一、填空题
1、事故树作图时，常用的图形符号有三种，它们分别是（）符号、（）符号和转移符号。
二、选择题
1、事故树分析方法不能实现下列哪几项功能（）
A、识别导致事故的设备故障
B、评估事故的后果严重程度
C、识别导致事故的人失误
D、为管理措施改进提供科学依据
2、运用布尔代数计算下面表达式的值不是为a的是：（）
A、a.(a+b)
B、a+a.b
C、a+a
D、a+b
3、（）表示仅当所有输入事件发生时，输出事件才发生。
A、或门
B、与门
C、异或门
D、条件或门
4、在事故树组成中，下面哪个符号表示顶事件（）
A B C D
5、绘制事故树时，事件B1和B2中有一个发生，事件A就会发生，则应使用（）来表示三者的逻辑关系。
A.非门
B.与门
C.或门
D.与或门
答案：
一、
1、事件；逻辑门；
二、
1、B;
2、 D；
3、B ；
4、A；
5、C
事故树分析案例 起重作业事故树分析 一、概述 在工矿企业发生的各种类型的工伤事故中，起重伤害所占的比例是比较高的，所以，起重设备被列为特种设备，每二年需强制检测一次。本工程在施工安装、生产检修中使用起重设备。伤害事故的因素很多，在众多的因素中，找出问题的关键，采取最有效的安全技术措施来防止此类事故的发生，最好的方法是对起重机事故采取事故树分析方法，现对“起吊物坠落伤人”进行事故树分析。 二、起重作业事故树分析 1、事故树图 图6-2 起吊物坠落伤人事故树 T——起重物坠落伤人；
A1——人与起吊物位置不当；A2——起吊物坠落； B1——人在起吊物下方；B2——人距离起吊物太近； B3——吊索物的挂吊部位缺陷；B4——吊索、吊具断裂； B5——起吊物的挂吊部位缺陷；B6——司机、挂吊工配合缺陷； B7——起升机构失效；B8——起升绳断裂； B9——吊钩断裂； C1——吊索有滑出吊钩的趋势；C2——吊索、吊具损坏； C3——司机误解挂吊工手势； D1——挂吊不符合要求；D2——起吊中起吊物受严重碰撞； X1——起吊物从人头经过；X2——人从起吊下方经过； X3——挂吊工未离开就起吊；X4——起吊物靠近人经过； X5——吊钩无防吊索脱出装置；X6——捆绑缺陷； X7——挂吊不对称；X8——挂吊物不对； X9——运行位置太低；X10——没有走规定的通道； X11——斜吊；X12——运行时没有鸣铃； X13——司机操作技能缺陷；X14——制动器间隙调整不当； X15——吊索吊具超载；X16——起吊物的尖锐处无衬垫； X17——吊索没有夹紧；X18——起吊物的挂吊部位脱落； X19——挂吊部位结构缺陷；X20——挂吊工看错指挥手势； X21——司机操作错误；X22——行车工看错指挥手势； X23——现场环境照明不良；X24——制动器失效；
什么是故障树分析法 故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。 1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。 什么是故障树图(FTD) 故障树图 ( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系图，它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。就像可靠性框图(RBDs)，故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。 一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化"模型"路径的方法，使一个系统能导致一个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号(与，或等等)表示。在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。 故障树和可靠性框图(RBD) FTD和RBD最基本的区别在于RBD工作在"成功的空间"，从而系统看上去是成功的集合，然而，故障树图工作在"故障空间"并且系统看起来是故障的集合。传统上，故障树已经习惯使用固定概率(也就是，组成树的每一个事件都有一个发生的固定概率)然而可靠性框图对于成功(可靠度公式)来说可以包括以时间而变化的分布，并且其他特点。 故障树分析中常用符号 故障树分析中常用符号见下表:
1）用布尔代数简化事故树，求其最小割集。 事故树的函数表达式为： T=A1＋A2 = B1B2+ A2 =（X1+X2+X3+X4）（X5+X6+X7）+（X8+ X9+X10+ X11） =X1X5+ X2X5+ X3X5+ X4X5+ X1X6+ X2X6+ X3X6+ X4X6+ X1X7+ X2X7+ X3X7+ X4X7 + X8+ X9+X10+ X11 得到机械伤害事故树最小割集，即： K1={ X1X5}；K2={ X2X5}；K3={ X3X5}；K4={ X4X5}；K5={ X1X6}；K6={ X2X6}；K7={ X3X6}；K8={ X4X6}；K9={ X1X7}；K10={ X2X7}；K11={ X3X7}；K12={ X4X7}；K13={ X8}；K14={ X9}；K15={ X10}；K16={ X11}。 2）结构重要度分析 1Xi∑1 KjNj 式中：N—最小割集数；∈用公式求出各基本事件结构重要度系数：Iφ（i） = N Kj—含有基本事件Xi的最小割集； Nj—Kj中的基本事件数 Iφ（1）= Iφ（2）= Iφ（3）= Iφ（4）=1/16×3/2=0.094 Iφ（5）= Iφ（6）= Iφ（7）=1/16×4/2=0.125 Iφ（8）= Iφ（9）= Iφ（10）= Iφ（11）=1/16×1/1=0.0625 所以各基本事件结构重要度分析排序为： Iφ（8）= Iφ（9）= Iφ（10）= Iφ（11）＞Iφ（5）= Iφ（6）= Iφ（7）＞Iφ（1）= Iφ（2）= Iφ（3）= Iφ（4） 3）结果分析 由以上分析过程可见，“人员配合不当”、“设备未断电”、“无连锁保护装置”、“检修时设备误启动”这些单事件因素的结构重要度最大，应重点防；“人员接触设备”的事件因素结构重要度也较高，人员接触设备是构成机械伤害的必要条件；“设备自身有缺陷”、
