@事故树分析法与事件树分析法

IndustrialFireProtection第一节火灾风险分析概述第二节消防安全检查表法第三节道化学公司火灾爆炸指数评价法第四节事故树分析法与事件树分析法第五节易燃易爆有毒重大危险源风险评价第五章火灾风险分析技术IndustrialFireProtection一、事故树分析基础二、事故树的定性分析三、事故树的定量分析四、事件树分析本节主要内容：IndustrialFireProtection一、事故树分析基础事故树：演绎地表示事故发生原因及其逻辑关系的逻辑树图，由事件符号和逻辑符号组成。又叫故障树、失效树等。IndustrialFireProtection事故树分析法（FaultTreeAnalysis）：安全系统工程中的一种常用方法，把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用事故树的树形图表示，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。消防应用：定性分析系统的火灾危险性定量研究火灾发生的原因和进行火灾预测一、事故树分析基础IndustrialFireProtection方法由来：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一、事故树分析基础IndustrialFireProtection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：生产工艺设备性能资料，故障率数据效果：可定性及定量，能发现事先未估计到的原因事件一、事故树分析基础IndustrialFireProtection一、事故树分析基础（一）事故树的分析步骤：确定并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资料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IndustrialFireProtection矩形符号：顶上事件，中间符号，可分析事件。圆形符号：基本事件，不可再分。菱形符号：省略事件，不必或不能分析。屋形符号：正常事件，允许存在，不可避免。一、事故树分析基础（二）事故树的符号及其意义：事件符号IndustrialFireProtection与门（逻辑积）：A=B1•B2或门（逻辑和）：A=B1+B2条件与门：A=B1•B2•条件或门：A=（B1+B2）•转移符号转出符号、转入符号一、事故树分析基础（二）事故树的符号及其意义：逻辑符号IndustrialFireProtection一、事故树分析基础（三）编制事故树的具体过程：（1）写出要分析的事故即顶上事件，作为第一层，写在矩形方框内；（2）写出导致顶上事件的直接原因，作为第二层，写在矩形方框内；（3）上下层之间用逻辑门连接；（4）层层分析到最基本的原因事件，把基本事件写在圆形符号内，构成一个事故树状的分析图。IndustrialFireProtection一、事故树分析基础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。IndustrialFireProtection露天棉花堆垛火灾棉花点火源空气其它点火源雷击+避雷设备不符合要求无避雷设备+保护范围不够接地电阻过大导出电流能力不足接地点距棉垛过近+IndustrialFireProtection一、事故树分析基础（四）事故树化简的数学基础：交换率：A+B=B+A，A•B=B•A结合率：（A+B）+C=A+（B+C）（A•B）•C=A•（B•C）分配率：A+（B•C）=（A+B）•（A+C）A•（B+C）=（A•B）+（A•C）IndustrialFireProtection一、事故树分析基础（四）事故树化简的数学基础：等幂率：A+A=A，A•A=A吸收率：A+A•B=A，A•（A+B）=A互补率：（A'）'=A，A+A'=1，A•A'=0A+1=1，A•1=A狄摩根率：（A+B）'=A'•B'，（A•B）'=A'+B'IndustrialFireProtection一、事故树分析基础（五）事故树的化简：将事故树中的各个事件用英文代码表示（1）顶上事件：T（2）中间事件：Tx（3）基本事件：x将事故树转化成数学表达式运用布尔代数法化简事故树IndustrialFireProtectionTT2T1+ACABT=T1•T2=(A•B)(A+C)=AB•A+AB•C等幂率吸收率=AB+ABC=AB例：IndustrialFireProtection粉尘爆炸燃烧亚麻粉尘亚麻粉尘浓度超限亚麻尘屑阴燃开启风机开启风机风道内有亚麻屑+维修部位有亚麻屑维修法兰用烧焊系统内有亚麻屑维修部位有亚麻屑TT1T2T3T4x3x3x1x2x4x1例：IndustrialFireProtection一、事故树分析基础T=T1·T2=x3·T3·x3·T4=x3·T3·T4=x3x1x2(x1+x4)=x1x2x3+x1x2x3x4=x1x2x3IndustrialFireProtection一、事故树分析基础事故树分析基础小结：1.掌握事故树的符号和意义；2.掌握事故树化简的数学公式；3.事故树分析化简的程序。IndustrialFireProtection一、事故树分析基础二、事故树的定性分析三、事故树的定量分析四、事件树分析本节主要内容：IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析定性分析的目的是分析事故的发生规律和特点，找出控制事故的可行方案，并从事故树结构上分析各基本事件的重要程度，以便按轻重缓急分别采取相应的对策。（一）最小割集及其求法（二）最小径集及其求法（三）基本事件的结构重要度IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析（一）最小割集及其求法1.定义：割集：也叫截集或截止集，它是导致顶上事件发生的基本事件的集合。