事故树分析
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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。
事故树分析法(FTA)事故树分析法就是一种既能定性又能定量的逻辑演绎评价方法,就是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树,在逻辑树中相关原因事件之间用逻辑门连接,构成逻辑树图,为判明事故发生的途径及损害间关系提供一种最形象、最简洁的表达方式。
事故树法又称为故障树分析法,就是一种逻辑演绎的系统评价方法,就是安全系统工程中重要的分析方法之一。
它能对各种系统的危险性进行识别评估,既适用于定性分析,又能进行定量分析。
具有简明、形象的特点。
其分析方法就是从要分析的特定事故或故障顶上事件开始,层层分析其发生原因(中间事件),一直分析到不能再分解或没有必要分析时为止,即分析至基本原因事件为止,用逻辑门符号将各层中间事件与基本原因事件连接起来,得到形象、简洁地表达其因果关系的逻辑树图形即故障树。
通过对其简化计算得到分析评价目的的方法。
故障树分析法的主要功能1、对导致事故的各种因素及其逻辑关系作出全面的描述2、便于发现与查明系统内固有的或者潜在的危险因素,为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据3、使作业人员全面了解与掌握各项防灾要点4、对已发生的事故进行原因分析故障树的分析步骤1、确定所分析的系统2、熟悉所分析的系统3、调查系统发生的事故4、确定事故的顶上事件5、调查与顶上事件有关的所有原因事件6、故障树作图7、故障树的定性分析8、故障树的定量分析9、安全性评价事故树的主要符号事件符号逻辑符号顶上事件、中间事件符号,需要进一步的分析基本事件符号,不能进一步往下分析正常事件,正常情况下存在的事件省略事件,不能或者不需要分析事故树的建造方法直接原因事件可以从以下几个方面考虑:1、 电气设备故障2、 人的差错(操作、管理、指挥)3、 环境不良事故树的数学描述事故树的结构函数y =Φ 割集割集:事故树种某些基本事件的组合,当这些基本事件都发生时,顶上事件必然发生。
如果在一个割集中去掉任何一个顶上事件导致顶上事件不能发生,那么这个割集即为最小割集,也就就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。
事故树分析法(FTA)事故树分析法是一种既能定性又能定量的逻辑演绎评价方法,是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树,在逻辑树中相关原因事件之间用逻辑门连接,构成逻辑树图,为判明事故发生的途径及损害间关系提供一种最形象、最简洁的表达方式。
事故树法又称为故障树分析法,是一种逻辑演绎的系统评价方法,是安全系统工程中重要的分析方法之一。
它能对各种系统的危险性进行识别评估,既适用于定性分析,又能进行定量分析。
具有简明、形象的特点。
其分析方法是从要分析的特定事故或故障顶上事件开始,层层分析其发生原因(中间事件),一直分析到不能再分解或没有必要分析时为止,即分析至基本原因事件为止,用逻辑门符号将各层中间事件和基本原因事件连接起来,得到形象、简洁地表达其因果关系的逻辑树图形即故障树。
通过对其简化计算得到分析评价目的的方法。
故障树分析法的主要功能1、对导致事故的各种因素及其逻辑关系作出全面的描述2、便于发现和查明系统内固有的或者潜在的危险因素,为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据3、使作业人员全面了解和掌握各项防灾要点4、对已发生的事故进行原因分析故障树的分析步骤1、确定所分析的系统2、熟悉所分析的系统3、调查系统发生的事故4、确定事故的顶上事件5、调查与顶上事件有关的所有原因事件6、故障树作图7、故障树的定性分析8、故障树的定量分析9、安全性评价事故树的主要符号 事件符号逻辑符号顶上事件、中间事件符号,需要进一步的分析基本事件符号,不能进一步往下分析正常事件,正常情况下存在的事件省略事件,不能或者不需要分析事故树的建造方法直接原因事件可以从以下几个方面考虑: 1、 电气设备故障2、 人的差错(操作、管理、指挥)3、 环境不良事故树的数学描述事故树的结构函数y =Φ() 或 =Φ(, ,…, ) 系统的结构函数事故树的定性分析利用布尔代数简化事故树割集或门,任意一事件发生,顶上事件发生·与门,两个事件同时发生,顶上事件发生条件或门,任意事件发生,并且满足a ,顶上事件才发生条件与门,两事件同时发生,并满足a ,顶上事件才发生限制门,事件发生,并满足a ,顶上事件才发生+割集:事故树种某些基本事件的组合,当这些基本事件都发生时,顶上事件必然发生。
事故树分析事故树分析(AccidentTreeAnalysis,简称ATA)法起源于故障树分析法(简称FTA),是安全系统工程的重要分析方法之一,是一种演绎的安全系统分析方法。
目录展开简介事故树分析法(Accident Tree Analysis,简称ATA)起源事故树分析法于故障树分析法(Fault Tree Analysis,简称FTA),是从要分析的特定事故或故障(顶上事件)开始,层层分析其发生原因,直到找出事故的基本原因(底事件)为止。
这些底事件又称为基本事件,它们的数据已知或者已经有统计或实验的结果。
20世纪60年代初期,很多高新产品在研制过程中,因对系统的可靠性、安全性研究不够,新产品在没有确保安全的情况下就投入市场,造成大量使用事故的发生,用户纷纷要求厂家进行经济赔偿,从而迫使企业寻找一种科学方法确保安全。
事故树分析首先由美国贝尔电话研究所于1961为研究民兵式导弹发射控制系统时提出来,1974年美国原子能委员会运用FTA对核电站事故进行了风险评价,发表了著名的《拉姆逊报告》。
该报告对事故树分析作了大规模有效的应用。
此后,在社会各界引起了极大的反响,受到了广泛的重视,从而迅速在许多国家和许多企业应用和推广。
中国开展事故树分析方法的研究是从1978年开始的。
目前已有很多部门和企业正在进行普及和推广工作,并已取得一大批成果,促进了企业的安全生产。
80年代末,铁路运输系统开始把事故树分析方法应用到安全生产和劳动保护上来,也已取得了较好的效果。
事故树分析方法可用于洲际导弹(核电站)等复杂系统和其他各类系统的可靠性及安全性分析,各种生产的安全管理可靠性分析和伤亡事故分析。
