事故树分析法FTA

1、（1） 事故树分析法FTA事故树-最小割集-结构重要度-事故结论-叙述事故树基本事件的防范措施1：对液化石油气储罐销爆处理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，并制定安全预防对策措施 事故树中各代码的含义：T，火灾或爆炸事故；X4，射频电（如手机等）；A，点火源；X5，惰性气体置换；B，LPG(液化石油气)泄漏；X6，水置换；C，静电；X7，水冲洗；D，LPG储罐静电放电；X8，水蒸气冲洗；a，LPG达到极限；X9，人体静电放电；X1，明火；X10，水冲洗过程水流太快；X2，撞击火花；X11，静电积累；X3，电火花

2、；X12，接地不良。答：第一步：分析逻辑关系T，火灾或爆炸事故；A，点火源；B，LPG(液化石油气)泄漏；C，静电D，LPG储罐静电放电；a，LPG达到极限X1，明火X2，撞击火花X3，电火花；X4，射频电（如手机等；X5，惰性气体置换；X6，水置换；X7，水冲洗；X8，水蒸气冲洗；X9，人体静电放电；X10，水冲洗过程水流太快；X11，静电积累；X12，接地不良。第二步：选取“火灾或爆炸事故”作为顶上事件，绘制火灾或爆炸事故树2.事故树分析，结构函数式：T=ABa=ax1x5+ax1x6+ax1x7+ax1x8+ax2x5+ax2x6+ax2x7+ax2x8+ax3x5+ax3x6+ax3x

3、7+ax3x8+ax4x5+ax4x6+ax4x7+ax4x8+ax9x5+ax9x6+ax9x7+ax9x8+ax10x11x12x5+ax10x11x12x6+ax10x11x12x7+ax10x11x12x83.通过事故树分析，得到24个最小割集a,x1,x5a，x10，x11，x12，x84.根据事故树最小割集结果，选择结构重要度近似判别式则有如下结果：I(a)=1-（1-1/2（3-1）20×（1-1/2（5-1）420个割集中包含a事件，这20个割集中，每个包含3个基本事件4个割集中包含a事件，这4个割集中，每个包含5个基本事件5.评价结论由计算结果可以看出，LPG达到爆

4、炸极限是销爆过程中发生火灾或爆炸的主要因素，条件事件a结构重要度最大，是燃爆事故发生的最重要条件，因此，在销爆过程中必须采取必要的预防措施，避免LPG达到爆炸极限。6.制定事故预防措施通过对LPG火灾爆炸事故的分析与评价，可以看出在液化石油气储罐销爆过程中存在很多危险因素，由于LPG的相对密度较大，不易向上逸散，如果发生泄漏，会像水一样往低洼处流动，并积存在低洼处不易被风吹散，或沿地面任意飘逸，液化气的爆炸下限小于2%，在爆炸范围内火焰传播速度可达每秒数千米，这就增加了火灾的危险性和破坏性，为确保销爆工作安全顺利进行，根据事故树分析提出相应的安全预防措施。1） 强化技术培训和管理。对进入现场操

5、作的工人进行培训，要求持证上岗，确保进入现场的人员都必须做到：懂原理、懂构造、懂性能、懂工艺流程、会操作、会排出故障。销爆现场必须严格执行工房定员、定量制度。2） 消除点火源。所有现场工作人员必须穿戴防静电工作服，禁止穿钉鞋进入销爆现场，禁止将通信工具，如手机登带入现场，工作中要做到轻拿轻放，严禁明火作业，严禁敲打、锤击管线、设备。3） 采取惰化防爆技术措施，用惰性气体置换储罐内LPG时，要派2-3名责任心强、有多年工作经验的工人操作，其余人员撤到警戒线外。4） 采取以外事故预防和应急措施：在整个销爆过程中，所有消防器材都必须到位，并制定较周密细致的灭火方案。清理储罐时，现场有消防车和救护车执

6、勤，消防员必须了解灭火预案。5） 采取有效的安全警戒措施：在现场外划定危险范围，派专人警戒，禁止车辆和无关人员进入现场。四：针对在煤气管线运营过程中曾经发生过的事故及可能的原因，管线发生穿孔、开裂造成煤气泄漏事故的情况进行分析，分析结果如下： 管道存在缺陷、管道腐蚀穿孔、外力破坏、人为操作失误、管线内超压、阀门泄漏等原因是造成管道穿孔开裂泄漏事故发生的主要原因，管道腐蚀穿孔则是由于腐蚀严重和日常管理维护不力造成的；外力破坏来自人力破坏和地震、雷电等自然灾害；管道缺陷由材质缺陷和施工缺陷引起，材质缺陷包括强度设计不合规定、管材选择不当、管材质量差等三种类型，管材质量差是由于制造加工质量差和使用前

