第5章风险评估方法之事件树分析法.ppt

1、第5章 风险评估方法之事件树分析法,本章要点: 掌握：事件树的编制与实施，能根据实际分析对象 编制事件树 理解：事件树的含义、原理和作用 了解：事件树分析的注意事项,本章内容： 5.1 风险识别 5.2 事件树分析 5.3 事件树分析案例,5.1 风险识别,5.1.1 风险识别常见步骤 确定风险识别范围，在此范围内找出危险源； 确定风险类型； 对上述各种风险类型产生的原因进行分析。,5.1.2 风险识别方法 风险识别必须依靠现代的科学技术和方法，通常有 三种方法: 筛选、监控和诊断 筛选 是应用标准化程序对灾害进行寻找、分析并按其危 险概率及强度加以排列的过程。 经典的筛选办法是列出危险清单，

2、在此基础上进行 风险分析，从而按风险大小排出某一地区或某一场所可 能面临的灾害序列，最后筛选出风险最显著的灾害作为 评价的重点。, 监控 是对灾害风险的调查、监测、记录和分析的循环过 程，特别是对那些可疑灾害风险的核查和解译更需长期的 监测和追踪分析。 监控的目的旨在监测某些灾害临界指示体的变化、灾 害条件的积累及防灾系统的易损程度。,5.1.2 风险识别方法, 诊断 是对灾害与前兆的相互关系及灾害的可能后果的分析 和判断。 诊断手段比如根据调查的情况编制事故树，将风险因 素及其可能引起一系列致损事件的逻辑关系形象地表示在 图表中。,5.1.2 风险识别方法,5.2.1 引言5.2.2 ETA

3、 5.2.3 事件树分析法的功能5.2.4 事件树的建造5.2.5 事件树分析的步骤5.2.6 事件树分析优点及运用注意事项,5.2 事件树分析（ETA）,5.2.1 引 言,事件树也是一种决策树，但它的结果仅仅依赖于系统的内在客观规律，而不是象在决策树中取决于决策者的主观控制的影响。 事件树分析（Event Tree Analysis）法是一种逻辑的演绎法，它在给定一个初因事件的情况下，分析此初因事件可能导致的各种事件序列的结果，从而定性与定量的评价了系统的特性，并帮助分析人员以获得正确的决策。 由于事件序列是以图形表示，并且呈扇状，故得名事件树（如图5.2-1）。,5.2.1 引言,5.2

4、.2 ETA,5.2.2 事件树分析法, 事件树分析法辨析 定义 事件树分析法（event tree analysis，简称ETA ）， 是一种利用图形来进行演绎的逻辑分析方法。可用来 识别某假设始发事件发生后各种可能的结果。事件树 概括了假设始发事件下全部可能的事件序列。 事件树分析法按事故发展的时间顺序，由初始事 件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识。, 事件树分析是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向 前发展中各个环节成功与失败的过程和结果。 是一种时序逻辑的事故分析方法。它以一初始事件为起 点，按照事故的发展顺序，分阶段，一步一步地进行分析， 每一事件可能的后续事件只能取完全对立的

5、两种状态（成功 或失败，正常或故障，安全或危险等）之一的原则，逐步向 结果方面发展，直到达到系统故障或事故为止。所分析的情 况用树枝状图表示，故叫事件树。,5.2.2 事件树分析法辨析, 一起事故的发生，是许多原因事件相继发生的结果， 其中，一些事件的发生是以另一些事件首先发生为条件 的，而一事件的出现，又会引起另一些事件的出现。 在事件发生的顺序上，存在着因果的逻辑关系。,5.2.2 事件树分析法辨析, 事件树分析法所分析的情况用树枝状图表示。它既可 以定性地了解整个事件的动态变化过程，又可以定量计算 出各阶段的概率，最终了解事故发展过程中各种状态的发 生概率。,5.2.2 事件树分析法辨析