故障树分析法(Fault Tree Analysis简称FTA) 概念 什么是故障树分析法 故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。 1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。 故障树分析(Fault Tree Analysis)是以故障树作为模型对系统进行可靠性分析的一种方法，是系统安全分析方法中应用最广泛的一种自上而下逐层展开的图形演绎的分析方法。在系统设计过程中通过对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图（失效树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率，以计算的系统失效概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。 故障树分析方法在系统可靠性分析、安全性分析和风险评价中具有重要作用和地位。是系统可靠性研究中常用的一种重要方法。它是在弄清基本失效模式的基础上，通过建立故障树的方法，找出故障原因，分析系统薄弱环节，以改进原有设备，指导运行和维修，防止事故的产生。故障树分析法是对复杂动态系统失效形式进行可靠性分析的有效工具。近年来，随着计算机辅助故障树分析的出现，故障树分析法在航天、核能、电力、电子、化工等领域得到了广泛的应用。既可用于定性分析又可定量分析。 故障树分析（Fault Tree Analysis）是一种适用于复杂系统可靠性和安全性分析的有效工具，是一种在提高系统可靠性的同时又最有效的提高系统安全性的方法。当前，超大型工程的建设，对可靠性，安全性提出了更高的要求，因此，故障树分析法已经广泛的应用到宇航，核能，化工，电子，机械和采矿等各个领域。 故障树分析法(Fault Tree Analysis) 简称故障树法，记作FTA [21]，[21] R G B . On the Analysis of Fault Trees ，[J] . IEEE Trans .1975 : 175 一185是一种采用逻辑推理，将系统故障形成原因由总体至部分按树枝状逐级细化，并绘出逻辑结构图（即故障树）的分析方法。其目的在于判明基本故障，确定故障的原因、影响和发生的概率。这种方法形象直观，并且能为使用单位提供明确的改进信息，所以为广大的工程技术人员所欢迎。 故障树分析法（Fault Tree Analysis，简称FTA）是在一定条件下用逻辑推理的方法，通过对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素等)进行分析，画出逻辑框图(即故障树)，从而确定系统故障原因的各种可能组合方式及其发生概率，计算系统故障概率，以采取相应的纠正措施，是提高系统可靠性的一种设计分析方法。同时，故障树分析法是可靠性工程的重要分支，是目前国内外公认的对复杂系统安全性、可靠性分析的一种实用方法。该方法可以让分析者对系统有更深入的认识，对有关系统结构、功能故障及维护保障知识更加系统化，从而使在设计、制造、使用和维护过程中的可靠性的改
故障树分析法（FTA） 故障树分析法(Fault Tree Analysis，简称FTA)，就是在系统（过程）设计过程中，通过对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素等)进行分析，画出逻辑框图(即故障树)，从而确定系统故障原因的各种可能组合及其发生概率，以计算系统故障概率，采取相应的纠正措施，提高系统可靠性的一种设计分析方法。 故障树分析主要应用于 1.搞清楚初期事件到事故的过程，系统地图示出种种故障与系统成功、失败的关系。 2.提供定义故障树顶未卜事件的手段。 3.可用于事故（设备维修）分析。 故障树分析的基本程序 1.熟悉系统：要详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。 2.调查事故：收集事故案例，进行事故统计，设想给定系统可能发生的事故。 3.确定顶上事件：要分析的对象即为顶上事件。对所调查的事故进行全面分析，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。 4.确定目标值：根据经验教训和事故案例，经统计分析后，求解事故发生的概率(频率)，以此作为要控制的事故目标值。 5.调查原因事件：调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。 6.画出故障树：从顶上事件起，逐级找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。 7.分析：按故障树结构进行简化，确定各基本事件的结构重要度。 8.事故发生概率：确定所有事故发生概率，标在故障树上，并进而求出顶上事件(事故)的发生概率。 9.比较：比较分可维修系统和不可维修系统进行讨论，前者要进行对比，后者求出顶上事件发生概率即可。 10.分析：原则上是上述10个步骤，在分析时可视具体问题灵活掌握，如果故障树规模很大，可借助计算机进行。目前我国故障树分析一般都考虑到第7步进行定性分析为止，也能取得较好效果
机械伤害- 事故树案例大全