它同时也可向成功树进行转换。
基本概念——“树”“树”的分析技术是属于系统工程的图论范畴。
“树”是其网络分析技术中的概念,要明确什么是“树”,首先要弄清什么是“图”,什么是“圈”,什么是连通图等。
图论中的图是指由若干个点及连接这些点的连线组成的图形。
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“测量操作失误”。
这些事件只要其中一个发生,就会发生“静电积聚”。
因此,用“或”门连接(五层)。
(8)调查“接地不良”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。
直接原因事件:“未设防静电接地装置”、“接地电阻不符合要求”和“接地线损坏”。
这3个事件只要其中1个发生,就会发生“接地不良”。
因此,用“或”门连接(五层)。
(9)调查“测量操作失误”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。
直接原因事件:“器具不符合标准”和“静置时间不够”。
这2个事件其中有1个发生,则“测量操作失误”就会发生。
故用“或”门连接(六层)。
生产车间燃烧爆炸事故树模型图顶上事件、中间事件符号,需要进一步向下分析的事件基本事件符号,不能再向下分析的事件正常事件符号,正常情况下存在的事件或门,表示下层任何一件事情单独发生的时候,上层事件都会发生与门,表示下层事件同时发生的时候,上层事件才会发生生产车间燃烧爆炸事故树模型图表2.3-1 生产车间火灾爆炸事故树符号含义2)事故树定性分析①求最小径集最小割集是能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合,即割集中作一基本事件不发生,顶上事件就不会发生;最小径集是指在事故树中凡是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合,也就是说,在最小径集中,去掉任何一个基本事件,便不能保证一定不发生事故。
通过分析可知,图6-1中所示事故树最小割集的个数远远多于其成功树的最小径集的个数,从最小径集入手分析较为方便,把该事故树转化为成功树,其结构函数式如下:T'=A1'+A2'=B1'B2'B3'B4' B5'B6'B7'+(X25'+B8')=X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'C1'C2'(X17'+C3')X22' (X23'+X24')+(X25'+X26'X27'X28')= X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7' (X8'+X9')(D1'+D2')(X17'+X18'D3')X22' (X23'+X24')+(X25'+X26'X27'X28')= X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7' (X8'+X9')(X10'X11'X12'X13'+X14'X15'X16')(X17'+X18'X19'X20'X21')X22' (X23'+X24') + (X25'+X26'X27'X28')= (X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'+X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' )( X10'X11'X12'X13'+X14'X15'X16') (X17'+X18'X19'X20'X21') (X23'+X24') +(X25'+X26'X27'X28')=(X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'+X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' )(X10'X11'X12'X13'+X14'X15'X16')(X17'X23'+X17'X24'+ X18'X19'X20'X21'X23' +X18'X19'X20'X21'X24') +(X25'+X26'X27'X28')=( X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X10'X11'X12'X13'+X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X14'X15'X16'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X10'X11'X12'X13'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X14'X15'X16')(X17'X23'+X17'X24'+ X18'X19'X20'X21'X23'+X18'X19'X20'X21'X24')+(X25'+X26'X27'X28')= X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X10'X11'X12'X13' X17'X23'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X10'X11'X12'X13' X17'X24'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X10'X11'X12'X13' X18'X19'X20'X21'X23'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X10'X11'X12'X13' X18'X19'X20'X21'X24'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X14'X15'X16' X17'X23'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X14'X15'X16' X17'X24'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X14'X15'X16' X18'X19'X20'X