事故树分析方法的研究

事故树分析方法的研究

事故树分析（ta）是一种演绎推理方法。该方法使用一种称为事故树的树形图来表示系统中可能发生的事故和各种原因之间的逻辑关系。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,以达到预测与预防事故发生的目的。事故树定量分析主要是根据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发生概率;计算各基本事件的概率重要度和临界重要度。根据定量分析的结果以及事故发生以后可能造成的危害,对系统进行风险分析,以确定安全投资方向。1两组提供依据研究基本事件的发生概率,是为了对事故进行定量分析。通过定量分析,使人们得出能够进行比较的概念,为系统安全评价提供必要的数据,为选择最优安全措施提供依据。事故树定量分析是在定性分析的基础上进行的。定量分析有两个目的,首先是在求出基本事件发生概率的情况下,计算顶上事件的发生概率,并根据所取得的结果与预定的目标值进行比较。另一个目的,计算出概率重要度系数和临界重要度系数,以便使人们了解要改善系统应从何处着手,以及根据重要程度的不同,按轻重缓急,安排人力、物力,分别采取对策,或按主次编制安全检查表,以加强人的控制,使系统处于最佳安全状态。1.1发生概率的概率各基本事件又是独立事件时,可以直接计算顶上事件的发生概率。用“与门”连接的顶上事件发生概率为:用“或门”连接的顶上事件发生概率为:式中qi为第i个基本事件的发生概率(i=1,2,…,n)。b、重复事件计算顶上事件发生概率的方法有状态枚举法、最小割集法、最小径集法、化相交集为不交集法、近似计算等多种方法,常用的两种方法为:1最小割集与基本事件的连接用最小割集表示的事故树等效图,利用等效图再来推出最小割集求顶上事件发生概率的公式。等效图的标准结构形式是:顶上事件T与最小割集Ki的逻辑连接为或门,每个最小割集Ki与其包含的基本事件的逻辑连接为与门。其对于有K个最小割集的事故树,其顶上事件发生的概率可表示为:公式中:i为基本事件的序数;Xi∈Kj为第i个基本事件属于第j个最小割集;j,s为最小割集的序数;K为最小割集的个数;Xi∈KJ∪Ks为第i个基本事件Xi或属于第j个最小割集,或属于第s个最小割集;1≤j≤s≤k为j,s的取值范围。2逻辑连接方式利用最小径集的方法以及用最小径集表示的事故树等效图来求得顶上事件发生概率。其等效图的标准结构形式是:顶上事件T与最小径集Pi的逻辑连接为与门,而每个最小的径集Pi与其包含的基本事件的逻辑连接为或门。对于有P个最小径集的事故树,其顶上事件发生的概率公式为:如果所有最小径集彼此间没有重复的基本事件,则顶上事件发生概率的计算公式为:公式表明,如果最小径集彼此间没有重复的基本事件,即可先求最小径集所包含的基本事件的并集概率,然后求所有最小径集的交集概率,其结果就是顶上事件发生概率。1.2顶事件概率重要系数基本事件概率重要度是以其概率重要系数来表示的。通过基本事件概率重要度分析,可知在各基本事件中,哪个基本事件的概率变化对顶上事件的发生概率的变化影响大,从而采取有效措施减少概率重要系数大的基本事件的发生概率,有效地降低顶上事件的发生概率。概率重要系数IP(i),是通过将顶上事件发生概率Q函数对自变量qi求一次偏导就可获得该基本事件的概率重要度系数,即公式中:Q为顶上事件的发生概率;qi为第i个基本事件的发生概率。1.3相关度系数未反映所反映的事实一般情况下,减少概率大的基本事件的概率要比减少概率小的容易,而概率重要度系数并未反映这一事实。因此,需要用相对变化率的比值,来衡量各基本事件的重要度,即用基本事件发生概率的变化率与顶上事件发生概率的变化率的比,来确定各基本事件的重要度,这个比值称为临界重要度系数Ic(i),即:2实例分析2.1瓦斯袭击事故树图通过调查和搜集资料对1994年至2004年间的特大瓦斯爆炸事故进行了统计,统计得出特大瓦斯爆炸事故44起,引起瓦斯爆炸的相关危险基本事件30起,绘制瓦斯爆炸事故树图(见图1)。事故统计过程中在确定基本事件后,对事故树底部基本事件发生次数进行了统计分析,确定了基本事件的发生概率(见表1)。2.2事故树分析根据事故树及其基本事件发生概率,对特大瓦斯爆炸事故进行分析。通过求其顶上事件概率、概率重要度系数、临界重要度系数,得出相关结论。1确定事件发生的概率利用最小径集的方法根据公式(5)可以求得顶上事件发生概率为0.376。2率重要系数频率根据公式(6)可得其对应的概率重要系数,其所得值如表2所示。由表2可得,按其概率重要系数的大小排出各基本事件的概率重要顺序为:3临界重要系数根据公式(7)可以求出基本事件对应的临界重要系数,其所得值见表3。由表3可得,按照临界重要系数大小排列出各基本事件的重要顺序:2.3矿井瓦斯管理的激发因素是积极应对事故的抗在概率重要系数中基本事件X14的概率重要度系数最大,其次是X2、X8、X11、X15、X16、X9、X12,这些基本事件的概率系数发生改变对顶上事件起主导作用,在缩小其概率时,可以有效地将顶上事件发生概率降下来。在临界重要系数中,可以得出X19在各基本事件中的临界重要系数最大,其次是X14、X2、X8、X11、X15、X16、X23、X29。由于临界重要系数能够从敏感度和自身概率大小的双重角度反映基本事件的重要程度,因此通过重点观察各基本事件的临界重要度系数并结合概率重要度系数,我们可以针对X19、X14及其次的X11、X15、X16、X23、X29等基本事件,着重加强相关方面的管理,进而提高瓦斯爆炸的预防能力。针对事故的定量分析得出煤矿瓦斯管理的几点看法和意见:1)要不断完善瓦斯检查制度,提高瓦斯检查员的素质,并能合理地处理瓦斯积聚;同时瓦斯监测设备要配备齐全,使其能够对井下瓦斯环境做到及时了解,及时控制。2)加强对技术人员的管理,不断提高人员的专业技术水平,注重安全意识的培养,尽量使因人为因素导致的事故降到最低。3)完善井下机电设备管理,发现设备隐患及时维修,使机电设备