1) 用布尔代数简化事故树，求其最小割集。事故树的函数表达式为： T=A1＋A2 = B1B2+ A2 =( X1+X2+X3+X)4 ( X5+X6+X7)+(X8+ X9+X10+ X11) =X1X5+ X2X5+ X3X5+ X4X5+ X1X6+ X2X6+ X3X6+ X4X6+ X1X7+ X2X7+ X3X7+ X4X7 + X8+ X9+X10+ X11 得到机械伤害事故树最小割集，即： K1={ X1X5} ；K2={ X2X5} ；K3={ X3X5} ； K4={ X4X5} ；K5={ X1X6} ；K6={ X2X6} ； K7={ X3X6} ；K8={ X4X6} ；K9={ X1X7} ；
K10={ X2X7} ；K11={ X3X7} ；K12={ X4X7} ； K13={ X8}；K14={ X9}；K15={ X10}；K16={ X11}。2）结构重要度分析 1Xi 1 KjNj 式中：N—最小割集数；用公式求出各基本事件结构重要度系数：I φ（i ）= N Kj —含有基本事件Xi 的最小割集；Nj —Kj 中的基本事件数 I φ（1）= I φ（2）= I φ（3）= I φ（4） =1/16 ×3/2=0.094 I φ（5）= I φ（6）= I φ （7）=1/16 ×4/2=0.125 I φ（8）= I φ（9）= I φ（10）= I φ（11） =1/16 × 1/1=0.0625 所以各基本事件结构重要度分析排序为： I φ（8）= I φ（9）= I φ（10）= I φ（11）>I φ（5）= I φ（6）= I φ（7）>I φ（1）= I φ（2）= I φ（3）= I φ（4） 3）结果分析由以上分析过程可见，“人员配合不当”、“设备未断电”、“无连锁保护装置”、“检修时设备误启动”这些单事件因素的结构重要度最大，应重点防范；“人员接触设备”的事件因素结构重要度也较高，人员接触设备是构成机械伤害的必要条
2.3事故树分析法 2.3.1 方法概述 事故树（Fault Tree Analysis, FTA）也称故障树，是一种描述事故因果关系的有向逻辑“树”，是安全系统工程中重要的分析方法之一。该法尤其适用于对工艺设备系统进行危险识别和评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。具有简明、形象化的特点，体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。FTA作为安全分析评价、事故预测的一种先进的科学方法，已得到国内外的公认和广泛采用。 1962年，美国贝尔电话实验室的维森（Watson）提出此法。该法最早用于民兵式导弹发射控制系统的可靠性研究，从而为解决导弹系统偶然事件的预测问题作出了贡献。随之波音公司的科研人员进一步发展了FTA方法，使之在航空航天工业方面得到应用。20世纪60年代期，FTA由航空航天工业发展到以原子能工业为中心的其他产业部门。1974年美国原子能委员会发表了关于核电站灾害性危险性评价报告（拉斯姆逊报告），对FTA作了大量和有效的应用，引起了全世界广泛的关注。目前此法已在国内外许多工业部门得到运用。 从1978年起，我国开始了FTA的研究和运用工作。FTA不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潜在原因，因此在工程或设备的设计阶段、在事故查询或编制新的操作方法时，都可以使用FTA对它们的安全性作出评价。实践证明FTA适合我国国情，适合普遍推广使用。 2.3.2 FTA方法的分析步骤 事故树分析是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故条件及可能导致的灾害后果，按工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，表示导致灾害、伤害事故（不希望事件）的各种因素之间的逻辑关系。它由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，并为判明灾害、伤害的发生途径及与灾害、伤害之间的关系提供一种最为形象、简洁的表达形式。 事故树分析的基本程序如下： 1）熟悉系统。要详细了解系统状态、工艺过程及各种参数，以及作业情况、环境状况等，绘出工艺流程图及布置图。 2）调查事故。广泛收集同类系统的事故安全，进行事故统计（包括未遂事故），设想给定系统可能要发生的事故。 3）确定顶上事件。要分析的对象事件即为顶上事件。对所调查的事故进行全面分析，分析其损失大小和发生的频率，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。
1.故障树分析法的产生与特点 从系统的角度来说，故障既有因设备中具体部件（硬件）的缺陷和性能恶化所引起的，也有因软件，如自控装置中的程序错误等引起的。此外，还有因为操作人员操作不当或不经心而引起的损坏故障。 20世纪60年代初，随着载人宇航飞行，洲际导弹的发射，以及原子能、核电站的应用等尖端和军事科学技术的发展，都需要对一些极为复杂的系统，做出有效的可靠性与安全性评价；故障树分析法就是在这种情况下产生的。 故障树分析法简称FTA (Fault Tree Analysis），是1961年为可靠性及安全情况，由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。其后，在航空和航天的设计、维修，原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用。目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。 总的说来，故障树分析法具有以下一些特点。 它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。它从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。 