6、, 事件树分析基本概念, 初因事件可能引发系统安全性后果的系统内部的故障 或外部的事件。 后续事件在初因事件发生后，可能相继发生的其他事 件，这些事件可能是系统功能设计中所决定的某些备用设 施或安全保证设施的启用，也可能是系统外部正常或非正 常事件的发生。 后续事件一般是按一定顺序发生的。 后果事件由初因事件和后续事件的发生或不发生所构 成的不同的结果。, 确定初因事件确定和分析可能导致系统安全性后果的 初因事件并进行分类，对那些可能导致相同事件树的初因事件 划分为一类。 建造事件树确定和分析初因事件发生后，可能相继 发生的后续事件，并进一步确定这些事件发生的先后顺 序，按后续事件发生或不发生

7、（二态）分析各种可能的 结果，找出后果事件。事件树的建造过程也是对系统的 一个再认识过程。 事件树的定量分析对所建完的事件树，收集、分析 各事件的发生概率及其相互间的依赖关系，定量计算各 后果事件的的发生概率，并进一步分析评估其风险。, 事件树分析基本概念, 事件树的分支,5.2.3 事件树分析法的功能,ETA可以事前预测事故及不安全因素，估计事故的可能后果，寻求最经济的预防手段和方法； 事后用ETA分析事故原因，十分方便明确； ETA的分析资料既可作为直观的安全教育资料，也有助于推测类似事故的预防对策； 当积累了大量事故资料时，可采用计算机模拟，使ETA对事故的预测更为有效； 在安全管理上用

8、ETA对重大问题进行决策，具有其他方法所不具备的优势。,5.2.3 事件树分析法的功能,功用：,5.2.4 事件树的建造, 建造原理,5.2.4 事件树的建造, 建造原理,5.2.4 事件树的建造, 建造原理,荷花池中一只青蛙的跳跃，是马尔可夫过程的形象化的范例。青蛙依照它瞬间形成的念头，从一片荷叶跳上另一片荷叶。因为青蛙没有记忆，即使现在所处的位置已知，它下一步跳往何处和它以往走过的路径无关。如果将荷叶编号并用 X0, X1, X2，分别表示青蛙最初处的荷叶号码及第一次、第二次、跳跃后所处的荷叶号码，那么Xn，n0 就是马尔可夫过程。,马尔科夫过程, 建造原理,5.2.4 事件树的建造, 事

9、件树分析原理, 事件树分析程序,5.2.4 事件树的建造, 事件树的建造方法 根据需要，也可标示出各支(成功与失败)的概率值，以便进行定量计算。实际上，画图的过程就是分析的过程。,5.2.4 事件树的建造, 例1 水泵A与阀门B串联，用ETA分析该系统。若知A、B可靠度分别为0.98、0.95，求系统运行成功概率和失败概率。 解：由图可知，水由泵A抽起，经阀门B排出，假定管道无故障，则能否顺利的运行将取决于A与B。A有二种状态，即正常能抽水，故障不能抽水。如果A正常，则看B的情况，B也是两种状态。故 可得到其事件树图如下所示：, 事件树的建造实例, 例1, 事件树的建造实例, 例1 解：P (

10、s)0.980.950.931 P (s)=1- P (s)= 1-0.931=0.069 或 P (s)= P(s1)+P(s2) = 0.98(1-0.95)+(1-0.98) = 0.049+0.02 =0.069, 事件树的建造实例, 例2 有一泵A与二个阀门B、C串联组成物料输送系统如图，试用ETA分析该系统并画出ET图。, 事件树的建造实例,解：由图可知，物料是经泵A、阀门B、C以后排出的，那么，对于A、B、C而言，它们均可能出现二种状态，即正常(1)或不正常(0)； 如果A正常，则要看B的情况，如果B正常，则还需看C阀门的情况。 显然，对于该系统，只有在A、B、C都正常的情况下，

