事故树分析法在安全评估中的应用

事故树分析法在安全评估中的应用

0不同分析方法的比较所谓系统安全分析，就是对系统安全进行定量和定性分析。只有分析正确，才能正确评估生产安全。系统安全的分析方法有数十种之多,这些方法有定性的也有定量的,有逻辑推理的,也有综合比较的。要完成一个准确的分析就要事先了解各种分析方法的特点及适用场合,经过比较,再决定采用哪种方法。最常用的是事故树分析法。事故树分析(FaultTreeAnalysis缩写为FTA),也叫故障分析,是安全系统工程中的重要分析方法之一,主要应用于分析事故的原因和评价事故风险,表示导致灾害事故的各种因素之间的因果及逻辑关系图。它是对导致灾害后果的各种因素进行分析应用数理逻辑方法逐层地寻找引起事故发生的原因,并分析各种事故原因之间的逻辑关系,根据工艺流程、先后次序和因果关系绘出事故树,制定相应的措施,从而提高系统的安全性。1火灾发生机理及安全分析随着城市规模的不断扩大,现代社会中的建筑物结构越来越复杂,为了满足不同的要求而进行的结构设计和室内装潢,更加加重了建筑物火灾的危险性。一旦发生火灾,可能会迅速蔓延,造成人员伤亡和重大的经济损失。因此,认真研究火灾发生机理,最大限度地减小伤亡事故,是每位消防工作者和安全工作者面临的课题。因此,需要运用系统安全工程的方法对各类事故进行系统安全的分析,着眼于事故的整个过程,才能找出事故的本质原因。事故树分析方法不仅能对建筑物火灾引起人员伤亡事故的各种因素及其逻辑关系做出全面阐述,而且还找出有效的预防措施,并为防止事故发生提供科学、有效的依据。1.1基本事件结构重要度的计算在建筑物火灾事故中,逃生失败和火灾发生是导致顶上事件发生的主要因素,而逃生失败和火灾发生又受多个因素影响。通过安全系统工程的事故树分析法,综合考虑了事故的全过程,就可以做出建筑物火灾引起人员伤亡的事故树,如图1所示,并对其进行了定性分析。由事故树可以看出,导致顶上事件发生有9个,分别用x1,x2,x3,…,x9来表示,它们是导致顶上事件发生的事故隐患。能够导致顶上事件发生的最基本的事件的集合,就是最小割集,用布尔代数法简化求最小割集,得到16组最小割集。分别为:顶上事件不发生所必须的最小限度的径集就是最小径集。求最小径集,就是利用它和割集的对偶性,把原来事故树的“与门”换成“或门”,“或门”换成“与门”,各类事件由不发生换成发生然后求出成功树的最小割集就是原事故树的最小径集。图1建筑物火灾引起的人员伤亡事故树的最小径集有4个,分别为:结构重要度分析是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度,从而排列出各基本事件的重要度顺序。基本事件结构重要度的近似公式为:式中I(t)———第i个基本事件的结构重要度;kj———第j个最小割集;nj———包含第i个基本事件所在kj的基本事件总数;xi———第i个基本事件。由事件结构重要度可知,当最小割集(或径集)中的基本事件相等时,重复在各最小割集(或径集)中的基本事件,比只在一个最小割集(或径集)中出现的基本事件的结构重要度大,重复次数多的比重复次数少的结构重要度大。由此可见,x1事件的结构重要度最大,x2,x3,x4,x5的结构重要度最小。1.2最小割集与事故树(1)从建筑物火灾引起的人员伤亡事故树中可以看出,或门个数多而与门个数少。根据或门定义,只要有任意一个基本事件发生,就能导致顶上事件发生,而与门表示只有全部基本事件发生,顶上事件才能发生。由此可知,该事故发生的可能性和危险性是很大的。(2)事故树中有几个最小割集,顶上事件发生就有几种可能;最小割集越多,系统就越危险,最小割集反映了系统的危险性。最小割集中基本事件数越多,事故就越难发生;反之,基本事件数越少,事故发生就较容易。由此可见,建筑物发生火灾的可能途径有16条,最小割集表示了系统的危险性,通过最小割集可以找出该系统中存在的漏洞。比如K1这个最小割集包括的基本事件有x1,x2,x6,x8,可以对这4个基本事件进行分析、核实,就可以确定是不是由K1发生的。通过最小割集制定相应的措施,保证顶上事件不发生。可以让其中的一个基本事件不发生,就可以避免事故发生。(3)从最小径集来看,它是使顶上事件不发生的各基本事件不发生的基本组合。在同一事故树中,不包含其它径集的径集称为最小径集,那么该径集就是最小径集,所以,最小径集是保证顶上事件不发生的充分必要条件。在图1的事故树中最小割集有16个,最小径集有4个,最小割集较多,最小径集较少,用最小径集来分析比较方便。只要x1不发生,顶上事件就不可能发生,所以及时疏散人员是避免事故发生的最主要的因素。(4)结构重要度分析,是从事故结构上分析各基本事件的重要程度。基本事件结构重要度越大,它对顶上事件的影响就越大,反之亦然。从以上的重要度的大小关系中,可以看到不同的基本事件在系统中的结构重要度是不同的。结构重要度大的基本事件对顶上事件的发生起着重要的作用,是危险性大的事件,需要重点预防的因素,应尽量控制不发生,从而提高系统的安全性。x1基本事件的结构重要度最大,说明在事故树结构上对顶上事件的发生起重要作用,是重点防范的目标,其次是x6,x7,x8,x9,可见,结构重要度也是制定预防措施的一个依据。(5)建筑物火灾事故最小割集最多16个,最小径集4个,也就是说导致建筑物火灾的可能性有16个,有4个途径可以避免事故发生,由此可见事故是很容易发生的。但是只要采用4个径集中的任何一个,制定相应的措施,事故是可以避免发生的。2安全性分析(1)从最小割集可以看出系统的危险性,也表示了顶上事件发生的原因组合,利用它可以确定结构重要度;事故树的最小径集反映了系统的安全性,它是确保系统安全的途径,利用它也可以确定结构重要度。(2)事故树分析法在建筑物火灾引起人员伤亡的应用中,既能对导致建