它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析；不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障，而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。因为故障树分析法使用的是一个逻辑图，因此，不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用，并且由它可派生出其他专门用途的“树”。例如，可以绘制出专用于研究维修问题的维修树，用于研究经济效益及方案比较的决策树等。 由于故障树是一种逻辑门所构成的逻辑图，因此适合于用电子计算机来计算；而且对于复杂系统的故障树的构成和分析，也只有在应用计算机的条件下才能实现。 显然，故障树分析法也存在一些缺点。其中主要是构造故障树的多余量相当繁重，难度也较大，对分析人员的要求也较高，因而限制了它的推广和普及。在构造故障树时要运用逻辑运算，在其未被一般分析人员充分掌握的情况下，很容易发生错误和失察。例如，很有可能把重大影响系统故障的事件漏掉；同时，由于每个分析人员所取的研究范围各有不同，其所得结论的可信性也就有所不同。 2.故障树的构成和顶端事件的选取
事故树的编制程序 第一步：确定顶上事件 顶上事件就是所要分析的事故。选择顶上事件，一定要在详细占有系统情况、有关事故的发生情况和发生可能、以及事故的严重程度和事故发生概率等资料的情况下进行，而且事先要仔细寻找造成事故的直接原因和间接原因。然后，根据事故的严重程度和发生概率确定要分析的顶上事件，将其扼要地填写在矩形框内。 顶上事件也可以是在运输生产中已经发生过的事故。如车辆追尾、道口火车与汽车相撞事故等事故。通过编制事故树，找出事故原因，制定具体措施，防止事故再次发生。 第二步：调查或分析造成顶上事件的各种原因 顶上事件确定之后，为了编制好事故树，必须将造成顶上事件的所有直接原因事件找出来，尽可能不要漏掉。直接原因事件可以是机械故障、人的因素或环境原因等。 要找出直接原因可以采取对造成顶上事件的原因进行调查，召开有关人员座谈会，也可根据以往的一些经验进行分析，确定造成顶上事件的原因。 第三步：绘事故树 在找出造成顶上事件的和各种原因之后，就可以用相应事件符号和适当的逻辑门把它们从上到下分层连接起来，层层向下，直到最基本的原因事件，这样就构成一个事故树。 在用逻辑门连接上下层之间的事件原因时，若下层事件必须全部同时发生，上层事件才会发生时，就用“与门”连接。逻辑门的连接问题在事故树中是非常重要的，含糊不得，它涉及到各种事件之间的逻辑关系，直接影响着以后的定性分析和定量分析。 第四步：认真审定事故树 画成的事故树图是逻辑模型事件的表达。既然是逻辑模型，那么各个事件之间的逻辑关系就应该相当严密、合理。否则在计算过程中将会出现许多意想不到的问题。因此，对事故树的绘制要十分慎重。在制作过程中，一般要进行反复推敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重来，有时还要反复进行多次，直到符合实际情况，比较严密为止。 第五章定性、定量评价 5.1 对重大危险、有害因素的危险度评价 XXX矿井的重大危险、有害因素有：矿井瓦斯危害、矿井火灾危害、矿压危害和水危害，
ＧＢ７８２９—８７故障树分析程序中华人民共和国国家标准 UDC519.28 :007.3 故障树分析程序 GB7829-87 Procedure for fault tree analysis 1 总则 1.1 目的 故障树分析是系统可靠性和安全性分析的工具之一。故障树分析包括定性分析和定量分析。定性分析的主要目的是:寻找导致与系统有关的不希望事件发生的原因和原因的组合，即寻找导致顶事件发生的所有故障模式。定量分析的主要目的是:当给定所有底事件发生的概率时，求出顶事件发生的概率及其他定量指标。在系统设计阶段，故障树分析可帮助判明潜在的故障，以便改进设计(包括维修性设计);在系统使用维修阶段，可帮助故障诊断、改进使用维修方案。 1.2 范围 本标准规定了系统可靠性和安全性的故障树分析的一般程序，主要适用于底事件和顶事件均为两状态的正规故障树。 2 引证标准 GB3187-82 《可靠性基本名词术语及定义》。 GB4888-85 《故障树的名词术语和符号》。 3 术语
本标准采用GB3187-82和GB4888-85中规定的术语定义。并补充以下术语: 3.1 模块 对于已经规范化和简化(见5.3和5.4.1)的正规故障树，模块是至少有两个底事件，但不是所有底事件的集合，这些底事件向上可到达同一个逻辑门，并且必须通过此门才能到达顶事件，故障树的所有其他底事件向上均不能到达该逻辑门。 3.2 最大模块 经规范化和简化的正规故障树的最大模块是该故障树的一个模块，且没有其他模块包含它。 3.3 割集 割集是导致正规故障树顶事件发生的若干底事件的集合。 3.4 最小割集 最小割集是导致正规故障树顶事件发生的数目不可再少的底事件的集合。它表示引起故障树顶事件发生的一种故障模式。 3.5 结构函数故障树的结构函数定义为: 其中,为故障树底事件的数目，,，,，…，,为描述底事件状态的布尔变量， 即 ,,, 3.6 底事件结构重要度 第,个底事件的结构重要度为: i=1,2,…,n
