事故树分析法FTA
分析及评价方法-事故树分析(FTA)法
分析及评价方法-事故树分析(FTA)法
事故树分析又称为故障树分析，是一种演绎的系统安全分析方法。
它是从要分析的特定事故或故障开始(顶上事件)，层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。
这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的，或者已经有过统计或实验的结果。
FTA一般可分为以下几个阶段：
1．选择合理的顶上事件，系统分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则；
2．资料收集准备，围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集；
3．建造故障树，这是FTA的核心部分。
通过对已收集的技术资料，在设计、运行管理人员的帮助下，建造故障树；
4．对故障树进行简化或者模块化；
5．定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多时，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；
6．定量分析，这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。
事故树分析方法可用于洲际导弹(核电站)等复杂系统和其他各类系统的可靠性及安全性分析、各种生产的安全管理可靠性分析和伤亡事故分析。
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事故树分析法
事故树分析法(FTA)事故树分析法就是一种既能定性又能定量的逻辑演绎评价方法,就是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树,在逻辑树中相关原因事件之间用逻辑门连接,构成逻辑树图,为判明事故发生的途径及损害间关系提供一种最形象、最简洁的表达方式。
事故树法又称为故障树分析法,就是一种逻辑演绎的系统评价方法,就是安全系统工程中重要的分析方法之一。
它能对各种系统的危险性进行识别评估,既适用于定性分析,又能进行定量分析。
具有简明、形象的特点。
其分析方法就是从要分析的特定事故或故障顶上事件开始,层层分析其发生原因(中间事件),一直分析到不能再分解或没有必要分析时为止,即分析至基本原因事件为止,用逻辑门符号将各层中间事件与基本原因事件连接起来,得到形象、简洁地表达其因果关系的逻辑树图形即故障树。
通过对其简化计算得到分析评价目的的方法。
故障树分析法的主要功能1、对导致事故的各种因素及其逻辑关系作出全面的描述2、便于发现与查明系统内固有的或者潜在的危险因素,为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据3、使作业人员全面了解与掌握各项防灾要点4、对已发生的事故进行原因分析故障树的分析步骤1、确定所分析的系统2、熟悉所分析的系统3、调查系统发生的事故4、确定事故的顶上事件5、调查与顶上事件有关的所有原因事件6、故障树作图7、故障树的定性分析8、故障树的定量分析9、安全性评价事故树的主要符号事件符号逻辑符号顶上事件、中间事件符号,需要进一步的分析基本事件符号,不能进一步往下分析正常事件,正常情况下存在的事件省略事件,不能或者不需要分析事故树的建造方法直接原因事件可以从以下几个方面考虑:1、 电气设备故障2、 人的差错(操作、管理、指挥)3、 环境不良事故树的数学描述事故树的结构函数y =Φ 割集割集:事故树种某些基本事件的组合,当这些基本事件都发生时,顶上事件必然发生。
如果在一个割集中去掉任何一个顶上事件导致顶上事件不能发生,那么这个割集即为最小割集,也就就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。
事故树分析法
事故树分析法（FTA）事故树分析法是一种既能定性又能定量的逻辑演绎评价方法，是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树，在逻辑树中相关原因事件之间用逻辑门连接，构成逻辑树图，为判明事故发生的途径及损害间关系提供一种最形象、最简洁的表达方式。
事故树法又称为故障树分析法，是一种逻辑演绎的系统评价方法，是安全系统工程中重要的分析方法之一。
它能对各种系统的危险性进行识别评估，既适用于定性分析，又能进行定量分析。
具有简明、形象的特点。