11、系统才属正常，否则，系统就失败。因此，可做事件树如下：, 事件树的建造实例, 例2, 事件树的建造实例, 例2, 例2 若例2中的A、B、C的可靠度分别为0.95、0.9、0.9，求系统成功概率和失败概率。, 事件树的建造实例, 例2 解：由题意，先绘ET图：, 事件树的建造实例,由ET图知，只有在三个元件的所有状态都成功的状态下，它才能成功。故其成功的概率应为概率积求解。 P(S)=P(A)*P(B)*P(C)=0.950.90.9 =0.7695 对于失败的概率，令其为P(S) 则P(S)=P(S1)+P(S2)+P(S3) =P(A)*P(B)*P(C)+P(A)*P(B)+P(A) =

12、0.950.9(1-0.9)+0.95(1-0.9)+(1-0.95) =0.2305, 事件树的建造实例, 例2, 例3 如下图所示，系统为一个泵和二个阀门并联的简单系统，试绘出其事件树图并求其成功及失败概率(A、B、C的可靠度分别为0.95、0.9、0.9)。, 事件树的建造实例, 例3 解：由题意，画出ET如图： 所以，P(S)=0.855+0.0855=0.9405 P(S)=0.0095+0.05=0.0595, 事件树的建造实例, 确定初始事件 判定安全功能 绘制事件树 简化事件树 进行事件序列的定量化,5.2.5 事件树分析的步骤, 根据系统设计、系统危险性评价、系统运行 经验或

13、事故经验等确定； 根据系统重大故障或事故树分析，从其中间 事件或初始事件中选择。, 确定初始事件, 对初始事件自动采取控制措施的系统，如自动停车系统等； 提醒操作者初始事件发生了的报警系统； 根据报警或工作程序要求操作者采取的措施； 缓冲装置，如减振、压力泄放系统或排放系统等； 局限或屏蔽措施等。, 判定安全功能,从初始事件开始，按事件发展过程自左向右绘制事 件树。树枝代表发展途径。 首先考察初始事件一旦发生时最先起作用的安全功 能，把可以发挥功能的状态画在上面的分枝，不能发挥 功能的状态画在下面的分枝。 然后依次考察各种安全功能的两种可能状态，把发 挥功能的状态（又称成功状态）画在上面的分枝

14、，把不 能发挥功能的状态（又称失败状态）画在下面的分枝， 直到到达系统故障或事故为止。, 绘制事件树,在绘制事件树的过程中，可能会遇到一些与初始事 件无关的安全功能，或者其功能关系相互矛盾、不协调 的情况，需用工程知识和系统设计的知识予以辨别，然 后从树枝中去掉，即构成简化的事件树。 在绘制事件树时，要在每个树枝上写出事件状态， 树枝横线上面写明事件过程内容特征，横线下面注明成 功或失败的状况说明。, 简化事件树,失效概率极低的系统不列入事件树的题头中； 即：当某一非正常事件的发生概率极低时可以不列入后续事 件中； 当系统已经失效，在其以后的各系统已经不可能缓 减后果时，那么以后的系统不必再分

15、叉。 即：当某一后续事件发生后，其后的其他事件无论发生与否 均不能减缓该事件链的后果时，该事件链即已结束。, 事件树简化, 事件树的简化例, 考虑人为因素的事件树, 进行事件序列的定性化 事件树定性分析，是根据事件的客观条件和事件的特征，作出符合科学性的逻辑推理，用与事件有关的技术知识确认事件可能状态，对每一发展过程和事件发展的途径作可能性的分析。 事件树定性分析在绘制事件树的过程中就已进行。, 进行事件序列定性分析目的 找出事故连锁 找出预防事故的途径, 进行事件序列的定量化（事件树定量分析） 是指根据每一事件的发生概率，计算各种途径的事故发生概率，比较各个途径概率值的大小，作出事故发生可能

