第七章 事故樹分析法

1、第七章 事故樹分析法 重點(diǎn)：重點(diǎn)：（1）事故樹分析的理論）事故樹分析的理論 基礎(chǔ)及相關(guān)概念基礎(chǔ)及相關(guān)概念（2）事件樹的畫法）事件樹的畫法（3）事件樹定性分析）事件樹定性分析（4）事件樹定量分析）事件樹定量分析難點(diǎn)：難點(diǎn)：（1）事件樹定性分析）事件樹定性分析（2）事件樹定量分析）事件樹定量分析。第一節(jié)概述重點(diǎn)：（1）事故樹的概念（2）事故樹的圖例難點(diǎn)： 事故樹的圖例第一節(jié)概述首先由美國貝爾電話研究所于1961為研究民兵式導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)時(shí)提出來，1974年美國原子能委員會(huì)運(yùn)用FTA對(duì)核電站事故進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，發(fā)表了著名的拉姆遜報(bào)告。該報(bào)告對(duì)事故樹分析作了大規(guī)模有效的應(yīng)用。此后，在社會(huì)各界引起了極

2、大的反響，受到了廣泛的重視，從而迅速在許多國家和許多企業(yè)應(yīng)用和推廣。我國開展事故樹分析方法的研究是從1978年開始的。目前已有很多部門和企業(yè)正在進(jìn)行普及和推廣工作，并已取得一大批成果，促進(jìn)了企業(yè)的安全生產(chǎn)。80年代末，鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)開始把事故樹分析方法應(yīng)用到安全生產(chǎn)和勞動(dòng)保護(hù)上來，也已取得了較好的效果第一節(jié)概述一、事故樹的概念事故樹分析法（Fault Tree Analysis,ETA），是安全工程中的重要分析方法，它是從一個(gè)可能的事故開始一層一層地逐步尋找引起事故的觸發(fā)事件、直接原因、間接原因，并分析這些事故原因之間的相互邏輯關(guān)系，用邏輯樹圖把這些原因以及它們的邏輯關(guān)系表達(dá)出來。 是演繹分析方

3、法，即從結(jié)果分析原因把系統(tǒng)可能發(fā)生的某種事故與導(dǎo)致事故發(fā)生的原因之間的邏輯關(guān)系用一種稱為事故樹的樹形圖表示，通過對(duì)事故樹的定性與定量分析，找出事故發(fā)生的主要原因，為確定安全對(duì)策提供可靠依據(jù)，已達(dá)到預(yù)測(cè)與預(yù)防事故發(fā)生的目的。第一節(jié)概述二、事故樹的特點(diǎn) (1) 事故樹分析是一種圖形演繹方法,是事故事件在一定條件下的邏輯推理方法。它可以圍繞某特定的事故作層層深入的分析,因而在清晰的事故樹圖形下,表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)各事件間的內(nèi)在聯(lián)系,并指出單元故障與系統(tǒng)事故之間的邏輯關(guān)系,便于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。 (2) FTA具有很大的靈活性,不僅可以分析某些單元故障對(duì)系統(tǒng)的影響,還可以對(duì)導(dǎo)致系統(tǒng)事故的特殊原因如人為因素、

4、環(huán)境影響進(jìn)行分析。 第一節(jié)概述(3) 進(jìn)行FTA的過程,是一個(gè)對(duì)系統(tǒng)更深入認(rèn)識(shí)的過程,它要求分析人員把握系統(tǒng)內(nèi)各要素間的內(nèi)在聯(lián)系,弄清各種潛在因素對(duì)事故發(fā)生影響的途徑和程度,因而許多問題在分析的過程中就被發(fā)現(xiàn)和解決了,從而提高了系統(tǒng)的安全性 (4) 利用事故樹模型可以定量計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)生事故的概率,為改善和評(píng)價(jià)系統(tǒng)安全性提供了定量依據(jù)。第一節(jié)概述優(yōu)點(diǎn)：簡單易懂，啟發(fā)性強(qiáng)，能夠指出如何不發(fā)生事故，便于安全教育容易找出由不安全因素造成的后果，能直觀指出消除事故的根本點(diǎn)，方便預(yù)防措施的制定既可定性分析，又可定量分析 第一節(jié)概述不足： 花費(fèi)大量人力、物力、時(shí)間 建樹難度比較大，過程復(fù)雜，需經(jīng)驗(yàn)豐富的技