其分析方法是从要分析的特定事故或故障顶上事件开始，层层分析其发生原因（中间事件），一直分析到不能再分解或没有必要分析时为止，即分析至基本原因事件为止，用逻辑门符号将各层中间事件和基本原因事件连接起来，得到形象、简洁地表达其因果关系的逻辑树图形即故障树。
通过对其简化计算得到分析评价目的的方法。
故障树分析法的主要功能1、对导致事故的各种因素及其逻辑关系作出全面的描述2、便于发现和查明系统内固有的或者潜在的危险因素，为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据3、使作业人员全面了解和掌握各项防灾要点4、对已发生的事故进行原因分析故障树的分析步骤1、确定所分析的系统2、熟悉所分析的系统3、调查系统发生的事故4、确定事故的顶上事件5、调查与顶上事件有关的所有原因事件6、故障树作图7、故障树的定性分析8、故障树的定量分析9、安全性评价事故树的主要符号 事件符号逻辑符号顶上事件、中间事件符号，需要进一步的分析基本事件符号，不能进一步往下分析正常事件，正常情况下存在的事件省略事件，不能或者不需要分析事故树的建造方法直接原因事件可以从以下几个方面考虑： 1、 电气设备故障2、 人的差错（操作、管理、指挥）3、 环境不良事故树的数学描述事故树的结构函数y =Φ() 或 =Φ(, ,…, ) 系统的结构函数事故树的定性分析利用布尔代数简化事故树割集或门，任意一事件发生，顶上事件发生·与门，两个事件同时发生，顶上事件发生条件或门，任意事件发生，并且满足a ，顶上事件才发生条件与门，两事件同时发生，并满足a ，顶上事件才发生限制门，事件发生，并满足a ，顶上事件才发生+割集：事故树种某些基本事件的组合，当这些基本事件都发生时，顶上事件必然发生。
安全事故分析方法
安全事故分析方法1.事故树分析法（FTA）事故树分析法是一种定性和定量相结合的事故分析方法，通过将事故发展过程可视化为树状结构，从顶层事件逐级分解，找出导致事故发生的所有可能原因，以便识别事故的根本原因。
基本步骤包括定义事故目标、构建事故树、分析树节点概率与频率以及评估风险并制定控制措施。
2.事件树分析法（ETA）事件树分析法是一种逆向分析方法，在事故发生后，通过建立事件树模型，从事故发展的起始状态开始，根据各个事件之间的逻辑关系，进行系统性分析。
事件树分析法主要用于评估事故的可能性和后果严重性，以制定相应的应急处理和控制措施。
3.失效模式与影响分析法（FMEA）失效模式与影响分析法是一种系统性的分析方法，用于评估系统、设备或过程的潜在失效模式及其对系统性能和运行的影响。
它通过确定失效模式和评估失效的严重程度、频率和可探测性等，以便制定相应的预防措施和改进措施。
4.健康、安全与环境风险评估（HSERA）HSERA是一种综合性的风险评估方法，重点考虑健康、安全和环境方面的风险因素。
它通过收集和分析有关系统、设备或过程的数据，评估各种潜在风险的可能性和后果，以便制定相应的风险控制和管理措施。
5.故障树分析法（FTA）故障树分析法是一种定性和定量相结合的分析方法，主要用于系统、设备或过程的故障分析和可靠性评估。
它通过建立系统性能失效的树状结构，追溯系统故障的根本原因，以便制定相应的故障预防和恢复措施。
在实际应用中，以上几种安全事故分析方法可以相互结合，针对具体情况选择合适的方法。
另外，还需要注意保持分析过程的客观性和科学性，及时整理和总结事故分析结果，并将其应用于安全管理和控制措施的改进。
只有通过深入的事故分析，才能发现事故的隐藏原因，从而更好地预防和控制类似事故的发生。
事故树分析方法-FTA
（A ·B）´＝A´＋B´
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练习1：写出如下事故树的结构函数
T
·
A
B
+
+
X1
C
X3
X4
·
X2
X3
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符
号
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+
•
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）；
逻
辑 门
· 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）；
Φ(X) —— 系统的结构函数
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Φ(X) = x1 [ x3+ (x4 x5) ] + x2 [ x4+ (x3 x5) ]
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一、事故树的建造
1、事故树的符号