21'X23'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X8'X14'X15'X16' X18'X19'X20'X21'X24'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X10'X11'X12'X13' X17'X23'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X23'X9' X10'X11'X12'X13' X17'X24'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X10'X11'X12'X13' X18'X19'X20'X21'X23' + X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X10'X11'X12'X13' X18'X19'X20'X21'X24' + X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X14'X15'X16' X17'X23'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X14'X15'X16' X17'X24'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X14'X15'X16' X18'X19'X20'X21'X23'+ X1'X2'X3'X4'X5'X6'X7'X22'X9' X14'X15'X16' X18'X19'X20'X21'X24'+X25'+X26'X27'X28'从而得到事故树的最小径集P1={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X8',X10',X11',X12',X13' ,X17',X23'} P2={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22'X8',X10',X11',X12',X13',X17',X24'}P3={ X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X8',X10',X11',X12',X13',X18',X19', X20',X21',X23'}P4={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X8',X10',X11',X12',X13',X18',X19', X20',X21',X24'}P5={ X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X8',X14',X15',X16',X17',X23'}P6={ X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X8',X14',X15',X16',X17',X24'}P7={ X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X8',X14',X15',X16',X18',X19', X20',X21',X23'}P8={ X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X8',X14',X15',X16',X18',X19', X20',X21',X24'}P9={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X9',X10',X11',X12',X13',X17',X23'}P10={ X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X9',X10',X11',X12',X13',X17',X24'} P11={ X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X9',X10',X11',X12',X13',X18',X19' X20',X21',X23'}P12={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X9',X10',X11',X12',X13',X18',X19', X20',X21',X24'}P13={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22',X9', X14',X15',X16', X17',X23'}P14={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22', X9',X14',X15',X16',X17',X24'}P15={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22', X9',X14',X15',X16',X18',X19', X20',X21',X23'}P16={X1',X2',X3',X4',X5',X6',X7',X22', X9',X14',X15',X16',X18',X19', X20',X21',X24'}P17={X25'}P18={X26',X27',X28'}2)结构重要度分析A、X25'是单事件最小径集,所以I=(25)最大B、I(1)=I(2)=I(3)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(22)C、I(10)=I(11)=I(12)=I(13)D、I(14)=I(15)=I(16)E、I(18)=I(19)=I(20)=I(21)F、I(26)=I(27)=I(28)因此,得到基本事件重要顺序为:I(25)>I(1)=I(2)=I(3)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(22)>I(17)>I(14)=I(15)=I(16)>I(8)=I(9)=I(23)=I(24) >I(10)=I(11)=I(12)=I(13)>I(18)=I(19)=I(20)=I(21) >I(26)=I(27)=I(28)。