家庭事故的顶事件研究

家庭事故的顶事件研究

1高科技产品使用中的安全因素科学的发展和技术的进步使先进的高新技术产品悄然进入现代家庭，让人们的日常生活进入一个新时代。然而,不可质疑的是,人们在看到这些巨大效益的同时,也不安地看到,伴随着高科技产品的使用,相应地也带来了一系列不安全因素。家庭安全是个系统工程,必须从系统工程的角度加以研究才是科学的,事故树分析方法就是一个非常有效的研究方法,以家庭事故作为顶事件进行研究,最后得出家庭安全的结论,对家庭安全提出了有益的建议,可大大增加家庭安全度。2火灾、电火、液体泄漏家庭安全系统是一较为复杂的系统,但就其主要因素来看,家庭事故主要包含人身伤害事故和重要财物损失事故。就其发生的地域来看,无外乎有户内和户外。考察造成各种事故的结果来看,有的事故将同时对人身造成伤害和对财物造成损失破坏,譬如火灾、犯罪分子侵害等就是这样。这样,在进行事故树底层分析时,若要分为人身伤害事故和重要财物损失事故比较清晰,但就整个事故树来看,两者互为交叉。家庭事故为顶事件,分为室内人身伤害及财物损失和室外人身伤害及财物损失,见图1。以下主要研究室内人身伤害及财物损失。就室内人身伤害及财物损失来看,进一步可细化为火灾、受到罪犯侵害、触电、坠楼、钝器引起的人身伤害、疾病、漏水造成财物损失、煤气中毒、摔伤、天灾等。火灾还可进一步分为:易燃、易爆气、液体引起的火灾,纸、木制品引起的火灾、电火、煤气燃爆等几项,而这几项多与明火有关,明火包括未灭烟头、未灭火柴、炉火、蜡烛照明等,而电火的原因主要有导线老化和用电过载等。易燃、易爆气、液体引起的火灾主要是指在家中有汽油、煤油、天然气等易燃、易爆用品。一旦外泄又遇到明火即会发生火灾。纸、木屑等引起的火灾是指引发火灾的原因是纸屑、木屑乱扔又遇明火直接接触而引燃。煤气燃爆进一步可分为煤气燃烧和气罐爆炸。气罐爆炸主要原因是罐装过压应遇到烘烤、爆晒或人为加热或受到金属猛烈撞击等。煤气泄露大约有以下几个原因:一是有煤气泄露发生;二是没有安装煤气泄露自动关闭装置;三是未及时发现并处理;四是有火源存在。煤气泄露的主要原因可能是由于壶、锅内水、汤溢出并将火扑灭,也可能是由管道泄露所引起的。未及时发现和处理的原因是人不在家或人虽在家但因为没嗅到气体外泄及无煤气泄露报警装置而未及时发现并正确处理。受到罪犯侵害的原因是误开门将罪犯放入或罪犯通过破窗破门而入而又未事先安装防盗门或未安装防盗窗以及未安装相应报警监控防护装置等。触电往往是由于未装漏电保护或在漏电保护失效的情况下又有电气设备工作不正常和有身体接触引起的。电气设备漏电可能是由于开关漏电或电线漏电,开关漏电的原因:一是无外壳或外壳破损;二是由于潮湿;三是由于绝缘失效。导线漏电的原因有导线绝缘破损,导线老化变质以及安装缺陷等。坠楼事故是针对家住高层住户而言的,首先无防护窗栏或防护窗栏破损,擦窗不小心或儿童看管不当爬上窗台等原因引起的。钝器引起的伤害主要是指刀、剪、斧等使用过程中出现失误。如切菜、劈柴、开启瓶装物等,削水果以及做一些家务如干木匠活、铁匠活等操作失误引起的。病理引起的人员重要伤亡事故往往是由于突发疾病且身边又无人照料或身边无有效药品、器具等以及因疾病较重无能力向医院或亲人报警。目前,家庭装修比较普及,家中一旦有自来水溢出将会造成重大损失。因此,因漏水所造成的财物损失也应考虑在内。漏水的原因是由于无自来水外漏自动关闭装置且水龙头忘了关闭又恰好家中无人或家中有人却因无自来水溢出报警装置提醒而未发现有自来水溢出。煤气中毒的主要原因是:一是一氧化碳;二是门窗紧闭;三是家中有人。而一氧化碳产生的原因有三:一是长时间使用天然气;二是煤气泄漏;三是炉火未完全熄灭产生一氧化碳。摔伤可能是由于儿童玩耍过当或老年人行动失控引起的。天灾是指地震、雷击、其它家发生火灾波及至此等事故,以及山区、农村的洪水、泥石流、山体滑坡等引起的。3家庭安全系统事故树分析3.1割集的数量的求取在模拟系统故障树的有向图中能够造成系统故障顶上事件发生的最小集合称为最小割集。