（—）典型事故分析 湖北襄樊某化工厂因企业破产需对3个50 1fl 卧式液化石油气储罐进行销爆处理。液化石油气属于易燃易爆物质，一旦泄漏，极易与周围空气混合形成具有爆炸性的混合物，如遇明火就会引起火灾或爆炸，其产生的爆炸冲击波及爆炸火球热辐射破坏强度和范围极大，极易导致次生灾害。国内外曾发生多起液化石油气火灾或爆炸事故。如1998年3月5日西安市液化石油气站曾发生过火灾事故_2 J，造成12人死亡，32人受伤，直接经济损失达400多万元。 液化石油气(LPG)主要成分[ 是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯，均为易燃易爆气体。液化石油气与空气混合气的着火能量很低，为0．06～0．26 mJ。在常温常压下液化石油气极易挥发l4 J，遇空气后体积迅速扩大250-350倍，气态液化石油气微毒，高浓度时有麻痹作用。为了系统分析液化石油气罐在销爆处理过程中可能存在的潜在危险因素，建立了以发生火灾或爆炸事故为顶上事件的事故树，笔者运用事故树分析法对销爆过程中可能发生的火灾或爆炸事故进行安全评价，预先分析和判断设备和工人操作中可能发生的危险及可能导致燃烧爆炸灾害的条件。其目的是采取相应的管理手段和安全防范措施，最大限度地消除危险和限制事故的严重程度，把事故可能造成的人身安全和财产的损害减少到最低限度。事故树的建立 事故树分析程序按其目的和要求的精度不同而不同，一般采用以下分析程序：1)确定分析系统，即确定 系统所包括的内容及其边界范围；2)熟悉分析系统，熟悉系统的整个情况，包括系统性能、运行情况、操作步 骤及各种重要参数；3)调查系统发生事故的可能性，在收集过去事故实例和事故统计的基础上，估计系统可能发生的事故；4)估计事故的危险等级，确定事故树的顶上事件；5)调查与顶上事件有关的所有事件，这些原因事件包括：设备的元件故障，原材料、半成品、工具等的缺陷；生产管理，指挥、操作上的失误和错误；以及影响顶上事件发生的环境因素；6)绘制事故树图，按照演绎分析的原则，从顶上事件起，逐级分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门的连接方法，上一层事件是下一层事件的必然结果，下一层事件是上一层事件的充分条件；7)事故树的定性分析，主要内容有：计算事故树的最小割集或最小径集；计算基本事件的结构重要度；分析各事故类型的危险性，确定防范措施；8)事故树的定量分析，主要内容有：确定引起事故发生的各基本事件的发生概率；计算事故树顶上事件的概率；计算基本事件的概率重要度和l临界重要度；9)安全评价，根据顶上事件可能发生的事故概率及系统严重度确定系统损失
故障树定性分析—最小割集及其求法 故障树分析，包括定性分析和定量分析两种方法。在定性分析中，主要包括最小割集、最小径集和重要度分析。限于篇幅，以下仅介绍定性分析中的最小割集和最小径集。 最小割集及其求法 割集：它是导致顶上事件发生的基本事件的集合。最小割集就是引起顶上事件发生必须的最低限度的割集。最小割集的求取方法有行列式法、布尔代数法等。现在，已有计算机软件求取最小割集和最小径集。以下简要介绍布尔代数化简法。 图8－9为一故障树图，以下是用布尔代数化简的过程。 图8－9 故障树 T=A1＋A2 =X1 X2 A3＋X4 A4 =X1 X2 (X1＋X3)＋X4 (X5＋X6) =X1 X2 A1＋X1 X2 A3＋X4 X5＋X4 X6 =X1 X2＋X4 X5＋X4 X6 所以最小割集为{X1，X2}，{X4，X5}，{X4，X6}。结果得到三个交集的并集，这三个交集
就是三个最小割集E1={X1，X2}，E2={X4，X5}，E3={X4，X6}。用最小割集表示故障树的等效图如图8－10。 故障树定性分析—最小割集和最小径集在故障树分析中的应用 （1）最小割集表示系统的危险性 求出最小割集可以掌握事故发生的各种可能，了解系统的危险性。 每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能，有几个最小割集，顶上事件的发生就有几种可能，最小割集越多，系统越危险。 从最小割集能直观地、概略地看出，哪些事件发生最危险，哪些稍次，哪些可以忽略，以及如何采取措施，使事故发生概率下降。 例：共有三个最小割集{X1} 、{X2，X3} 、{X4，X5，X6，X7 ，X8}，如果各基本事件的发生概率都近似相等的话，一般地说，一个事件的割集比两个事件的割集容易发生，五事件割集发生的概率更小，完全可以忽略。 因此，为了提高系统的安全性，可采取技术、管理措施以便使少事件割集增加基本事件。
油库静电火花造成油库火灾爆炸的事故树 上述事故树建立过程说明如下： （1）确定顶上事件——“油库静电火灾爆炸”（一层）。 （2）调查爆炸的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“静电火花”和“油气达到可燃浓度”。这两个事件不仅要同时发生，而且必须在“油气达到爆炸极限”时，爆炸事件才会发生，因此，用“条件与”门连接（二层）。 （3）调查“静电火花”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油库静电放电”和“人体静电放电”。这两个事件只要其中一个发生，则“静电火花”事件就会发生。因此，用“或”门连接（三层）。 （4）调查“油气达到可燃浓度”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系，直接原因事件：“油气存在”和“库区内通风不良”。“油气存在”这是一个正常状态下的功能事件，因此，该事件用房形符号。“库区内通风不良”为基本事件。这两个事件只有同时发生，“油气达到可燃浓度”事件才会发生，故用“与”门连接（三层）。 （5）调查“油库静电放电”的直接原因事件、事件的性质同和逻辑关系。直接原因事件：“静电积聚”和“接地不良”。这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。 （6）调查“人体静电放电”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“化纤品与人体摩擦”和“作业中与导体接近”。同样，这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。 （7）调查“静电积聚”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油液流速高”、“管道内壁粗糙”、“高速抽水”、“油液冲击金属容器”、“飞溅油液与空气摩擦”、“油面有金属漂浮物”和“测量操作失
景区重大火灾事故预测分析 1、建立事故树 重大火灾事故预测分析以重大火灾事故为顶上事件，逐级分析导致重大火灾事故发生的中间事件与基本事件，确定导致火灾事故的路径即事故原因，建立重大火灾事故事故树如图1。