5、術(shù)人員參加 只考慮兩種狀態(tài)，建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大誤差 人的失誤不易量化 第一節(jié)概述三、分析的步驟和繪制過程 1. 準(zhǔn)備階段（1）確定所要分析的系統(tǒng)（2）熟悉系統(tǒng)，收集系統(tǒng)相關(guān)資料（3）調(diào)查系統(tǒng)發(fā)生的事故 第一節(jié)概述2.事故樹的編制（1）確定事故樹的頂事件（2）調(diào)查與頂事件相關(guān)的所有原因事件（3）編制事故樹 第一節(jié)概述3.事故樹定性分析4.事故樹定量分析5.事故樹分析的結(jié)果總結(jié)與應(yīng)用 第一節(jié)概述四、事故樹的構(gòu)成及其符號(hào)包括事件符號(hào)、邏輯門符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)事件及事件符號(hào) 1、事件及事件符號(hào)（1）結(jié)果事件包括頂事件和中間事件第一節(jié)概述（2）基本事件省略事件第一節(jié)概述（3）特殊事件正常事件條件事件

6、第一節(jié)概述2、邏輯門及其符號(hào)（1）與門 與門連接表示輸入事件B1、B2同時(shí)發(fā)生的情況下，輸出事件A才會(huì)發(fā)生的連接關(guān)系。二者缺一不可，表現(xiàn)為邏輯積的關(guān)系，即A=B1B2。第一節(jié)概述（2）或門 表示輸入事件B1或B2中，任何一個(gè)事件發(fā)生都可以使事件A發(fā)生，表現(xiàn)為邏輯和的關(guān)系即A=B1B2。 。第一節(jié)概述（3）非門 表示輸入事件是輸入事件的對(duì)立事件。第一節(jié)概述（4）特殊門包括 表決門 異或門 禁門 條件與門 條件或門 第一節(jié)概述3、轉(zhuǎn)移符號(hào)轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出第二節(jié) 事故樹的繪制重點(diǎn)和難點(diǎn)：事故樹的實(shí)際繪制第二節(jié) 事故樹的繪制一、繪制事故樹的原則1、頂事件要明確具體，不能太籠統(tǒng)2、要對(duì)各種事件的類型、性質(zhì)和特征

7、等都要準(zhǔn)確詳細(xì)陳述3、或門與門等邏輯門的規(guī)則4、門不能與門直接連接，編制過程中及編成后，需要合理簡化。 第二節(jié) 事故樹的繪制二、繪制事故樹的步驟1.確 定 頂 事 件2.寫出造成頂事件的直接原因3. 寫出 往 下 其 他 層 次 該 商 店 由 某 一 地 下 人 防 工 程 改 造， 由 相 隔 的 兩 個(gè) 房 間 組 成。 每 房 間 有 各 自 保 險(xiǎn) 絲， 每 房 間 有 兩 盞 電 燈。 編 制 方 法： 演 繹 法 調(diào) 查 研 究 商店喪失光源 房間燈滅 房間燈滅 沒有電源 兩 燈 斷 絲 保險(xiǎn) 絲斷 導(dǎo)線 斷 燈泡斷絲 燈 泡 斷 絲 沒有電源 兩燈斷絲 保險(xiǎn) 絲斷導(dǎo)線 斷燈泡斷

8、絲燈泡斷絲第三節(jié) 事故樹的定性分析重點(diǎn)（1）割集和徑集的概念（2）事故樹的定性分析難點(diǎn)： 事故樹的規(guī)范和簡化第三節(jié) 事故樹的定性分析事故樹的定性分析根據(jù)事故樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行化簡，求出最小割集和最小徑集，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序。第三節(jié) 事故樹的定性分析事故樹的定性分析根據(jù)事故樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行化簡，求出最小割集和最小徑集，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序。 將 特 殊 門 轉(zhuǎn) 化 為 基 本 的 邏 輯 門。 除 去 明 顯 的 多 余事 件。 除 去 明 顯 的 多 余 邏 輯門。規(guī) 范 化 最小割集 引起頂事件發(fā)生的基本事件的集合：割集 凡不包含其他割集的，則為最小割集 總結(jié)：道之頂上事件發(fā)生的最起

