安全系統(tǒng)工程-第七章事件樹(shù)分析詳解課件

1、第七章 事件樹(shù)分析西安建筑科技大學(xué)安全工程研究所2022/7/262內(nèi)容提要事件樹(shù)分析的基本概念事件樹(shù)的建造事件樹(shù)的定量分析事件樹(shù)的應(yīng)用掌握：事件樹(shù)的編制與實(shí)施，能根據(jù)實(shí)際分析對(duì)象編制事件樹(shù)理解：事件樹(shù)的含義、原理和作用了解：事件樹(shù)分析的注意事項(xiàng)本章要點(diǎn)事件樹(shù)分析事件樹(shù)分析（Event Tree Analysis,簡(jiǎn)稱ETA）是安全系統(tǒng)工程中最重要的分析方法之一,最初用于核電站的安全分析，它是建立在概率論和運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)之上?？梢杂糜诙ㄐ苑治?，也可以用于定量分析。事件樹(shù)分析的理論基礎(chǔ)是系統(tǒng)工程的決策論含義（是什么）事件樹(shù)分析概述ETAEvent Tree Analysis含義從事件的起始狀態(tài)出發(fā)

2、，用邏輯推理的方法，設(shè)想事故發(fā)展過(guò)程；進(jìn)而根據(jù)這一過(guò)程了解事故發(fā)生的原因和條件。事件樹(shù)分析過(guò)程所畫(huà)的樹(shù)狀圖就稱為事件樹(shù)。事件樹(shù)分析是一種按事故發(fā)展的時(shí)間順序由初始事件開(kāi)始推論可能的后果，從而進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)的方法。一起事故的發(fā)生是多種原因事件相繼發(fā)生的結(jié)果，其中一些事件的發(fā)生是以另一些事件首先發(fā)生為條件的。事件樹(shù)以一初始事件為起點(diǎn)，按每一事件可能的后續(xù)事件只能取完全對(duì)立的兩種狀態(tài)（成功或失敗，正常或故障，安全或危險(xiǎn)等）之一的原則，逐步向結(jié)果發(fā)展，直至達(dá)到系統(tǒng)故障或事故為止。事件樹(shù)分析概述事件樹(shù)示例 ABC事件樹(shù)分析概述功用（做什么）3ETA的資料可作為安全教育的資料；1可預(yù)測(cè)事故及不安全因素，估

3、計(jì)事故的可能后果，尋求最佳的預(yù)防手段和方法；2事后用它分析事故原因；5可作為確定事故樹(shù)頂事件的一種方法。4可定性了解整個(gè)事件的變化過(guò)程，又可定量了解事故的各種狀態(tài)的發(fā)生概率；事件樹(shù)與事故樹(shù)事件樹(shù)分析的基本原理事故樹(shù)是按事故發(fā)展的時(shí)間順序由初始事件開(kāi)始推論可能的后果，從而進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)。其基本原理是：任何事物從初始原因到最終結(jié)果所經(jīng)歷的每一個(gè)中間環(huán)節(jié)都有成功（或正常）或失?。ɑ蚴В﹥煞N可能或分支。如果將成功記為1，并作為上分支，將失敗記為0，作為下分支；然后再分別從這兩種狀態(tài)開(kāi)始，仍按成功（記為1）或失?。ㄓ洖?）兩種可能分析；這樣一直分析下去，直到最后結(jié)果為止，最后即形成一個(gè)水平放置的樹(shù)狀圖

4、。事件樹(shù)分析的步驟1234確定初始事件：初始事件可以是系統(tǒng)或設(shè)備的故障、人失誤或工藝參數(shù)偏離等可能導(dǎo)致事故的事件。 判定安全功能（辨識(shí)中間事件）：辨識(shí)在初始事件發(fā)生時(shí)消除或減輕其影響，以維持系統(tǒng)的安全防護(hù)措施。 發(fā)展事件樹(shù)和化簡(jiǎn)事件樹(shù)：從初始事件開(kāi)始發(fā)展事件樹(shù)。考察事件一旦發(fā)生時(shí)應(yīng)最先起作用的安全功能。根據(jù)需要，標(biāo)出各節(jié)點(diǎn)的成功與失敗的概率值，進(jìn)行定量計(jì)算，求出因失敗造成事故的“發(fā)生概率”。（1）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或事故經(jīng)驗(yàn)等。（2）根據(jù)系統(tǒng)重大故障或事故的原因分析故障樹(shù)，從它的中間事件或初始事件中選擇。（1）提醒操作者發(fā)生初始事件的報(bào)警系統(tǒng)（2）根據(jù)報(bào)警或程序要求操作

5、者采取的措施（3）緩沖裝置，如減振、壓力泄放系統(tǒng)或排放系統(tǒng)（4）局限或屏蔽措施事件樹(shù)的建造 根據(jù)需要，也可標(biāo)示出各支(成功與失敗)的概率值，以便進(jìn)行定量計(jì)算。實(shí)際上，畫(huà)圖的過(guò)程就是分析的過(guò)程。4321直至得出最后結(jié)果為止成功上支(1)，失敗下支(0)從左往右畫(huà)，每要素兩分支從事故的初始事件開(kāi)始串聯(lián)系統(tǒng)事件樹(shù)分析定量計(jì)算事件樹(shù)分析定量計(jì)算就是計(jì)算每個(gè)分支發(fā)生的概率。確定每個(gè)因素的概率（可靠度）；求系統(tǒng)的概率。串聯(lián)系統(tǒng)概率：若泵A和閥門(mén)B、C的概率分別為P(A)、P(B)、P(C)則系統(tǒng)的概率P(S)為A、B、C均處于成功狀態(tài)時(shí)即(111)時(shí)的概率，即三事件的積事件概率。并聯(lián)系統(tǒng)事件樹(shù)分析定量計(jì)算