图1 重大火灾事故树
由图1可知导致重大火灾事故的基本事件共有15项，根据经验对基本事件的概率进行赋值，基本事件概率分布见表1。 2、定性分析 （1）最小割集 最小割集表示当几种基本事件的组合中任意缺少其中一个事件时，顶上事件必然不会发生，表示可能导致事故发生的路径，描述事故发生的情形，根据图1可知，重大火灾事故事故树的最小割集情况如表2。
由上表可知导致重大火灾事故发生的路径共有42条，即重大火灾事故发生共有42种情形。 （2）最小径集 最小径集表示基本事件的组合，若该组合中的基本事件均不发生则顶上事件必然不发生，若该组合中的任意一个事件发生则顶上事件可能发生，因此最小径集表示预防事故发生的最短路径，提供防止事故发生的措施组合，本事故树的最小径集分布情况如表3所示： 由上表可知本事故树共有最小径集4个，即保证以上4个基本事件组合中任意一个组合的基本事件均不发生则顶上事件必然不发生。因此预防重大火灾事故措施应该依照消除此4个组合中的危险因素入手，组合中表示的危险有害因素应该作为重点管理的对象。
3、定量分析 （1）顶上事件概率 根据图1与表2可以计算顶上事件重大火灾事故发生的概率，顶上事件发生的概率: 经计算可知顶上事件发生的概率P(T)=，即景区现行情况下发生重大火灾事故的概率为。 （2）重要度分析 未确定每个基本事件，也即每个危险因素对导致重大火灾发生所产生的影响程度，因此对基本事件进行重要度分析，主要分析基本事件的结构重要度、概率重要度和临界重要度3个维度。从事故发生的角度考虑，重要度的数值越大，对于顶上事件发生与否或者发生概率的影响越大，表明该危害因素是导致事故发生的重要因素。从事故预防的角度的分析，对重要度数值较大的基本事件进行有效的控制能够有效的减少或减低顶上事件发生的频次或概率，因此此危险因素应该作为重点控制的方面。 1）结构重要度 结构重要度是指其他因素均不发生变化的情况的基本事件改变对顶上事件的影响程度，经计算本事故树的基本事件的结构重要度排序如下： I(X4)=I(X3)=I(X2)=I(X1)>I(X9)=I(X8)>I(X15)=I(X14)=I(X13 )=I(X12)=I(X11)=I(X10)>I(X7)=I(X6)=I(X5)
事故树分析 一、课型：新授课 二、教学目的 1.知识方面 了解事故树的概念、编制事故树的基本步骤、认识逻辑语言 2.能力方面 掌握如何编制事故树、及逻辑符号应用 3.情感态度与价值观方面 通过学习，使学生能从全面系统的角度去思考问题，树立全面的学习态度和积极的价值观。并通过教学相长的过程，用语言和情感的交流，使学生自信，学会用积极乐观的态度去对待人生，对待学习。 三、教学重点和难点 1.重点： （1） （2） 2.难点： （1） （2） 四、教学方法：讲授法、讨论法、案例教学法等。 五、教学手段：多媒体教学、板书。 六、教学过程 （一）导入新课 1．设计新颖活泼，精当概括。 2．怎样进行，复习哪些内容？ 3．提问那些学生，需用多少时间等。 （二）讲授新课 1．针对不同教学内容，选择不同的教学方法。 2．怎样提出问题，如何逐步启发、诱导？ 3．教师怎么教学生怎么学？详细步骤安排，需用时间。
（三）巩固练习 1．练习设计精巧，有层次、有坡度、有密度。 2．怎样进行，谁上黑板板演。 3．需要多少时间。 （四）归纳小结 1．怎样进行，是教师还是学生归纳。 2．需用多少时间。 七、作业安排 八、板书设计
事故树（FTA）分析一、FTAF分析概述 （一）定义 它是一种演绎分析方法（结果-原因） （二）特点 （三）不足 （四）事故树分析程序
（1）事故树定性分析 根据事故树的结构，分析顶事件的发生条件，并计算基本事件对事故影响的重要程度，为确定预防措施提供依据。 ①求取事故树的最小割集和最小径集； ②计算基本事件的结构重要度； （2）事故树定量分析 根据基本事件概率，确定顶事件发生的可能性。 ①确定各基本事件发生概率； ②计算顶事件发生概率； ③计算基本事件的概率重要度和临界重要度； i g q T P i I ??=)()(；)()()(T P q i I i I i g c = 二、事故树基本符号 （一）事件符号 （1）底事件：仅导致其他事件的原因事件，位于事故树的底部。 ①基本原因事件:②省略（未探明）事件：原则上应进一步分析其原因，但暂时不能或不必 （2）结果事件： 由其他事件或事件组合所导致的事件，它总是位于某个逻辑 ① 门的输出事件。 ② 的输入，又是其它逻辑门的输出。 （3 ①开关事件（正常事件）：位于事故树低端。 ②条件事情： 九、教学流程图
事故树分析 一、事故树分析的定义 事故树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）又称故障树分析，是安全系统工程最重要的分析方法。1961年，美国贝尔电话研究所的沃特森（Watson）在研究民兵式导弹反射控制系统的安全性评价时，首先提出了这个方法。1974年，美国原子能委员会应用FTA对商用核电站的灾害危险性进行评价，发表了拉斯姆森报告，引起世界各国的关注。此后，FTA从军工迅速推广到机械、电子、交通、化工、冶金等民用工业。 事故树是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树。它形似倒立着的树，树中的节点具有逻辑判别性质。树的“根部”顶点节点表示系统的某一个事故，树的“梢”底部节点表示事故发生的基本原因，树的“树权”中间节点表示由基本原因促成的事故结果，又是系统事故的中间原因。事故因果关系的不同性质用不同逻辑门表示。这样画成的一个“树”用来描述某种事故发生的因果关系，称之为事故树。 事故树分析逻辑性强，灵活性高，适应范围广，既能找到引起事故的直接原因，又能揭示事故发生的潜在原因，既可定性分析，又可定量分析。事故树分析可用来分析事故，特别是重大恶性事故的因果关系。 