事故树事件树后果分析

事故树与事件树后果分析事故树分析概念、目的、逻辑符号及其定义123分析中涉及到的根本概念、理论4分析步骤

事故树分析实例事故树分析的概念事故树分析〔FaultTreeAnalysis，简称FTA〕又称故障树分析，是一种运用演绎推理的定性和定量的风险分析方法。它是从系统可能发生或已经发生的事故开始，层层分析其发生的原因，一直分析到不能再分解为止，并且将导致事故的原因事件按因果逻辑关系逐层列出，用树型图表示出来，得到一种逻辑模型，然后通过对这种模型的简化，计算，进行定量风险分析，找出事件发生的各种可能途径及发生概率，并且提出有针对性的防止事故发生的方案和措施。事故树分析的目的事故树分析的目的是对不希望发生的事件或事故进行分析，以寻求一系列原因事件的方法。它的目的是识别导致事故的故障和人为失误的组合，非常适合高度重复性的系统。事故树分析的程序事故树分析中涉及到的根本概念、理论1.底事件2.结果事件3.特殊事件4.对偶事故树和成功树5.布尔代数法以及事故树简化6.割集和最小割集7.径集和最小径集8.结构重要度事故树示意图底事件逻辑符号顶事件事故树分析中涉及到的根本概念、理论对偶事故树：将二状态事故树中的与门换为或门，或门换为与门，而其余不变，这样得到的事故树称为原事故树的对偶事故树。成功树：除将二状态故障树中的与门换为或门，或门换为与门外，而底事件与结果事件均换为相应的对立事件，这样得到的事故树称为成功树。事故树分析中涉及到的根本概念、理论各种事件的符号如下：根本领件未探明事件结果事件开关事件条件事件事故树分析中涉及到的根本概念、理论布尔代数根本数学知识：交换律：A∪B=B∪AA∩B=B∩A结合律：A∪(B∪C)=(A∪B)∪CA∩(B∩C)=(A∩B)∩C分配率：A∩(B∪C)=〔A∩B〕∪〔B∩C〕等幂律：A∪A=AA∩A=A吸收率：A∪〔A∩B〕=AA∩(A∪B)=A互补率：布尔代数法那么应用于事故树化简、求最小割集、径集中，见下面。事故树分析中涉及到的根本概念、理论割集和最小割集：割集：在事故树中凡能导致顶上事件发生的根本领件的集合称作割集;割集中全部根本领件均发生时,那么顶上事件一定发生。最小割集是能导致顶上事件发生最低限度的根本领件的集合(即割集中任一根本领件不发生,顶上事件就不会发生)。常用的最小割集求法有行列法、结构法和布尔代数化简法、质数代入法、矩阵法。事故树分析中涉及到的根本概念、理论行列法：是1972年福赛尔提出的方法，也称福赛尔法。其理论依据是：与门使割集容量增加，而不增加割集的数量；或门使割集的数量增加，而不增加割集的容量。这种方法从顶上事件开始，用下一层事件代替上一层事件，把与门连接的事件，按行横向排列，把或门连接的事件，按列纵向摆开，这样逐层向下，直至各根本领件，列出假设干行，最后利用布尔代数简化，得出假设干最小割集。事故树分析中涉及到的根本概念、理论行列法举例：图1事故树示意图事故树分析中涉及到的根本概念、理论图2事故树等效图事故树分析中涉及到的根本概念、理论结构法：