• 事件符号
事故树分析法FTA
（一）事故树分析法FTA事故树-最小割集-结构重要度-事故结论--叙述事故树基本事件的防措施1：对液化石油气储罐销爆处理过程中可能发生的火灾或爆炸事故进行安全评价，预先分析和判断设备和工人操作中可能发生的危险及可能导致燃烧爆炸灾害的条件，并制定安全预防对策措施事故树中各代码的含义：T，火灾或爆炸事故；X4，射频电（如手机等）；A，点火源；X5，惰性气体置换；B，LPG(液化石油气)泄漏；X6，水置换；C，静电；X7，水冲洗；D，LPG储罐静电放电；X8，水蒸气冲洗；a，LPG达到极限；X9，人体静电放电；X1，明火；X10，水冲洗过程水流太快；X2，撞击火花；X11，静电积累；X3，电火花；X12，接地不良。
答：第一步：分析逻辑关系T，火灾或爆炸事故；A，点火源；B，LPG(液化石油气)泄漏；C，静电D，LPG储罐静电放电；a，LPG达到极限X1，明火X2，撞击火花X3，电火花；X4，射频电（如手机等；X5，惰性气体置换；X6，水置换；X7，水冲洗；X8，水蒸气冲洗；X9，人体静电放电；X10，水冲洗过程水流太快；X11，静电积累；X12，接地不良。
第二步：选取“火灾或爆炸事故”作为顶上事件，绘制火灾或爆炸事故树2.事故树分析，结构函数式：T=ABa=ax1x5+ax1x6+ax1x7+ax1x8+ax2x5+ax2x6+ax2x7+ax2x8+ax3x5+ax3x6+ax3x7+ax3x8+ax4x5+ax4x6+ax4x7+ax4x8+ax9x5+ax9x6+ax9x7+ax9x8+ax10x11x12x5+ax10x11x12x6+ax10x11x12x7+ax10x11x12x83.通过事故树分析，得到24个最小割集｛a,x1,x5｝……………｛a，x10，x11，x12，x8｝4.根据事故树最小割集结果，选择结构重要度近似判别式则有如下结果：I(a)=1-（1-1/2^（3-1））^20×（1-1/2^（5-1））^4※20个割集中包含a事件，这20个割集中，每个包含3个基本事件※4个割集中包含a事件，这4个割集中，每个包含5个基本事件5.评价结论由计算结果可以看出，LPG达到爆炸极限是销爆过程中发生火灾或爆炸的主要因素，条件事件a结构重要度最大，是燃爆事故发生的最重要条件，因此，在销爆过程中必须采取必要的预防措施，避免LPG达到爆炸极限。
事故树分析(FTA)-概述
事故树分析(FTA)-概述事故树分析(缩写为FTA)又称故障树分析,是从结果到原因找出与灾害事故有关的各种因素之间因果关系和逻辑关系的作图分析法｡这种方法是把系统可能发生的事故放在图的最上面,称为顶上事件,按系统构成要素之间的关系,分析与灾害事故有关的原因｡这些原因,可能是其他一些原因的结果,称为中间原因事件(或中间事件),应继续往下分析,直到找出不能进一步往下分析的原因为止,这些原因称为基本原因事件(或基本事件)｡图中各因果关系用不同的逻辑门联接起来,这样得到的图形象一棵倒置的树｡事故树分析法是60年代初由美国贝尔电话研究所在研究民兵式导弹发射控制系统的安全性时开发出来的,取得了成功的经验｡后相继被应用于航天航空工业及核动力工业的危险性识别和定量安全评价｡1974年美国原子能委员会发表了关于核电站的危险性评价报告(即著名的拉斯姆逊报告)｡该报告用事故树分析法从数量上说明了核电站的安全性,得到了世界各国的关注,并相继应用到其他工业｡我国在1978年天津东方化工厂首先将事故树分析法用于高氯酸生产过程中危险性分析,对减少和预防事故发生取得了明显的效果｡之后很快在化工､冶金､机械､航空等工来部门得到了普遍的推广和应用｡实践证明,事故树分析法是安全系统工程中重要的分析方法之一｡它具有以下几个优点:①由于事故树分析法是采用演绎方法分析事故的因果关系,能详细找出系统各种因有的潜在的危险因素,为安全设计､制定安全技术措施和安全管理要点提供了依据｡②能简洁､形象表示出事故和各种原因之间因果关系及逻辑关系｡③在事故树分析中,顶上事件可以是已经发生的事故,也可以是预想的事故｡通过分析,找出原因,采取对策加以控制,从而起到预测预防事故的作用｡④事故树分析法既可以用于定性分析,也可用于定量分析｡通过定性分析,确定各种危险因素对事故影响的大小,从而掌握和制定防灾控制要点;而定量分析,则能计算出顶上事件(事故)发生的概率,并可从数量上说明危险因素的重要度,为实现系统最佳安全目标提供依据｡⑤可选择最感兴趣的事故作为顶上事件分析,这和事件树不同,事件树是由一个故障开始,而引起的事故不一定是使用者最感兴趣的｡随着计算机技术的发展,用计算机画图及定性定量分析已成为现实,为事故树分析法的应用提供了科学手段｡但事故树分析法也存在着一些缺点,如:①要编好一棵事故树必须对系统非常熟悉和有丰富的经验,并且要准确的掌握好分析方法｡即便如此,不同人编出的事故树其结果也不会完全相同｡②对很复杂的系统,编出的事故树会很庞大,这给定性定量分析带来一定的困难,有时甚至计算机都难以胜任｡③要对系统进行定量分析,必须知道事故树中各事件的故障率,如果这些数据不准确则定量分析便不可能｡。
