安全评价中事故树分析法

1、安全评价学年论文课程设计（学年论文）课题名称：事故树分析法在加油站安全评价中的研究学生学号：1201050117专业班级：安全工程01班学生姓名：吴川学生成绩：指导教师：雷i.课题工作时间：2015年6月3 h至2015年6月16曰武汉工程大学制-lx.1刖s安全评价，m外也称为安全风险评价或危险评价，它是以实现工程、系统安 全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对工程、系统中存在的危险、宥害因 素进行辨识与分析，判断工程、系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度, 从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。安全评价是衡量风险，实现安全 生产的重要途径。安全评价既需要安全评价理论的支撑，乂需

2、要理论与实际经 验的结合，二者缺一不可。安全评价作为安全生产的至关重要环节，使得对建设项目进行安全评价，已 成为必须进行的重要举措，因而客观形势对安全评价工作的研究提出了大量迫切 的新课题，其屮对安全评价方法的研究就是一个极其重要的方面。为此，对进行安 全评价常用的事故树分析法（fault tree analysis,简称fta）进行了较为深入 的研究。事故树分析法是安全系统工程屮常用的一种演绎推理分析方法，这种方 法将系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一 种称为事故树的树形图表示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生的 主要原因，为确定安全对策提供可靠依据，

3、以达到预测与预防事故发生的口的。 目前，事故树分析法己从宇航、核工业进入一般电力、化工、机械、交通等领域， 它可以进行故障诊断、分析系统的薄弱环节，指导系统的安全运行，实现系统的 优化设计。事故树分析法起源于故障树分析法，是安全系统工程的重要分析方法之一， 它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到 找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。这些底事件乂称为基本事件，它 们的数据是己知的或者己经冇过统计或实验的结果。它能对各种系统的危险性进 行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地祸示出事故的潜在 原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑

4、性强，既可定性分 析，又可定量分析。目录前言 1第一章安全评价中事故树分析法的背景1第二章事故树分析法的基本概念22.1 事故树的定义22.2 事故树的符号及其意义22.2.1事件符号22.2.2 逻辑门及其符号3第三章事故树分析法的编制43. 1 编制事故树的方法43.2 分析步骤43.3 事故树的定性分析43.4 事故树的定量分析5a-zr弟章事故树分析法的实际应用4.1 事故树分析法在建筑施丁.行业的应用74.1.1 74.1.2事故树分析74.2 事故树分析法在化工企业的应川81 84. 2. 2事故树分析84.3 事故树分析法在矿山灾害的应川94. 3. 1 92事故树分析。10第五

5、章结论1113参考文献事故树分析（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。事故树分析法（accident tree analysis,简称ata）起源于故障树分析法 （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

6、产品在没冇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，从而迫使企业寻找种科学方法确保 安全。事故树分析首先由美ww尔电话研究所于1961为研究民兵式导弹发射控制 系统时提出來，1974年美岡原子能委员会运用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冇效的应用。 此后，在社会各界引起y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w开展事故树分析方法的研究是从1978年开始的。 当时很多部门和企业进行了普及和推广工作，并取得一大批成果，促进了企业的 安全生产。80年代末，铁路运输系统

7、开始把事故树分析方法应用到安全生产和 劳动保护上來，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。第二章事故树分析法的基本概念2.1事故树的定义形似倒立着的树。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“枝杈”屮间节点表示由基本原因促成 的事故结果，又是系统事故的屮间原因；事故因果关系的不同性质用不同的逻辑 门表示。这样画成的一个“树”用来描述某种事故发生的w果关系，称之为事故 树o2.2事故树的符号及其意义事故

8、树是由各种符号和其连接的逻辑门组成的。2.2.1事件符号1、矩形符号用它表示顶上事件或中间事件。将事件扼要记入矩形框1。必须注意，顶上 事件-定要清楚明丫，不要太笼统。例如“交通事故”，“爆炸着火事故”，对 此人们无法下手分析，而应当选择具体事故。2、圆形符号它表示基木（原因）事件，可以是人的差错，也可以是设备、机械故障、环境 因素等。它表示最基本的事件，不能再继续往下分析了。3、屋形符号它表示正常事件，是系统在正常状态下发生的正常事件。4、菱形符号它表示省略事件，即表示事前不能分析，或者没宥再分析下去的必耍的事什。(m2. 2. 2逻辑门及其符号1、与门符号与门连接表示输入事件bl、b2同吋

9、发生的情况下，输出事件a冰会发生的 连接关系。二者缺一不可，表现为逻辑积的关系，即a=binb2。在有若干输入 事件时，也是如此。2、或门符号表示输入事件b1或b2中，任何一个事件发生都可以使事件a发生，表现为 逻辑和的关系即a=b1ub2。在有若干输入事件吋，情况也是如此。3、条件与门符号表示只有当bl、b2同时发生，且满足条件a的情况下，a才会发生，和当 于三个输入事件的与门。即a=binb2na，将条件a记入六边形内。4、条件或门符号表示b1或b2任何一个事件发生，且满足条件p ,输出事件a冰会发生， 将条件p记入六边形内。5、限制门符号它是逻辑上的一种修正符号，即输入事件发生且满足条件