6、并聯(lián)系統(tǒng)概率：各元件A、B、C狀態(tài)組合為正常狀態(tài)(11) 、(101)時(shí)的概率事件樹(shù)的實(shí)例例1：水泵A與閥門(mén)B串聯(lián)，用ETA分析該系統(tǒng)。若知A、B可靠度分別為0.98、0.95，求系統(tǒng)運(yùn)行成功概率和失敗概率。解：由圖可知，水由泵A抽起，經(jīng)閥門(mén)B排出，假定管道無(wú)故障，則能否順利的運(yùn)行將取決于A與B。A有二種狀態(tài)，即正常能抽水，故障不能抽水。如果A正常，則看B的情況，B也是二種狀態(tài)。故可得到其事件樹(shù)圖如下所示：AB事件樹(shù)的實(shí)例例1：?jiǎn)?dòng)A 正常0.981A故障（1-0.98）0B正常0.951B故障（1-0.95）0（11）（10）（0）系統(tǒng)狀態(tài)S0正常S1故障S2故障各元件狀態(tài)事件樹(shù)的實(shí)例例1：

7、解：P(S)0.980.950.931 P(S)=1-P(S)=1-0.931=0.069 或 P(S)= P(S1)+P(S2) =0.98(1-0.95)+(1-0.98) = 0.049+0.02=0.069 事件樹(shù)的實(shí)例例2：有一泵A與二個(gè)閥門(mén)B、C串聯(lián)組成物料輸送系統(tǒng)如圖，試用ETA分析該系統(tǒng)并畫(huà)出ET圖，A、B、C的可靠度分別為0.95、0.9、0.9，求系統(tǒng)成功概率和失敗概率。 ABC事件樹(shù)的實(shí)例例2：解：由題意，先繪ET圖如下：?jiǎn)?dòng)信號(hào)P（A）=0.95P(A )=1-0.9510P(B)=0.9P(B)=1-0.910P(C)=0.9P(C)=1-0.910各元件狀態(tài)（111

8、）（110）（10）（0）系統(tǒng)狀況P(S1)P(S2)P(S3)P(S)ABC事件樹(shù)的實(shí)例由ET圖知，只有在三個(gè)元件的所有狀態(tài)都成功的狀態(tài)下，它才能成功。故其成功的概率應(yīng)為概率積求解。P(S)=P(A)P(B)P(C)=0.950.90.9=0.7695 對(duì)于失敗的概率，令其為P(S) 則P(S)=P(S1)+P(S2)+P(S3)= P(A)P(B) P(C)+ P(A) P(B)+P(A) =0.950.9(1-0.9)+0.95(1-0.9)+(1-0.95) =0.2305 事件樹(shù)的實(shí)例例3：如下圖所示，系統(tǒng)為一個(gè)泵和二個(gè)閥門(mén)并聯(lián)的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，試?yán)L出其事件樹(shù)圖并求其成功及失敗概率(A、B

9、、C的可靠度分別為0.95、0.9、0.9)。ABC事件樹(shù)的實(shí)例例3：解：由題意,畫(huà)出ET如圖: 所以，P(S)=0.855+0.0855=0.9405 P(S)=0.0095+0.05=0.0595 啟 動(dòng)P（A）=0.95P(A)=1-0.9510P(B)=0.9P(B)=1-0.910P(C)=1-0.90（101）（100）（0）（11）P（C）=0.90.8550.08550.00950.05例4： 1981年1月，福建省某煤礦發(fā)生外源火災(zāi)，死亡28人。試編制該外源火災(zāi)傷亡事故的事件樹(shù)圖。事件樹(shù)的實(shí)例例4：事件樹(shù)的實(shí)例火災(zāi)發(fā)生及時(shí)撲滅成功1及時(shí)撲滅失敗 0撤離煙霧污染區(qū)成功1撤離煙霧

10、污染區(qū)失敗 0撤離井下成功撤離井下失敗1 0自救、躲避、外部救援成功自救、躲避、外部求援失敗1 0（1）（011）（0101）（0100）（00）一、注意事項(xiàng) ETA的注意事項(xiàng)及優(yōu)點(diǎn)邏輯思維要首尾一貫，無(wú)矛盾，有根據(jù)。應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x定起因事件 :在選擇時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)系統(tǒng)的安全影響最大、發(fā)生頻率最高的事件上。要注意人的不安全因素，否則會(huì)得錯(cuò)誤結(jié)果。123 ETA的注意事項(xiàng)及優(yōu)點(diǎn)ETA的優(yōu)點(diǎn):1簡(jiǎn)單易懂，啟發(fā)性強(qiáng)；3可以定性，也可以定量分析。2邏輯嚴(yán)密，判斷準(zhǔn)確，能找出事故發(fā)展規(guī)律；自動(dòng)滅火事件樹(shù)一倉(cāng)庫(kù)設(shè)有火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)組成的自動(dòng)滅火系統(tǒng)。設(shè)火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)可靠度皆為0.99，應(yīng)用事件樹(shù)分析一旦失火時(shí)自動(dòng)滅火失敗的概率。提 升 礦 車(chē) 事 件 樹(shù) 一斜井提升系統(tǒng)，為防止跑車(chē)事故，在礦車(chē)下端安裝了阻車(chē)叉，在斜井里安裝了人工啟