这种方法的理论根据是：事故树的结构完全可以用最小割集来表示。下面再来分析图1事故树示意图：事故树分析中涉及到的根本概念、理论布尔代数化简法这种方法的理论依据是：上述结构法完全和布尔代数化简事故树法相似，所不同的只是“∪〞与“+〞的问题。实质上，布尔代数化简法中的“+〞和结构式中的“∪〞是一致的。这样，用布尔代数化简法，最后求出的假设干事件逻辑积的逻辑和，其中，每个逻辑积就是最小割集。现在还以图1为例，进行化简。事故树分析中涉及到的根本概念、理论T＝A1＋A2＝X1·B1·X2＋X4·B2＝X1·(X1＋X3)·X2＋X4·(C＋X6)＝X1·X1·X2＋X1·X3·X2＋X4·(X4·X5＋X6)＝X1·X2＋X1·X2·X3＋X4·X4·X5＋X4·X6＝X1·X2＋X1·X2·X3＋X4·X5＋X4·X6＝X1·X2＋X4·X5＋X4·X6所得的三个最小割集{X1，X2}、{X4，X5}、{X4，X6}与第一、第二种算法的结果相同。事故树分析中涉及到的根本概念、理论径集和最小径集径集：如果事故树中某些根本领件都不发生，顶事件必然不发生，那么这些根本领件的集合称为径集。最小径集：在事故树中但凡不能导致顶上事件发生最低限度的根本领件的集合。在最小径集中，去掉任何一个根本领件，便不能保证一定不发生事故。最小径集的求法是将事故树转化为成功树求，成功树的最小割集即事故树的最小径集。事故树分析中涉及到的根本概念、理论与图1的事故树对应的成功树事故树分析中涉及到的根本概念、理论结构重要度：从事故树的结构上所确定的根本领件的重要程度。即在不考虑根本领件自身的发生概率，或者说假定各个根本领件的发生概率都相等的前提下，分析个根本领件的发生对顶事件所产生的影响。计算结构重要度的方法是利用最小割集和最小径集。有赋值法和判别法两种。事故树分析中涉及到的根本概念、理论赋值法假设同一事故树的每个最小割集的结构重要度为1，最小割集中每个根本领件的重要度均相等。事故树分析中涉及到的根本概念、理论判别法特点是不计算结构重要度的数值，而是依据四条原那么来判断：1.单事件最小割集或最小径集中的根本领件结构重要系数最大；2.仅在某一最小割集或最小径集中出现的所有根本领件结构重要度相等；3.两个根本领件假设仅出现在包含根本领件个数相等的假设干最小割集或径集中时，出现次数较多的结构重要度大，反之结构重要度小；4.两个根本领件出现在根本领件个数不等的假设干个最小割集或最小径集中，假设二者出现次数相等，那么在包含根本领件较少的割集或径集中出现的根本领件结构重要度大。事故树分析步骤1.熟悉和了解系统2.确定顶事件3.调查原因事件4.绘制事故树5.对事故树作定性分析6.对事故树作定量分析7.制定平安措施事故树分析步骤熟悉和了解系统：对设备的性能、结构、特点要熟悉，要收集相关的工艺、设备、操作、环境、事故等方面的情况和资料，并明确对象系统的边界、分析深度、初始条件等。确定顶事件：所谓顶上事件，就是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。事故树分析步骤调查原因事件：调查与事故有关的所有原因事件和各种因素，包括设备故障、机械故障、操作者的失误、管理和指挥错误、环境因素等，尽量详细查清原因和影响。画出事故树

根据上述资料，从顶上事件起进行演绎分析，一级一级地找出所有直接原因事件，直到所要分析的深度，按照其逻辑关系，画出事故树。事故树分析步骤定性分析根据事故树结构进行化简，求出最小割集和最小径集，确定各根本领件的结构重要度排序。定量分析定量分析是在求出各根本领件发生概率的情况下，计算顶事件的发生概率，求出概率重要度和临界重要度。计算顶事件发生概率的方法有直接分布算法，利用最小割集计算，利用最小径集计算，首项近似法等。事故树分析步骤直接分布法的步骤为：〔1〕收集事故树中各根本领件的发生概率；〔2〕由最低端的根本领件开始，计算每一个逻辑门输出事件的发生概率。〔3〕将计算得到的逻辑门输出事件的概率，代入上一层逻辑门，计算其输出概率，依此原那么层层递归，直到到达顶事件。对由或门连接的和事件有对由与门连接的积事件有事故树分析步骤例如某事故树如下图：X1、X2、X3概率均为0.1，那么事件A发生的概率PA=1-(1-p2)×(1-p3)=1-0.9×0.9=0.19pT=p1×pA=0.1×0.19=0.019事故树示意图事故树分析步骤利用最小割集计算：首先把事故树等效为用最小割集的表示的等效图。这种等效图的标准结构形式是顶事件T与最小割集的逻辑连接为或门，每个最小割集与其包含的根本领件xi的逻辑连接为与门，例如某事故树有3个最小割集，E1={x1，x3}，E2={x2，x3}，E3={x3，x4}，各根本领件发生概率分别为q1，q2，q3。事故树分析步骤采用最小割集表示事故树等效图事故树分析步骤利用最小径集计算：首先把事故树用最小径集表示成等效图，等效图的标准结构形式是顶上事件T与最小径集Fi的逻辑连接为与门，每个最小径集Fi与其包含的根本领件xi的逻辑连接为或门。例如某事故树的最小径集为F1={x1,x3},F2={x2,x3},F3={x3,x4}，各根本领件的发生概率为q1，q2，q3，q4。事故树分析步骤采用最小径集表示事故树等效图事故树分析步骤首项近似法：当事故树的最小割集或者径集数目很多时，计算量很大，而各元件、部件的故障率本身就不精确，所以用这些数据进行计算，必然得到不精确的结果。首项近似法是将最小割集法计算出来的事件发生概率的第一项作为顶事件发生的近似结果。F1F2FN事故树分析步骤概率重要度：指某根本领件发生概率的变化量所引起的顶事件发生的概率的变化值，也即顶事件发生概率对该根本领件发生概率的变化率。计算方法：将顶事件发生的概率函数g对自变量qi求一次偏导：事故树分析步骤临界重要度：顶事件发生概率变化率与根本领件发生概率的变化率之比，其表达式为：事故树分析步骤制定平安措施：事故树分析的目的是查找隐患，找出薄弱环节，查出系统的缺陷，然后加以改进，在对事故树全面分析之后，必须制定平安措施，防止灾害发生。事故树应用举例1建筑行业中常常发生施工人员从脚手架坠落的死亡事故，“高空坠落〞是建筑施工中最常见的伤亡事故，几乎占死亡事故近一半，引用以下事例进行事故树分析。事故树如以下图所示应用举例1：从脚手架坠落死亡事故树利用布尔代数法得到：事故树应用举例1所以该事故树的最小割集为：X1X5X7X8