通过Fussel算法,与门使割集容量(即割集内包含的基本事件数量)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。求最小割集首先从顶上事件开始,用下一层事件代替上一层事件,把与门连接的事件写在一行内,把或门连接的事件纵向排开。以家庭安全系统中结构最复杂的火灾为例,火灾的最小割集A,为:由此得出A的最小割集为:最小割集表示系统的危险性,事故树中有几个最小割集顶上事件发生就有几种可能,最小割集越多系统越危险,掌握了最小割集实际上就掌握了顶上事件发生的各种可能,可根据最小割集分别采取预防措施,加强控制。3.2求最未来的规范计算径集,也叫通集或路集。即如果事故树中某些基本事件不发生,则顶上事件就不发生,这些基本事件的集合称为径集。最小径集是就顶上事件不发生所必须的最低限度的径集。最小径集的求法:利用它与最小割集的对偶性首先做出与事故树对偶的成功树,也即把原事故树的与门换成或门,或门换成与门,各类事件发生换成不发生,这里用“′”来表示,利用最小割集的求法求最小径集。这里仍以家庭安全系统中结构最复杂的火灾为例,火灾的最小径集A′为:由此得出最小径集A′为:{A′7,A′13,A′17A′18,A′19},{A′7,A′11,A′12,A′17,A′18,A′19},{A′7,A′9,A′16,A′17A′18,A′19},{A′7,A′10,A′16,A′17,A′18,A′19},{A′8,A′13,A′17,A′18,A′19},{A′8,A′11,A′12A′17,A′18,A′19},{A′8,A′9,A′16,A′17,A′18,A′19},{A′8,A′14,A′16,A′17,A′18,A′19},{A′7,A′9,A′16,A′17,A′18,A′19},{A′7,A′10,A′16,A′17,A′18,A′20},{A′8,A′9,A′16,A′17,A′18,A′19}等24项。最小径集表示系统的安全性,求出最小径集可以了解要使事件不发生有几种可能的方案。简言之最小径集表明,一个最小径集中的基本事件都不发生就可使顶上事件不发生。3.3结构重要度法由事故树的布尔表达式求出的最小径集和式:在式(1)中,对Xi求偏导得:由此得到判别系数:I(i)=∑1/2rj-1(4)根据事故树中各基本事件中的结构重要系数与其对偶树的结构重要系数相同,上式对最小割集也成立,即:I(i)=∑1/2rj-1。判别方法:1)属于单阶最小径(割)集中基本事件,这些事件的结构重要系数最大;2)同属于一个或多个最小径(割)中基本事件,这些事件的结构重要系数相同;3)判别属于不同径(割)集中基本事件结构重要系数的大小。就火灾的最小径集来看,有:按结构重要度排序,为:由此按结构重要度分析方法,最危险的基本事件依次为:储存可燃性气、液体,家中有木屑、纸屑,煤气罐压力过大;其次危险的基本事件依次为:导体老化,用电过载;再次为家中无人;最后为人嗅觉不灵、无报警装置、壶锅内汤水溢出将火扑灭、煤气泄漏等。3.4未灭烟头且有木屑、纸屑由最小割集发生概率情况,得出发生事故概率最大的最小割集顺序为:{A4,A18},炊火且有木屑、纸屑;{A2,A18},未灭烟头且有木屑、纸屑;{A8,A18},未灭火柴且有木屑、纸屑;{A11,A13,A15,A16},壶锅液体将火扑灭,又无煤气自动关闭,人不在家又存在明火;{A4,A17},炊火且储存可燃性气液体泄漏;{A19,A23},煤气罐装过压且煤气罐受到猛烈撞击;{A2,A12,A13,A16},未灭烟头,煤气泄漏,无煤气泄漏报警自动关闭装置,人不在家。3.5临界重要度一般情况下,减少概率大的基本事件的概率要比减少概率小的容易,临界重要度系数CIg(i)就是从敏感度和自身发生概率的双重角度来衡量各基本事件的重要度标准,公式为:基本事件1的临界重要度计算如下:其它基本事件的临界重要度计算以此类推。4要度最高的火灾对策按事故频度及危害大小,家庭安全重要次序如下:1)火灾;2)受到罪犯侵害;3)触电;4)煤气中毒;5)坠楼;6)其它意外事故。就重要度最高的火灾为例,可得出以