10、y时，才产生输 出事件。相反，如來不满足，则不发生输出事件，条件y写在椭岡形符号内。第三章事故树分析法的编制3. 1编制事故树的方法人工编制事故树的常用方法为演绎法，它是通过人的思考去分析顶事件是怎 样发生的。演绎法编制时首先确定系统的顶事件，找出直接导致顶事件发生的 各种可能因素或因素的组合即屮ixi事件。在顶事件与芄紧连的屮间事件之间，根 据其逻辑关系相应地画上逻辑门。然后再对每个中间事件进行类似的分析，出其 宵接原因，逐级向下演绎，直到不能分析的基木事件为止。3.2分析步骤1、确定所分析的系统。2、熟悉所分析的系统。3、调查系统发生的各类事故。4、确定事故树的顶上事件。5、调查与顶上事件

11、有关的所有事件。6、事故树作阁。3.3事故树的定性分析结构函数若事故树宥n个相互独立的基木事件，xi表示基本事件的状态变量，xi 仅取1或0两种状态；*表示事故树顶事件的状态变量，*也仅取1或0两种 状态,则有如下定义：因为顶事件的状态完全取决于基本事件xi的状态变量(i=l, 2,，n), 所以4)是x的函数，即：4) = 4)(x)其中，x=(x1, x2，-xn),称小(x)为事故树的结构函数。最小割集在事故树屮，我们把引起顶事件发生的基木事件的集合称为割集,也称截集或截止集。一个事故树中的割集一般不止一个,在这些割集中，凡不包含其他割集 的，叫做最小割集。最小径集在事故树中，当所有基本

12、事件都不发生时，顶事件肯定不会发生。然而，顶 事件不发生常常并不要求所冇基本事件都不发生，血只耍某些基本事件不发生 顶事件就不会发生。这些不发生的基本事件的集合称为径集，也称通集或路集。 在同一事故树中，不包含其他径集的径集称为最小径集。如果径集中任意去掉一 个基木事件后就不再是径集，那么该径集就是最小径集。所以，最小径集是保证 顶事件不发生的充分必要条件。3.4事故树的定量分析1. 基木事件的发生概率(1) 系统的单元故障概率基本事件的发生概率包括系统的单元(部件或元件)故障概率及人的失误概 等，在工程上计算时，往往用基木事件发生的频率來代替其概率值。在工程实践中可以通过系统长期的运行情况统

13、计其正常工作吋间、修复吋 间及故障发生次数等原始数据，就可近似求得系统的申故障概率。(2) 人的失误概率人的失误是另一种基本事件，系统运行屮人的失误是导致事故发生的一个 重耍原因。人的失误通常是指作业者实际完成的功能与系统所要求的功能之间的 偏差。人的失误概率通常是指作业者在一定条件下和规定时间i完成某项规定功 能吋出现偏差或失误的概率，它表示人的失误的可能性大小，冈此，人的失误 概率也就是人的不可靠度。一般根据人的不可靠度与人的可靠度互补的规则，获 得人的失误概率。2. 顶事件的发生概率 (1)状态枚举法顶事件的发生概率p(t)可用下式定义：(3 -17)1 2-1从式(3-17)可看出：在

14、n个基本事件两种状态的所冇组合中，只有当<!> p(x)=l吋，该组合才对顶事件的发生概率产生影响。所以在用该式计算吋，只需 考虑巾p(x)=l的所有状态组合。首先列出基本事件的状态值表，根据事故树的 结构求得结构函数*p(x)值，最后求出使4)p(x)=l的各基本事件对应状态的概 率积的代数和，即为顶事件的发生概率。(2) 最小割集法导致顶上事件发生的基木事件的集合。也就是说事故树屮一组基木事件的发 生，能够造成顶上事件发生，这组基本事件就叫割集。引起顶上事件发生的基本 事件的最低限度的集合叫最小割集。(3) 最小径集法如果事故树中某些基本事件不发生，顶上事件就不发生。那么，这些

15、基本事 件的集合称为径集。不引起顶上事件发生的最低限度的基木事件的集合叫最小後 集。(4) 顶事件发生概率的近似计算如前所述，计算顶事件发生概率的精确解。但在许多工程问题中，这种精确 计算是不必要的，这是因为统计得到的基本数据往往是不很精确的，因此，用基 木事件的数据计算顶事件发生概率值吋精确计算没有实际意义。所以，实际计算 中多采用近似算法。近似计算方法有： 最小割集逼近法 最小径集逼近法 平均近似法 独立事件近似法第四章事故树分析法的实际应用4.1事故树分析法在建筑施工行业的应用1. 1简介现在建筑施工安全评价基本上釆用的是安全检查表法，该方法迅然容易理 解、便于掌握，但只能作定性分析，不