，X1X6X7X8

，X2X5X7X8

，X2X6X7X8

，X3X5X7X8

，X3X6X7X8

，X4X5X7X8

，X4X6X7X8

通过最小割集判断结构重要度：事故树应用举例1通过以上分析，造成从脚手架坠落死亡事故原因的大小依次为：无平安网防护；工人身体重心超出脚手架；在脚手架上滑倒；身体失去平衡；忘记佩戴平安带；移动时取下平安带；平安带折断；挂平安带的支撑物破坏。事故树应用举例1该事故树的对偶成功树最小割集求法为：那么原事故树的最小径集为：{X1X2X3X4}，{X5X6}，{X7}，{X8}

事故树应用举例1在本例中，中间有平安网、身体重心不超出脚手架、佩戴平安带等都是防止事故发生的有效措施。实际工程情况也证明，采取这些措施后，高空坠落的死亡事故将会大大降低。事故树应用举例2内蒙古的乌兰浩特热电厂担负着向乌兰浩特市及其周边地区的日常供电及在采暖期向乌兰浩特市区供暖的任务，是保证乌市地区人民正常生活条件的重要保障。输煤皮带火灾能造成锅炉燃料供给中断，发生停炉事故。〔1〕分析事故原因：从生产条件分析，输煤皮带发生自燃的可能性极小，如发生火灾，必为其它火源引起。所以，输煤皮带发生火灾的原因，可归结为存在火源和皮带阻燃失效。事故树应用举例2火源的形式很多，比较典型的有在皮带及其机械局部的煤尘堆积因时间过长缓慢氧化而起火、运送已自燃的煤和其它外来火源〔如电焊焊渣，在保护措施失效的情况下，可能会引起输煤皮带火灾〕。煤自燃的条件可归结为存在放热反响和热量积累。褐煤的组分中存在易发生氧化反响的物质，而且煤尘结构松散，外表积大，或者煤堆松散造成煤堆内存在空隙，与空气接触面积大，二者都容易使煤发生缓慢氧化。煤堆长时间稳定堆放使煤堆内的热量积累易发生煤的自燃。事故树应用举例2〔2〕建立事故树图输煤皮带火灾事故树图事故树应用举例2〔3〕定性定量分析：首先构造结构函数：事故树应用举例2那么最小割集为：{X1X2}、{X1X4X5X6}、{X1X4X5X7}、{X1X3}其相应的对偶成功树的结构函数为：事故树应用举例2那么原事故树的最小径集为{X1}、{X2X3X4}、{X2X3X5}、{X2X3X6X7}结构重要度排序为：假设各根本领件的发生机率为0.5，那么顶事件发生的概率为：事故树应用举例2〔4〕结果分析：根据结构重要度分析，皮带阻燃失效〔X1〕是最重要的，其次是煤尘堆积时间过长过多〔X2〕、存在其他火源〔X3〕，所以制定防火措施时应重点针对这三个根本领件。根据最小割集分析，事故树的四个最小割集中，皮带阻燃失效〔X1〕、煤尘堆积过多、时间过长〔X2〕和存在其他火源〔X3〕容易引起事故发生。四个最小割集中都有皮带阻燃失效〔X1〕，即如果根本领件皮带阻燃失效〔X1〕发生，那么输煤皮带火灾就很可能发生，所以必须严防此根本领件发生。事故树应用举例2根据最小径集分析，事故树的四个最小径集中，皮带阻燃失效〔X1〕是最容易控制的。三个最小径集中都有煤尘堆积时间过长过多〔X2〕、存在其他火源〔X3〕。防止输煤皮带火灾发生的主要途径应确定在防止皮带阻燃失效〔X1〕、煤尘堆积时间过长过多〔X2〕和存在其他火源〔X3〕。事件树分析〔ETA〕概念1目的和意义2应用实例4分析步骤及注意事项3什么是事件树事件树分析是平安系统工程中的重要分析方法之一，它也是一种运用归纳推理的定性和定量风险分析方法。在事件树分析中，分析人员从给定的一个事件的事故原因开始，按时间进程采用追踪方法，对构成系统的各要素的状态逐项进行分析，直到分析出所有可能发生的结果为止，进而定性、定量的评价系统的平安性，并由此获得正确的决策。由于事件序列是按一定时序进行的，因此，事件树分析是一种动态分析过程，同时事件序列是以图形表示的，其形状呈树枝形，故称为事件树。事件树分析适用各类局部工艺过程、生产设备、装置事故分析。分析系统故障、设备失效、工艺异常、人失误等，应用较广。什么是事件树为什么进行事件树分析？目的和意义识别复杂工艺过程可能发生的各种事故判别事故发生的可能途径TextText计算不希望事件发生的概率