7、未检测造成的，施工缺陷则包括安装质量差、焊接质量差、撞击挤压破坏三个原因。问题：1. 试述事故树分析方法的优缺点2. 根据场景，利用事故树分析管线穿孔开裂造成煤气泄漏事故的原因，编制事故树图，求出最小割集，排出各基本事件的结构重要度顺序，并计算顶上事件的发生概率，（各基本事件发生概率相等，均为0.1）。答：1. 事故树分析法的优缺点1） 优点：是一种图形演绎法，在一定条件下进行逻辑推理的方法，能清晰地说明系统的实效状态，把系统的故障与组成系统部件的故障有机地联系在一起，通过它可以找出系统的全部可能的实效状态。形象化对不曾参与系统设计的管理、运行人员是一种直观的教育。2） 缺点：分析需要花费大量

8、的人力、物力和时间，有时也会发生遗漏和逻辑推理的缺陷和错误。由于受到统计数据的不确定性的影响，在定量分析中有很大困难。2.1）编制事故树图2） 求最小割集3） 结构重要度分析单事件最小割集中的基本事件结构重要度大于所有高阶最小割集中基本事件的结构重要度仅在同一最小割集中出现的所有基本事件，结构重要度系数相等，因此，得出以下排序：4） 求顶上事件发生概率按直接分步法计算5） 预防措施由煤气管道泄漏事故树分析可知，有9个基本事件可直接导致管道泄漏事故发生，因此对以下几类事件应重点管理和监控：强度设计不符合规定、管材选择不当、安装质量差、焊接质量差、撞击挤压破损、操作失误、阀门泄漏等。还要尽量避免初

9、始缺陷和施工缺陷，并加强操作和日常检查的监督和管理。1. 布尔代数基本运算律“与”是交集=乘，“或”是并集=加（3）分配率：A（BC）=（AB）（AC）（加对乘分配） (4)吸收律：AAB=A A(AB)=A (5)0-1律：A1=1 A0=A A·0=0 A·1=A (6)互补律： _ AA=1 _ A·A=0 (7)重叠律：AA=A A·A=A (8)对合律： = A = A (9)反演律： _ _ _ A+B=A·B _ _ _ A·B=A+B2. 基本程序3. 事故树符号4. 结果事件5. 基本事件6. 特殊事件7. 逻辑门符

10、号8. 事故树定性分析1） 化简事故树（1）2） 求最小割集（1） 割集（2） 最小割集（3） 最小割集在事故树分析中的作用（4） 最小割集求法3） 求最小径集（1）（2） 最小径集（3） 最小径集在事故树分析中的作用(4) 最小径集的求法#变换时把条件作为基本事件处理#都是改成或门#以上答案有错误1. 最小割集与最小径集在事故树分析中起什么作用 事故树分析是利用事故树对事故进行预测的方法，是安全系统工程中最重要的分析方法之一，它是按照演绎的原理对事故进行定性和定量的分析。最小割集是顶上事件发生的最低限度基本事件的集合；最小径集是顶上事件不发生所必需的最低限度的基本事件的集合（用于安全分析，对

11、应成功树）。在事故树分析中最小割（径）集占有非常重要的地位，熟练掌握并灵活运用最小割集和最小径集，能使系统事故分析达到事半功倍的效果。由最小割集的定义可知，每个最小割集表示顶上事件发生的一种可能。掌握的最小割集，实际上就掌握了顶上事件发生的各种可能，这有利于我们掌握事故发生规律，为事故调查分析和事故预防提供依据。通过最小割集，我们可以找出安全系统中存在的漏洞，并制定相应的预防措施，全面地控制事故的发生，从而提高系统的安全性。由最小径集定义可知，若一个最小径集中所有基本事件都不发生，则顶上事件就不会发生，掌握了最小径集，可知要使事故不发生，须控制哪几个能使顶上事件不发生，并可知道有几种控制系统事

12、故的方案。通过分析最小割集，我们能直观地、概略地看出哪种事故发生后，对系统危险性影响最大，哪种稍次，哪种可以忽略，以及如何采取措施使事故发生概率迅速下降。事故树定量分析是在定性基础上进行的，定量分析主要是求取顶上事件的发生概率，首先应搜集到足够的基本事件的发生概率，进而求出顶上事件的概率值，再将其值与预定目标比较，看能否接受，若超过可接受概率值，则需采取改进措施，使事故概率下降，再用事故树分析验证。总之，最小割（径）集在事故树分析中占有非常重要的地位，熟练掌握并灵活运用最小割集和最小径集，能有效地控制系统事故的发生，而且利用最小割（径）集对事故进行定性或定量分析，能把事故发生控制在最低点，为事

13、故预防和安全管理工作提供客观的分析依据，为安全科学的发展提供了有力工具，从而避免造成人员伤亡和经济损失。9.事故树定量分析1） 事故树概率计算（1） 基本事件发生概率：是事故树定量分析的基础，通过统计或实验得到。（2） 顶上事件发生概率：A:利用最小割集计算顶上事件发生概率A1):最小割集中没有重复事件A2)最小割集中有重复事件（相乘）#或门：#与门：B:利用最小径集计算顶上事件发生概率（相加）2） 结构重要度分析：#+=并集；.=交集A:利用状态值求取基本事件的结构重要度系数在事故树分析中，各个事件都是两种状态，一种状态是发生，即Xi=1；一种状态是不发生，即Xi=0。各个基本事件状态的不同