16、能量化危险度，也无法描述事故原因与事 故发生之问的逻辑关系。1某电梯公寓工程发生了一起施工人员从脚手架坠落 的死亡事故，“高空路落”是建筑施工屮最常见的伤亡事故，几乎占死亡事故近 一半，以k就以此事件做了事故树分析4. 1.2事故树分析通过最小割集判断结构重要度，造成从脚手架略落死亡事故原因的大小依 次为：无安全网防护；工人身体重心超出脚手架；在脚手架上滑倒；身体失去 t衡；忘记佩戴安全带；移动吋取下安全带；安全带折断；挂安全带的支撑物破坏。求事故树最小径集的方法是利用它与最小割集的对偶性，将事故树中的与 门换成或门、或门换成与门，屮间事件和基木事件的发生改为不发生。这样，便 得到了事故的对偶

17、树，即成功树，成功树是表示顶上事件不发生的逻辑关系图。 成功树结构重要度顺序指¥各事件的重耍地位，结构重耍度排在前而的事件是 最宥效预防该事故发生的措施，它是系统安全的关键所在，也就是安全技术措 施和安全管理的重点内容，应优先采用，即町起到预防事故发生的目的。在本 例屮，屮间有安全网、身体重心不超出脚手架、佩戴安全带等都是防止事故发生 的有效措施。实呩工程情况也证明，采取这些措施后，高空坠落的死亡事故将 会大大降低。4.2事故树分析法在化工企业的应用4. 2. 1简介化工生产企业的生产原料、半成品、成品与生产废弃物大多具冇易燃易爆性 和毒性，如果对生产过程屮的安全隐患认识不够，就不能

18、采取及吋奋效的措施控 制火灾爆炸事故发生。2本段以某环氧乙烷生产企业为例，对其工艺流程中的 危险因素进行辨识与分析，然后进行事故树分析，根据分析结果提出相应的安全 措施。4. 2.2事故树分析环氣乙烷合成的工艺流程火灾爆炸事故树伙，事件名称结构重要度代码苹件名称结构重要度11循坏气倒流0. 924 9a9温度升高a2饨环气与氧化削祛触0. 924 9,¥10乙炔进料系统故障0.953 1a3明火0. 937 5all压绾机来流量减小0.953 1¥4t火花0. 937 5vi2安全阀开启0.953 ia5种电:0. 937 5vi3管道或容器故障f).953 1a6雪t0.

19、 937 5a14氣气浓度局部增大0. 953 1a7种锌削供给故陣0. 953 1a15氡-1榆入量增大0. 953 1a8压力椬制系統故殊0. 953 1葙木事件与结构重要度根据上述事故树分析过程与计算结果可知，该事故树的最小割集数目较多， 说明危险性较大，发生火灾爆炸事故的模式较多;最小径集只宥两个，说明该系 统的安全性较差，预防事故发生的途径冇限。根据最小结构度的计算结果吋知, 稀释剂供给故障、明火与循环气倒流，这三个基木事件对顶上事件的发生影响较 大。因此，应着重加强供给系统的可靠性，加强管理严格控制厂区明火，增强循 环气工艺的安全性。这是预防环氧乙烷合成工艺发生火灾爆炸的有效措施。

20、4.3事故树分析法在矿山灾害的应用4.3.1简介在矿山生产过程中存在着许多可能导致矿山伤亡事故的潜在的不安全因索， 即矿山危险源。危险源具有较高的能量，一旦导致事故，往往造成严重伤害，并且 在同一作业场所有各种危险源存在，而对这些危险源的识别和控制都比较闲难。 由矿山危险源导致的矿山灾害按伤害方式分，主耍有冒顶片帮、滑坡、塌陷、火 灾、水灾、平巷与斜井的运输事故、高处咯落以及机械伤害等。在采矿过程中， 最常发生的事故就是冒顶片帮事故。3故本段以某起矿山冒顶片帮事故为分析 对象，利用事故树分析法对其进行定性分析和评价。4. 3. 2事故树分析。x4冒顶片帮事故树通过分析可知：顶板压力超过支撑强度

21、是导致事故发生的重要原因，因此， 预防压力增大和加强顶板的支护强度是防止事故的重要途径。另外，根据地质条 件采用合理的采矿方法、对采空区及吋处理、合理进行支护、正确地进行浮石处 理、对顶板加强检查、发现问题及时解决都是预防冒顶事故的重要途径。第五章结论通过本文对fta的介绍，我们可以总结出fta的优点：x事故树的采因关系清晰、形象。对导致事故的各种原因及逻辑关系能做出 全面、简洁、形象地描述，从而使冇关人员了解和掌握安全控制的要点和 措施。x根据各基本事件发生故障的频率数据，确定各基本事件对导致事故发生的 影响程度一结构重耍度。既可进行定性分析，又可进行定量分析和系统评价。通过定性分析，确定 各基本事件对事故影响的大小，从而吋确定对各基本事件进行安全控制所 应采取措施的优先顺