最小割集：能够引起顶上事件发生的至少需要的基本事件的集合。2.求法：——同事故树的化简。3.举例：IndustrialFireProtection例：某化工厂仓库火灾事故树示意图仓库火灾+火势蔓延库内物品燃烧明火+进入仓库明火+未及时发现遇易燃烧物品电路自燃物品看守和管理不严自燃物品电路TT1T2T3T4T5x1x2x3x3x4x5x5IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析T=T1+T2=x4•T3+x1•T4=x4•（x3+T5）+x1•（x3+x5）=x3x4+x2x4x5+x1x3+x1x5该事故树的最小割集有四个，分别为：{x3，x4}、{x2，x4，x5}、{x1，x3}、{x1，x5}IndustrialFireProtection+TA3A2A4A1x3x1x4x5x4x2x5x1x3仓库火灾等效事故树示意图IndustrialFireProtection求出最小割集，并画出事故树的等效图。练习IndustrialFireProtection等效事故树：IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析4.最小割集在FTA中的作用：最小割集：能够引起顶上事件发生的至少需要的基本事件的集合。1）表示系统的危险性2）表示顶上事件发生的原因组合3）为降低系统危险性提出控制方向和预防措施4）利用最小割集可判定事故树中基本事件的结构重要度和计算顶上事件发生的概率IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析（二）最小径集及其求法1.基本概念：径集：使顶上事件不发生的基本事件的组合。最小径集：顶上事件不发生至少需要的不发生基本事件的集合。IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析2.最小径集的求法：利用对偶性原理，将事故树模型转化为成功树模型，对成功树进行化简，求出成功树的最小割集，即为事故树的最小径集。成功树模型：也称对偶事故树模型或可靠性模型，基本事件不发生则顶上事件不发生的模型。IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析3.事故树转化为成功树的方法：德.摩尔根律：（A+B）'=A'•B'（A•B）'=A'+B'若T=A1+A2，则T'=（A1+A2）'=A1'•A2'若T=A1•A2，则T'=（A1•A2）'=A1'+A2'事故树成功树与门或门或门与门基本事件基本事件的补事件IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析4.求最小径集的步骤（1）将事故树转化为成功树；（2）化简成功树；（3）求出成功树的最小割集；（4）将成功树的最小割集通过对偶置换转化为事故树的最小径集。IndustrialFireProtection例：某化工厂仓库火灾成功树示意图++T´+T1´T2´T3´T5´T4´x4´x2´x5´x1´x3´x5´x3´IndustrialFireProtectionT'=T1'•T2'=(x4'+T3')•(x1'+T4')=(x4'+x3'•T5')•(x1'+x3'•x5')=[x4'+x3'(x2'+x5')](x1'+x3'x5')=(x4'+x2'x3'+x3'x5')(x1'+x3'x5')=x1'x4'+x3'x4'x5'+x1'x2'x3'+x2'x3'x5'+x1'x3'x5'+x3'x5'=x1'x4'+x1'x2'x3'+x3'x5'最小割集为：{x1'，x4'}{x1'，x2'，x3'}{x3'，x5'}对偶置换得到事故树的三个最小径集为：{x1，x4}、{x1，x2，x3}、{x3，x5}IndustrialFireProtection等效成功树示意图：+T´A1A1A1x1´x3´x3´x5´x4´x1´x2´IndustrialFireProtection该事故树的最小径集为：T=（T'）'=（x1'x4'+x1'x2'x3'+x3'x5'）'=（x1'x4'）'•（x1'x2'x3'）'•（x3'x5'）'=（x1+x4）•（x1+x2+x3）•（x3+x5）IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析5.最小径集在FTA中的作用1）表示系统的安全性2）选取确保系统安全的最佳方案3）利用最小径集判定事故树中基本事件的结构重要度和计算顶上事件发生的概率IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析6.最小割集和最小径集在FTA中的作用比较最小割集：表明系统的危险性；分析事故危险模式，用作危险比较。最小径集：表明系统的可靠性；给出经济有效地选择预防方案。共同作用：进行结构重要度分析；求顶上事件的发生概率，进行定量分析。IndustrialFireProtection二、事故树的定性分析6.基本事件的结构重要度分析基本事件的结构重要度：根据结构分析确定各个基本事件对顶上事件发生的严重程度。目的：改善系统安全性，掌握各个基本事件对防止火灾爆炸事故发生严重程度，找出改善系统的关键因素，拟定行之有效的最优防火对策。方法：精确计算法；利用最小割集或最小径集排序。IndustrialFireProtection(1).精确计算法假设事故树中包含n个基本事件：X1,X2…..Xn每个基本事件都有两种可能的状态1，基本事件发生Xi=0，基本事件不发生顶上事件的函数Ø（X）也有两种可能的状态1，顶上事件发生Ø（X）=0，顶上事件不发生二、事故树的定性分析IndustrialFireProtection如何定义基本事件的结构重要系数：先令某一基本事件xi的状态由0变化到1，令其它基本事件的状态都保持不变，看顶上事件的状态变化。Ø（0i，X）=0，Ø（1i，X）=0Ø（0i，X）=1，Ø（1i，X）=1Ø（0i，X）=0，Ø（1i，X）=1二、事故树的定性分析IndustrialFi