14、组合，又构成顶上事件的不同状态，即(X)=1或(X)=0。在某个基本事件Xi的状态由0变成1(即0ili)，其他基本事件的状态保持不变，顶上事件的状态变化可能有三种情况：1(0i,X)=0(li,X)=0，则(li,X)(0i,X)=02(0i,X)=0(li,X)=1，则(li,X)(0i,X)=13(0i,X)=1(li,X)=1，则(li,X)(0i,X)=0具体理解如下：1. 基本事件由0变到1，顶上事件由0变到02. 基本事件由0变到1，顶上事件由0变到13. 基本事件由0变到1，顶上事件由1变到1第一种情况和第三种情况都不能说明Xi的状态变化对顶上事件的发生起什么作用，唯有第二种情

15、况说明Xi的作用，即当基本事件Xi的状态，从0变到1，其他基本事件的状度保持不变，顶上事件的状态(0i,X)=0变到(li,X)=1，也就说明，这个基本事件Xi的状态变化对顶上事件的发生与否起了作用。我们把所有这样的情况累加起来乘以一个系数1/2n-1，就是结构重要度系数1(i)(n是该事故树的基本事件的个数。)下例题解析：X1由0变为1，x2、x3、x4状态值不变事故树真值表就是综合的基本事件与顶事件状态值表必须是每8组，不是4组、2组等。B:利用最小割集和最小径集即概率重要度进行结构重要度分析C:概率求导法计算结构重要度1：应为0+P(x3)-p(x1)p(x3)2：P(T)=P(X1+X

16、2X3)=1-(1-Q1)(1-Q2Q3);化简后的，P(T)=P（X1）+P(X2)P(X3)-P(X1)P(X2)P(X3)3：=P（X1）+P(X2)P(X3)-P(X1)P(X2)P(X3)/P（X1）=D:基本事件结构重要度简易算法3):概率重要度分析#:4)：临界重要度分析4） ：综合实例（1）的意思是求偏导（2） 导数：导数实质上就是一个求极限的过程，导数的四则运算法则来源于极限的四则运算法则。（3） :导数运算法则：“求导”，当成“管教”、“揍”调皮的小孩，一个一个揍，其余的站着看，一个别走！ 1、加法、减法： (f + g + h + p + q + r)' = f&

17、#39; + g' + h' + p' + q' + r' (f - g - h - p - q - r)' = f' - g' - h' - p' - q' - r' 2、乘法：“一个个挨着揍，其余站着瞧” (fghpqr) ' = f'ghpqr + fg'hpqr + fgh'pqr + fghp'qr + fghpq'r + fghpqr' 楼主用此法，无论多少个函数相乘，一口气一分钟内解完，万无一失。不妨找题目试试看。 对于两个函数相

18、乘： y = fg y = f ' g + f g' 3、除法：“先揍头，再揍尾” y = f/g f 是头，g 是尾。 y ' = f' g - f g' / g²=/q1=<1-(1-q4)(1-q5)q6-1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)*(1-q1)>/q1=(<1-(1-q4)(1-q5)q6-1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)+<1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1>)/q1因为：=(0-0+<1-(1-q4)(1-q5)q6(

19、1-q2)(1-q3)q1>)/q1=(1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1)/q1因为：所以(1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1)=(1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1所以：(1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)q1)/q1=1-(1-q4)(1-q5)q6(1-q2)(1-q3)下题看不懂？图4-105) 评价结果和结果分析A:事故树评价结果如下图项目最小割集最小径集重要基本事件压力容器爆炸822B：结果分析（1） 压力容器爆炸事故树最小割集有8个，最小径集有2个，在爆炸事故中“超过受压元

20、件的承受能力”这一条件结构重要度最大，其次是检测失效。因此，为防止该事故发生，首先必须做到设备的压力安全系数符合要求，工作压力始终控制在受压元件能承受的压力之内，其次是定期检测，确定压力容器始终处于完好状态。（2） 最小割集数目表示了系统的危险性，8个最小割集表明了有8个危险性存在，最小径集有2个，即预防事故有2个途径A)提高作业人员的安全素质和责任心，不断提高他们的专业水平，按照特种作业的规定和要求，进行安全培训、考核，并持证上岗，做到精心操作，严格控制操作压力B)压力容器长期使用会出现一些缺陷，如裂缝、腐蚀、金属疲劳等，因此必须定期检验检测，及早发现缺陷并消除缺陷，确保安全运行。C)为消除压力容器的事故隐患，必须坚强安全管理，有针对性地采取各种安全技术措施，因此，压力容器的爆炸是可以预防的。2. 例题21）事故树：注意钢丝绳强度下降的原因：日常检查不够和未定期对钢丝绳进行检测是与门。2） 最小割集的计算3） 最小径集的计算4） 顶上事件发生概率3. 例题3商业建筑特大火灾事故人员灭火失败可能是由于发现火灾滞后或是消防器材失 效引起的。消防器材失效主要因受手动灭火器失效（概率为 0.005）和消防栓失 效造成（概率为 0.05） 。发现火灾滞后是由于火灾自动报警系统失效（概率为 0.05）和人员发现火灾滞后