二、事故树分析的步骤 （一）编制事故树编制步骤包括：1、确定所分析的系统，即确定系统所包括的内容及其边界范围。2、熟悉所分析的系统，是指熟悉系统的整体情况，必要时根据系统的工艺、操作内容画出工艺流程图及布置图。3、调查系统发生的各类事故，收集、调查所分析系统过去、现在以及将来可能发生的事故，同时还要收集、调查本单位与外单位、国内与国外同类系统曾发生的所有事故。4、确定事故树的顶上事件，即所要分析的对象事件。5、调查与顶上事件有关的所有原因事件，从人、机、环境和管理各方面调查与事故树顶上事件有关的所有事故原因。这些原因事件包括：机械设备的元件故障；原材料、能源供应、半成品、工具等的缺陷；生产管理、指挥、操作上的失误与错误；影响顶上事件发生的环境不良等。6、事故树作图，就是按照演绎分析的原则，从顶上事件起，一级一级往下分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门连接上下层事件，直至所要求的分析深度，最后就形成一株倒置的逻辑树形图。 （二）事故树定性分析定性分析是事故树分析的核心内容。其目的是分析某类事故的发生规律及特点，找出控制该事故的可行方案，并从事故树结构上分析各基本原因事件的重要程度，以便按轻重缓急分别采取对策。事故树定性分析的主要内容有：利用布尔代数化简事故树；求取事故树的最小割集或最小径集；计算各基本事件的结构重要度；定性分析结论。根据分析结论并结合本企业的实际情况，订出具体、切实可行的预防措施。
. 事故树分析案例 起重作业事故树分析 一、概述 在工矿企业发生的各种类型的工伤事故中，起重伤害所占的比例是比较高的，所以，起重设备被列为特种设备，每二年需强制检测一次。本工程在施工安装、生产检修中使用起重设备。伤害事故的因素很多，在众多的因素中，找出问题的关键，采取最有效的安全技术措施来防止此类事故的发生，最好的方法是对起重机事故采取事故树分析方法，现对“起吊物坠落伤人”进行事故树分析。 二、起重作业事故树分析 1、事故树图 图6-2 起吊物坠落伤人事故树 T——起重物坠落伤人； A1——人与起吊物位置不当；A2——起吊物坠落；
. B1——人在起吊物下方；B2——人距离起吊物太近； B3——吊索物的挂吊部位缺陷；B4——吊索、吊具断裂； B5——起吊物的挂吊部位缺陷；B6——司机、挂吊工配合缺陷； B7——起升机构失效；B8——起升绳断裂； B9——吊钩断裂； C1——吊索有滑出吊钩的趋势；C2——吊索、吊具损坏； C3——司机误解挂吊工手势； D1——挂吊不符合要求；D2——起吊中起吊物受严重碰撞； X1——起吊物从人头经过；X2——人从起吊下方经过； X3——挂吊工未离开就起吊；X4——起吊物靠近人经过； X5——吊钩无防吊索脱出装置；X6——捆绑缺陷； X7——挂吊不对称；X8——挂吊物不对； X9——运行位置太低；X10——没有走规定的通道； X11——斜吊；X12——运行时没有鸣铃； X13——司机操作技能缺陷；X14——制动器间隙调整不当； X15——吊索吊具超载；X16——起吊物的尖锐处无衬垫； X17——吊索没有夹紧；X18——起吊物的挂吊部位脱落； X19——挂吊部位结构缺陷；X20——挂吊工看错指挥手势； X21——司机操作错误；X22——行车工看错指挥手势； X23——现场环境照明不良；X24——制动器失效； X25——卷筒机构故障；X26——钢丝磨损；
第20章故障树分析（FTA） 大纲要求：掌握布尔代数运算 熟悉故障树分析的特点、基本概念、步骤和建树原则；掌握其适用条件、定性分析和定量分析应用。 ●布尔代数运算规则： ①结合律 （A＋B）＋C＝A＋（B＋C） （A · B）· C＝A ·（B · C） ②交换律 A＋B＝B＋A A · B＝ B · A ③幂等律 A＋A＝A A·A＝A ④吸收律 A＋A·B＝A A ·（A＋B）＝A ⑤分配律 A ·（B＋C）＝（A · B）＋（A · C） A＋（B · C）＝（A＋B）·（A＋C） ⑥互补律 A＋A′＝１ A · A′＝０ ⑦对合律 （A′）′＝A ⑧狄摩根定律 (A＋B)′＝A′·B′ (A · B)′＝A′+B′ ⑨重叠律 A＋A′B＝A＋B= B＋B′A A＋AB＝AA·A＝A A＋A＝A ●故障树分析的特点： ①故障树分析是一种图形演绎法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。 ②故障树分析是按工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，是一种描述因果 关系的有方向的“树” ③故障树是由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全部问题或系统的运行功 能问题。 ④故障树分析法形象、简洁的表达了灾害、伤害发生途径及事故因素之间的关系，体 现了系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。
●基本概念： 1、故障树分析是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故及可能导致的灾害后果，按工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，表示导致灾害、伤害事故的各种因素间的逻辑关系。它由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，为判明灾害、伤害的发生途径及事故因素之间的关系，故障树分析法提供了一种最形象、最简洁的表达形式。 2、割集：能够引起顶上事件发生的基本事件的集合 3、最小割集：能够引起顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合 4、径集：如果故障树中某些事件不发生，则顶上事件就不发生，这些基本事件的集合称为径集 5、最小径集：就是顶上事件不发生所需的最低限度的径集。 