故障树分析FTA
2．事故树的数学表达式
为了进行事故树定性、定量分析，需要建立数学模型，写出它的数
学表达式。把顶上事件用布尔代数表现，并自上而下展开就可得到 布尔表达式。
例如：有某事故树如图15-4所示。
T A B A2 X
1 1 3 5 21 4 3 2
（五）最小集的概念和求法
（1）最小割集的概念。能够引起顶上事件发生的最低限度 的基本事件的集合称为最小割集。换言之，如果割集中任一基本 事件不发生，顶上事件就绝不发生。一般割集不具备这个性质。 例如本事故树中X1 , X 2 是最小割集， X 3 , X 4 , X 3 是割集，但不是 最小割集。
（8）定量分析
（9）进行安全评价
（三）事故树编制
1．事故树中的事件的几种概念
（1）顶上事件 这是人们最不希望发生的失效事件（或故障事件），是使 系统不能正常工作的故障表现形式，是分析故障发生的原 因、发生的概率以及可能产生的影响的最终事件，是失效 分析的起点。 （2）中间事件 导致顶端事件发生，且还需要再分解的因素，包括系统组 成部分自身性质的变化以及系统外界因素，统称为中间事 件。在图中，置于矩形块中并除去顶端事件之外的事件均 为中间事件，也称为相对最终事件。 （3）基本事件 导致系统或部件发生失效的、最基本的、无需再分解的事 件。在图中,置于圆圈中的均为基本事件。
（二）分析步骤
（1）确定所要分析的系统
确定系统中所包含的内容及其边界范围，明确影响系统安全 的主要因素。 详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。 调查所要分析的系统过去和现在所发生过的各类事故，收集 国内外同类系统曾发生过的所有事故，找出本系统事故发生 的规律，设想给定系统可能要发生的事故。
事故树分析报告法FTA
事故树分析报告法FTA事故树分析报告法（Fault Tree Analysis，FTA）是一种系统性分析事故发生和原因的方法。
通过构建逻辑树状结构，将事故发生的根因和关联因素进行分析，确定事故发生的概率和可能原因，并提出相应的预防和控制措施。
本报告将对FTA的基本概念、分析步骤和应用案例进行详细阐述。
一、基本概念1.事故树：事故树是一种逻辑图形，用于描述事故发生的逻辑关系和可能性。
它由事件、逻辑门（与门、或门、非门）、顶事件和基本事件组成。
2.事件：事件是指能够影响系统状态的原子级质量或状况。
事件分为基本事件和顶事件，基本事件是不能进一步展开的最底层事件，顶事件是能够进一步展开的事件。
3.逻辑门：逻辑门用来描述事件之间的逻辑关系，有与门、或门和非门三种。
4.与门：与门表示多个事件同时发生的情况。
只有当与门的所有输入事件同时发生时，输出事件才会发生。
5.或门：或门表示多个事件中至少发生一个的情况。
只要有一个输入事件发生，输出事件就可能发生。
6.非门：非门表示输入事件不发生的情况。
只有当输入事件不发生时，输出事件才可能发生。
二、分析步骤1.确定顶事件：根据实际情况和研究目的，确定待分析的顶事件。
顶事件应具有明确的定义、可以量化和可预防性。
2.构建逻辑树：将顶事件与可能的事件和逻辑门进行连接，构建逻辑树。
逻辑树的构建应基于专家意见、历史数据和经验知识，确保逻辑关系合理和准确。
3.确定概率和重要性：根据实际情况，对每个事件的概率和重要性进行评估和确定。
概率可以通过历史数据、专家评估和统计分析等方法得出，重要性可以通过风险矩阵等方法进行评估。
4.分析与门和或门：对与门和或门进行分析，确定输入事件与输出事件的逻辑关系。
使用布尔代数等方法进行计算，得出与门和或门的输出。
5.分析非门：对非门进行分析，确定输入事件不发生时输出事件的逻辑关系。
使用布尔代数等方法进行计算，得出非门的输出。
6.分析故障和原因：对事故树中的故障和原因进行分析，确定其与顶事件之间的逻辑关系。
事故树分析方法FTA
事故树分析方法FTA事故树分析方法（FTA）是一种系统分析的方法，用于确定和分析导致事故或故障的可能原因。
通过绘制一棵"事故树"，FTA能够帮助识别系统中可能发生故障的关键部分，并确定控制和防止这些故障发生的措施。
本文将介绍FTA的基本原理和步骤，并讨论其应用和局限性。
首先，FTA基于逻辑关系建立一棵树状的模型，这个模型描述了从一个或多个故障事件产生的各种逻辑路径。
在事故树中，根节点代表最初的故障事件，而子节点代表导致故障的各个可能因素。