分析已发生事故的原因如何分析？AddYourTitle确定系统和初始事件绘制事件树定性定量分析拆分系统组成要素制定预防措施事件树分析本卷须知一、在确定和寻找可能导致系统严重事故的初因事件和系统事件时，要有效地利用平时的平安检查表、巡视结果、未遂事件和故障信息，以及相关领域、类似系统和相似系统的数据资料。二、选择初因事件时，重点应放在对系统平安影响大、发生频率高的事件上。三、对开始阶段选择的初因事件应进行分类整理，对于可能导致相同事件树的初因事件要划分为一类，然后分析各类初因事件对系统影响的严重性，应优先做出严重性最大的初因事件的事件树。四、在根据事件树分析结果制定对策时，要优先考虑事故发生概率高、事故影响大的工程。应用实例例1有一泵和两个串联阀门组成的物料输送系统。物料沿箭头方向顺序经泵A、阀门B和阀门C，泵A启动后的物料输送系统可绘图，如下所示设泵A、阀门B和阀门C的可靠度分别为0.95，0.9，0.9系统成功的概率为：0.95×0.9×0.9=0.7695系统失败的概率为：1-0.7695=0.2305例2天然气管道系统泄漏事件树事故树分析的优缺点优点：1．能详细查明系统中各种潜在的危险因素或事故的原因，可为改进平安设计和采取平安管理措施提供重要依据。2．可用于定性分析，求出各危险因素对事故影响的大小，也可用于定量分析，由各危险因素的概率计算出事故发生的概率。从数量上说明是否能满足预定平安目标值的要求，从而明确采取对策措施的重点和次序。事故树分析的优缺点3．在许多情况下，对导致顶事件发生的各种根本领件不一定完全明了，又需要研究其各自能对顶事件产生多大的影响，这时采用事故树分析能对各根本领件作出初步的评价。4．事故树分析最明显的优点是将事故的原因看成一系列能够组合与变化的因素，而非孤立和静止的事件，也即从整体的、系统的角度去找寻事故的原因，以提高系统的平安性。事故树分析的优缺点缺点：1．事故树分析要求分析人员对对象系统非常熟悉，并且具有丰富的实践经验，因而不同人员采用事故树分析的结果往往有所不同，可能会造成一定的误差。2．事故树分析不适合过于复杂的系统，因为其分析和计算的工作量太大，有的定量分析可能用计算机都无法解决。3．进行定量分析时，必须首先明确事故树中根本时间的发生概率，而一旦这些数据不准确，会给定量分析带来相当大的误差和困难。事件树分析优缺点AdvantagesDisadvantages层次鲜明、直观可以基于路径计算每个节点事件的概率，便于定量分析。ETA可以描述系统中可能发生的事件在平安管理上可以应用于重大问题的决策事件树阶梯性变化较快，为了保持其适度的规模，有时可能分析得不太细致。事件树分析受到分析评价人员主观因素的影响事件树分析缺少事故树中所使用的成熟的数学模型。事件树VS事故树事故树事件树1、从原因到结果进行分析2、一个事件树中可以表现出一个引发事件的一些列后果3、没有成熟的数学模型4、可分析各事件开展的可能结果，但不适用于详细分析1、由结果到原因分析2、事故树只能分辨一个顶事件的相关原因3、数学模型比较成熟，需要一定的数学知识4、适用于寻找系统失效的可能方式1、二者均受到分析评价人员主观因素影响2、二者均可对事故作定性和定量评价3、事件树是事故树的一个补充逻辑树综合分析在实际工作中，一般对事故后果较严重的事件或者作业进行逻辑树综合分析，这既是为分析事故吸取教训，更是为了通过分析预防事故的发生。逻辑树综合分析举例如下：电机过热未起火起火操作人员灭火操作人员未能灭火自动灭火自动灭火失效火警器报警火警器不响逻辑树综合分析逻辑树综合分析不仅能够直观的了解事故因素的分布以及各因素相互之间的关联，而且还能找出预防的重点。因为是事故树和事件树的结合，所以兼有两者的优点和缺点，逻辑树综合分析因其通俗易懂而被广泛应用。逻辑树综合分析Than