16、性序列，确定最易发生事故的途径。 各发展途径的概率 事故发生概率, 进行事件序列的定量化 事件树的定量化任务： 计算每条事件序列（每个环节事件）发生的频率； 确定初因事件发生频率； 确定后续事件及各后果事件的发生概率； 评估各后果事件的风险。 计算中应考虑环节事件之间的不独立性； 初因事件的频率是通过大量的统计数据而得到。, 简化计算后果事件的概率,P (IS1S2) = P (I)P (S1)P (S2) P (I) P (IS1F2) = P (I)P (S1)P(F2) P (I)P (F2) P (IF1S2) = P (I)P (F1)P(S2) P (I)P (F1) P (IF1

17、F2) = P (I)P (F1)P (F2), 精确计算后果事件的概率,当事件树中的各事件的发生不是相互独立时，进行事件 树中后果事件发生概率的计算将更为复杂，此时必须考虑各 事件发生的条件概率。以图1中的事件树为例，后果事件IF1F2 的发生概率为： P（IF1F2）= P（I）P（F1/I）P（F2/F1，I） P（F1/I）表示在初因事件 I 发生的条件下，系统1失效事 件（F1）发生的概率。而 P（F2/F1，I）表示在初因事件 I 发 生、系统1失效事件（F1）也发生的条件下，系统2失效事件 (F2) 发生的概率。, 后果事件的风险评估,事件的风险即为事件的发生概率与其损失值的乘积

18、： R=PC R 后果事件的风险值； P 单位时间内后果事件的发生概率； C 后果事件的的损失值。, 事件树分析的优点,5.2.6 事件树分析优点及运用注意事项,5.2.6 事件树分析优点及运用注意事项, 事件树分析运用注意事项 在风险树中，上一层的分枝点表示某类风险问题，在该点 处分枝的各个分枝末端点则表示引起该类风险问题的各种风 险因素。通过绘制风险树，可以表示出引起风险的各种因 素，从而看清各类风险问题和各种风险因素之间的关系。 也就是说，应适当地选定起因事件 :在选择时，重点应放在对 系统的安全影响最大、发生频率最高的事件上。, 在绘制风险树时，并不是分枝越多、层次越多越好，根据 系统

19、的实际情况，明确所研究的主要问题，分清主次，对影响 重大的风险因素要深人细分，对一般问题则不要过多分枝； 逻辑思维要首尾一贯，无矛盾，有根据；, 事件树分析运用注意事项, 在风险分析时，有时并不需要对各个方面的风险问题作全 面的分析，可以把有关的某个重要的风险问题单独提出来，绘 制该问题的风险树； 如果在绘制风险树时，能对各种风险因素的概率作出估 计，则可将估计的概率数值标注于该分枝的旁边。 要注意人的不安全因素，否则会得错误结果。, 事件树分析运用注意事项,小结： 事件树分析把事故的发生发展过程表述得清楚而有条理，对设计事故预防方案，制定事故预防措施提供了有力的依据。 从事件树上可以看出，最

20、后的事故是一系列危害和危险的发展结果。因此，在事故发展过程的各阶段，应采取各种可能措施，控制事件的可能性状态，减少危害状态出现概率，增大安全状态出现概率。 采取在事件不同发展阶段阻截事件向危险状态转化的措施，最好在事件发展前期过程实现。显然，要在各条事件发展途径上都采取措施才行。,5.3 事件树分析案例,案例1. 火车危险品事件树 案例2. 行人过马路事件树 案例3. 化学反应器事件树 案例4. 电机发热事件树 案例5. 氯磺酸罐爆炸事件树 案例6. 升降机开关失灵 案例7. 煤矿发生外源火灾,案例 1火车危险品事件树,案例2 行人过马路事件树,案例3 化学反应器事件树,案例3 化学反应器事件树,案例4 电机发热事件树,案例4 电机发热事件树,案例5 氯磺酸罐爆炸事件树,某工厂的氯磺酸罐发生爆炸，致使3人死亡，用事件树 分析的结果如下页图所示。 该厂有4台氯磺酸贮罐。因其中 两台的紧急切断阀失灵而准备检修，一般按如下程序准备： 将罐内的氯磺酸移至其他罐； 将水徐徐注