6、结构重要度分析：是分析基本事件对顶上事件的影响程度，为改进系统安全性提供信息的重要手段。 7、概率重要度分析：是分析各基本事件发生概率的变化给顶上事件发生概率造成的影响程度。通过各基本事件的概率重要度可以了解：诸多基本事件，减少哪个基本事件的发生概率可以有效地降低顶上事件的发生概率。 8、临界重要度分析：是从敏感度和自身发生概率的双重角度衡量各基本事件的重要度标准。 ●步骤： 熟悉系统。要求要确实了解系统情况，包括工作程序、各种重要参数、作业情况。必要时画出工艺流程图和布置图。 调查事故。要求在过去事故实例、有关事故统计基础上，尽量广泛地调查所能预想到的事故，即包括已发生的事故和可能发生的事故。 确定顶上事件。所谓顶上事件，就是我们所要分析的对象事件。分析系统发生事故的损失和频率大小，从中找出后果严重，且较容易发生的事故，作为分析的顶上事件。 确定目标。根据以往的事故记录和同类系统的事故资料，进行统计分析，求出事故发生的概率(或频率)，然后根据
一、木工平刨伤手事故树分析 木工平刨伤手事故是发生较为频繁的事故，对其进行事故树分析具有典型意义。1．木工平刨伤手事故树 通过对木工平刨伤手事故的原因进行深入分析，编制出事故树，如图5-57所示。 D2 图5-57 木工平刨伤手事故树分析图 2．事故树定性分析 （1）最小割集与最小径集 经计算，割集为9个（最小割集亦为9个）； 同样求得： 径集为3个（最小径集亦为3个）。 做出原事故树的成功树： 写出成功树的结构式，并化简，求取其最小割集： T’=A1’+X11’ =B1’X8’X9’X10’+X11’ =(C’+X1’)X8’X9’X10’+X11’ =(C’+X1’)X8’X9’X10’+X11’ =…… = X1’X8’X9’X10’+X2’X3’x4’X5 ’X6’X7’X8’X9’X10’+X11’
从而得到事故树的最小径集为： {}{}{} 11 310987654322109811,,,,,,,,,, ,,,x P x x x x x x x x x P x x x x P === 图5-58 木工平刨伤手事故树成功树 (2)结构重要度分析 I Φ(11)> I Φ(8)=I Φ(9)= I Φ(10)> I Φ(1)>I Φ(2)= I Φ(3)= I Φ(4)=I Φ(5) =I Φ(6)= I Φ(7) 结构重要度顺序说明:x11（安全装置故障失灵）是最重要的基本事件，x8，x9，x10是第二位的，x1是第三位的，x2，x3，x4 x5，x6 x7则是第四位的。也就是说， 提高木工平刨安全性的根本出路在于安全装置。 其次，在开机时测量加工件x9、修理x8刨机和清理碎屑、杂物x10，是极其危险的。 再次，直接用于推加工木料x1相当危险，一旦失手就可能接近旋转刀口。 第四位的事件较多，又都是人的操作失误，往往是难以避免的，只有加强技术培训和安全教育才能有所减少。如果把人作为系统的一个元件来处理，则这个元件的可靠性最低。 3．事故树定量分析 （1）基本事件发生概率估计值 为了定量分析计算，最重要的是确定基本事件发生概率。本例只能凭经验估计——主观概率法。 从理论上讲，事故发生概率应为任—瞬间发生的可能性，是一无量纲值。 但从工程实践出发，许多文献皆采用计算频率的办法代替概率的计算，即计算单位时间事故发生的次数。
故障树分析法(Fault Tr75 ee Analysis简称FTA) 1引言 是系统可靠性研究中常用的一种重要方法。它是在弄清基本失效模式的基础上，通过建立故障树的方法，找出故障原因，分析系统薄弱环节，以改进原有设备，指导运行和维修，防止事故的产生。故障树分析法是对复杂动态系统失效形式进行可靠性分析的有效工具。近年来，随着计算机辅助故障树分析的出现，故障树分析法在航天、核能、电力、电子、化工等领域得到了广泛的应用。 2故障树分析法的原理简介 故障树分析法是把所研究系统的最不希望发生的故障状态作为故障分析的目标，然后找出直接导致这一故障发生的全部因素，再找出造成下一级事件发生的全部直接因素，直到那些故障机理已知的基本因素为止。通常把最不希望发生的事件称为顶事件，不再深究的事件为基本事件，而介于顶事件与基本事件之间的一切事件称为中间事件，用相应的符号代表这些事件，再用适当的逻辑门把顶事件、中间事件和基本事件联结成树形图，即得故障树。它表示了系统设备的特定事件(不希望发生事件)与各子系统部件的故障事件之间的逻辑结构关系。以故障树为工具，分析系统发生故障的各种原因、途径，提出有效防止措施的系统可靠性研究方法即为故障树分析法。 3水压机系统故障树的建立 水压机系统是由泵站、高压气罐、水罐、高低压管道、各种阀门、压力表、缸以及电控装置等多种部件组成的一个复杂的机、电、液一体化系统。目前国产水压机多为60年代的产品，在经过长期的服役后，已到故障多发期，在使用中常出现多种故障，例如：工作性能不稳定、速度低、噪声大、泄漏大、顶出缸失灵、工作缸无力等，从而使生产中废品率高、效率低，极大地影响了企业的经济效益。从故障发生的影响后果看，危害程度较大的是主缸动作无力事故，因为主缸是水压机的主要执行器，因而主缸无力往往是造成废品率高的直接原因，因此应该从这一直接原因入手对系统进行分析；另外，主缸发生故障也常常是系统其他部件出现故障的反映，从这里开始分析可以查出其他部件可能出现的故障。因此，在进行水压机系统的故障树分析时，应选定主缸动作无力为顶事件。 通过对水压机设备系统的分析发现，主缸动作无力事故是由下面3个因素造成的，即：乳化液未进入主缸、进入主缸水压不足、主缸泄漏严重。三者之间由逻辑“或”门联结，即只要其中的一件事故发生便可造成顶事件的发生；乳化液未进入主缸则由系统未供水、换向阀未换向这两个事故造成。同样，这两者之一就能使乳化液未进入主缸事故发生；类似地，进入主缸水压不足是由换向阀未换向和换向阀系统故障两个事件组成；由此进行类似的分析，可给出水压机系统主缸动作无力事故的故障树如图1所示。 4水压机系统故障树分析 从图1所示故障树中可以看出，主缸动作无力事故的发生有多方面的原因。 (1) 设计方面的因素