9、碼的基本事件集合 布爾代數(shù)化解法： 用布爾代數(shù)方法，計(jì)算出最簡式 如上事故樹，試分析： 布爾代數(shù)計(jì)算最小割集，通常分三步 第一， 建立事故樹的布爾表達(dá)式 第二， 將布爾表達(dá)式化簡 第三， 化簡到最簡式行列法：或門按列排序與門按行排序 最小徑集 徑集：不發(fā)生基本事件，頂事件便不會(huì)發(fā)生的集合 不包含其他徑集的徑集，最小徑集 總結(jié)，使頂上事件不發(fā)生所必須的最低限度的徑集 徑集是割集的對(duì)偶 故：對(duì)偶樹法 作出成功樹，然后用布爾代數(shù)法化簡 沿用前事故樹，對(duì)偶的成功樹如下： 同樣可以用行列法，規(guī)則：代替。 與門按列排序 或門按行排序最小割集與最小徑集在事故樹分析中的作用 最小割集 表示系統(tǒng)的危險(xiǎn)性 表示頂

10、事件發(fā)生的原因組合 為降低系統(tǒng)的危險(xiǎn)性提出控制方向和預(yù)防措施 可以判定事故樹中的基本事件結(jié)構(gòu)重要度，方便的計(jì)算頂事件發(fā)生概率 最小徑集 表示系統(tǒng)的安全性 選取確保系統(tǒng)安全的最佳方案 同樣可以判定事故樹中基本事件結(jié)構(gòu)重要度，方便計(jì)算頂事件發(fā)生概率 第四節(jié) 事故樹的定量分析重點(diǎn)和難點(diǎn)：事故樹的定量分析第四節(jié) 事故樹的定量分析定量分析包括下列兩個(gè)方面的內(nèi)容：1）在求出各基本事件發(fā)生概率的情況下，計(jì)算頂上事件的發(fā)生概率，并根據(jù)所取得的結(jié)果與預(yù)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較。2）計(jì)算出概率重要度系數(shù)和臨界重要度系數(shù)，以便了解系統(tǒng)應(yīng)從何處著手，以及根據(jù)概率重要程度不同，按輕重緩急，安排人力、物力，分別采取對(duì)策，或按主

11、次順序編排安全檢查表，以加強(qiáng)人的控制，使系統(tǒng)處于最佳安全狀態(tài)第四節(jié) 事故樹的定量分析一、概率論基礎(chǔ)知識(shí)假定獨(dú)立事件A1、A2、A3An的發(fā)生概率分別為P1、P2、Pn，在運(yùn)算時(shí)主要使用的邏輯與和邏輯或公式如下：幾個(gè)獨(dú)立事件邏輯與的概率是為幾個(gè)獨(dú)立事件邏輯或的概率是為nininPPPPAAAP12121nininPPPPAAAP12121)1 ()1 ()1 (1)1 (1第四節(jié) 事故樹的定量分析二、基本事件的發(fā)生概率1系統(tǒng)單元的故障概率MTBF1ntMTBFnii1第四節(jié) 事故樹的定量分析二、基本事件的發(fā)生概率1對(duì)可修復(fù)系統(tǒng)，系統(tǒng)單元的故障概率q第四節(jié) 事故樹的定量分析2 人的失誤概率MTBF1ntMTBFnii1 對(duì)于般不可修復(fù)系統(tǒng)，元件或單元的故障概率為： 第四節(jié) 事故樹的定量分析2 人的失誤概率人的失誤大致有5種情況：忘記做某項(xiàng)工作；做錯(cuò)了某項(xiàng)工作；采取了不應(yīng)采取的工作步驟；沒按程序完成某項(xiàng)工作；沒在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成某項(xiàng)工作。第四節(jié) 事故樹的定量分析2 人的失誤概率1961年，Swain和Rock提出了“人的失誤率預(yù)測(cè)法”(THERP)，這種方法的分析步驟如下：調(diào)查被分析者的操作程序；把整個(gè)