事故树分析方法-FTA

长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd事故树分析方法FTA环境保护与安全工程学院叶勇军长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd第2页第一部分概述第二部分事故树的建造及其数学描述第三部分事故树的定性分析第四部分事故树的定量分析第五部分课堂练习长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd第3页第一部分概述长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd第4页一、名称FTA•FaultTreeAnalysis事故树分析故障树分析失效树分析长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd二、方法由来及特点•美国贝尔电话实验室——维森（H.A.Watson）•民兵式导弹发射控制系统的可靠性分析•分析事故原因和评价事故风险方法特点•演绎方法•全面、简洁、形象直观•定性评价和定量评价长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd目的：找出事故发生的基本原因和基本原因组合适用范围：分析事故或设想事故使用方法：由顶上事件用逻辑推导逐步推出基本原因事件资料准备：有关生产工艺及设备性能资料，故障率数据人力、时间：专业人员组成小组，一个小型单元需时一天效果：可定性及定量，能发现事先未估计到的原因事件长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd三、事故树分析的程序熟悉系统确定顶上事件修改简化事故树建造事故树调查事故调查原因事件收集系统资料定性分析定量分析制定安全措施长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd第9页第二部分事故树的建造及其数学描述长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd1、事故树的符号•事件符号顶上事件、中间事件符号，需要进一步往下分析的事件；基本事件符号，不能再往下分析的事件；正常事件符号，正常情况下存在的事件；省略事件，不能或不需要向下分析的事件。一、事故树的建造长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd或门，表示B1或B2任一事件单独发生（输入）时，A事件都可以发生（输出）；与门，表示B1、B2两个事件同时发生（输入）时，A事件才能发生（输出）；+·•逻辑门符号长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd条件或门，表示B1或B2任一事件单独发生（输入）时，还必须满足条件a，A事件才发生（输出）；条件与门，表示B1、B2两个事件同时发生（输入）时，还必须满足条件a，A事件才发生（输出）；限制门，表示B事件发生（输入）且满足条件a时，A事件才能发生（输出）。a·a+a长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd转入符号，表示在别处的部分树，由该处转入（在三角形内标出从何处转入）；转出符号，表示这部分树由此处转移至他处（在三角形内标出向何处转移）。•转移符号长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd2、事故树的建造方法顶上事件中间事件基本事件直接原因事件可以从以下三个方面考虑：•机械（电器）设备故障或损坏；•人的差错（操作、管理、指挥）；•环境不良。长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd举例：对油库静电爆炸进行事故树分析汽油、柴油作为燃料在生产过程中被大量使用，由于汽油和柴油的闪点很低，爆炸极限又处于低值范围，所以油料一旦泄漏碰到火源，或挥发后与空气混合到一定比例遇到火源，就会发生燃烧爆炸事故。火源种类较多，有明火、撞击火花、雷击火花和静电火花等。试对静电火花造成油库爆炸做一事故树分析。长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd二、事故树的数学描述1、事故树的结构函数结构函数——描述系统状态的函数。xi=1表示单元i发生（即元、部件故障）（i=1,2,…,n）0表示单元i不发生（即元、部件正常）（i=1,2,…,n）y=1表示顶上事件发生0表示顶上事件不发生y=Φ(X)或y=Φ(x1,x2,…,xn)Φ(X)——系统的结构函数长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,LtdΦ(X)=x1[x3+(x4x5)]+x2[x4+(x3x5)]长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd2、结构函数的运算规则①结合律（A＋B）＋C＝A＋（B＋C）（A·B）·C＝A·（B·C）②交换律A＋B＝B＋AA·B＝B·A③分配律A·（B＋C）＝（A·B）＋（A·C）A＋（B·C）＝（A＋B）·（A＋C）长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd④等幂律A＋A＝AA·A＝A⑤吸收律A＋A·B＝AA·（A＋B）＝A⑥互补律A＋A´＝１A·A´＝０⑦对合律（A´）´＝A⑧德·莫根律（A＋B）´＝A´·B´（A·B）´＝A´＋B´长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,LtdT·+AB+CX1X4X3·X3X2练习1：写出如下事故树的结构函数长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd练习2：写出如下事故树的结构函数长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd第24页第三部分事故树的定性分析长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd一、利用布尔代数化简事故树长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd等效事故树长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd练习1：化简该事故树，并做出等效图长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd等效事故树长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd练习2：化简该事故树，并做出等效图长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd等效事故树长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd二、最小割集与最小径集1、割集和最小割集割集：事故树中某些基本事件的集合，当这些基本事件都发生时，顶上事件必然发生。如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集了，这样的割集就称为最小割集。也就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd2、最小割集的求法行列法布尔代数化简法•行列法行列法是1972年由富赛尔(Fussel)提出的，所以又称富塞尔法。从顶上事件开始，按逻辑门顺序用下面的输入事件代替上面的输出事件，逐层代替，直到所有基本事件都代完为止。•布尔代数化简法事故树经过布尔代数化简，得到若干交集的并集，每个交集实际就是一个最小割集。长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd用行列法和布尔代数化简法求最小割集长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd等效事故树长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd练习：用行列法求该事故树的最小割集长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd径集：事故树中某些基本事件的集合，当这些基本事件都不发生时，顶上事件必然不发生。如果在某个径集中任意除去一个基本事件就不再是径集了，这样的径集就称为最小径集。也就是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。3、径集和最小径集长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd4、最小径集的求法最小径集的求法是将事故树转化为对偶的成功树，求成功树的最小割集即事故树的最小径集。长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd画出成功树，求原树的最小径集1、画成功树2、求成功树的最小割集3、原事故树的最小径集长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd成功树长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd练习：1、求其最小割集2、画成功树3、求成功树的最小割集4、原事故树的最小径集5、画出以最小割集表示的事故树的等效图6、画出以最小径集表示的事故树的等效图长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd成功树长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd5.最小割集和最小径集在事故树分析中的作用（一）最小割集在事故树分析中的作用最小割集在事故树分析中起着非常重要的作用,归纳起来有四个方面:(1)表示系统的危险性。最小割集的定义明确指出,每一个最小割集都表示顶事件发生的一种可能,事故树中有几个最小割集,顶事件发生就有几种可能。从这个意义上讲,最小割集越多,说明系统的危险性越大。(2)表示顶事件发生的原因组合。事故树顶事件发生,必然是某个最小割集中基本事件同时发生的结果。一旦发生事故,就可以方便地知道所有可能发生事故的途径,并可以逐步排除非本次事故的最小割集,而较快地查出本次事故的最小割集,这就是导致本次事故的基本事件的组合。显而易见,掌握了最小割集,对于掌握事故的发生规律,调查事故发生的原因有很大的帮助。长沙科锐安全工程技术有限公司ChangshaKerichSafetyEngineeringTechCO.,Ltd(3)为降低系统的危险性提出控制方向和预防措施。每个最小割集都代表