−21. 网络出版日期：2020−11−09. 基金项目：国家自然科学基金项目 (52004120，51704141)；国家 重点研发计划重点专项 (2017YFC1503102)；国家自 然科学基金委主任基金项目 (61350003). 通信作者：崔铁军. E-mail：ctj.159@163.com. 第 16 卷第 6 期 智 能 系 统 学 报 Vol.16 No.6 2021 年 11 月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Nov. 2021