每个节点可以使用与门（AND）和或门（OR）连接到其他节点，以表示逻辑关系。
与门表示所有输入事件同时发生时输出事件发生，或门表示任何一个输入事件发生时输出事件发生。
FTA的步骤如下：1.确定目标事件：明确要分析的故障事件或事故，并将其设为根节点。
2.确定发生目标事件的可能因素：识别导致目标事件的各个可能因素，并将其作为子节点添加到根节点下。
3.分析子节点的因素：对每个子节点进行进一步分析，识别导致其发生的可能因素，并将其相应地添加到节点下。
4.递归分析直到最终原因：重复步骤3，直到达到不能再分解的原因节点为止。
5.评估每个路径发生的概率：根据概率理论和现有数据，评估每个路径（从根节点到叶子节点的路径）的发生概率。
6.评估控制措施的有效性：针对每个路径，评估现有的控制措施对于防止或减少故障的发生的有效性。
如果一些控制措施能够阻止路径上的所有因素发生，那么该措施将被认为是有效的。
7.提出改进措施：根据评估结果，确定可能的改进措施，并进行实施。
FTA的应用有很多领域，其中包括航空航天、核能、石油化工、交通运输等高风险行业。
通过FTA，可以帮助设计和改进系统，以减少故障和事故的概率，提高系统的可靠性和安全性。
FTA还可以在事故发生后对事故进行分析，找出导致事故发生的原因，并提出相应的控制和改进措施。
然而，FTA也有一些局限性。
首先，FTA侧重于逻辑关系和因果关系的分析，而忽略了故障发生的概率。
事故树分析法
事故树分析法事故树分析法（FTA）是一种既能定性又能定量的逻辑演绎评价方法，通过描绘事故发生的有向逻辑树，来判明事故发生的途径及损害间关系。
它是安全系统工程中重要的分析方法之一，能对各种系统的危险性进行识别评估，既适用于定性分析，又能进行定量分析。
故障树分析法是其又称，其分析方法是从要分析的特定事故或故障顶上事件开始，层层分析其发生原因（中间事件），一直分析到不能再分解或没有必要分析时为止，即分析至基本原因事件为止，用逻辑门符号将各层中间事件和基本原因事件连接起来，得到形象、简洁地表达其因果关系的逻辑树图形即故障树。
故障树分析法的主要功能包括对导致事故的各种因素及其逻辑关系作出全面的描述，便于发现和查明系统内固有的或者潜在的危险因素，为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据，使作业人员全面了解和掌握各项防灾要点，对已发生的事故进行原因分析等。
其分析步骤包括确定所分析的系统、熟悉所分析的系统、调查系统发生的事故、确定事故的顶上事件、调查与顶上事件有关的所有原因事件、故障树作图、故障树的定性分析、故障树的定量分析、安全性评价等。
事故树的建造方法包括确定顶上事件、调查事故、收集系统资料、建造事故树、调查原因事件、修改简化事故树、定性分析、定量分析、制定安全措施等。
其主要符号包括事件符号和逻辑符号，分别表示顶上事件、中间事件、基本事件、正常事件、省略事件、+或门、与门等。
事故树的数学描述包括结构函数和割集，通过利用布尔代数简化事故树，来进行定性分析。
总之，事故树分析法是一种重要的安全系统工程分析方法，能够全面描述事故发生的途径及损害间关系，便于发现和查明系统内固有的或者潜在的危险因素，为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据。
条件或门表示任意事件发生，满足条件a时顶上事件才会发生。
条件与门表示两事件同时发生，且满足条件a时顶上事件才会发生。
限制门表示事件发生，且满足条件a时顶上事件才会发生。
事故树分析法
危害、危险辨识与评价之————危险性分析评价法之——事故树分析一、事故树分析（FTA）－定性分析事故树定性分析就是对事故树中各事件不考虑发生概率多少，只考虑发生和不发生两种情况。
通过定性分析可以知道哪一个或哪几个基本事件发生，顶上事件就一定发生，哪一个事件发生对顶上事件影响大，哪一个影响少，从而可以采取经济有效的措施，防止事故发生。
事故树定性一分析包括求最小割集和最小径集，计算各基本事件的结构重要度，在此基础上确定安全防灾对策。
（1）最小割集和最小径集在事故树中，如果所有的基本事件都发生则顶上事件必然发生。
但是在很多情况下并非如此，往往是只要某个或几个事件发生顶上事件就能发生。
凡是能导致顶上事件发生的基本事件的集合就叫割集。
割集也就是系统发生故障的模式。
在一棵事故树中，割集数目可能有很多，而在内容上可能有相互包含和重复的情况，甚至有多余的事件出现，必须把它们除去，除去这些事件的割集叫最小割集。
也就是说凡能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合称为最小割集。
在最小割集里，任意去掉一个基本事件就不成其为割集。
在事故树中，有一个最小割集，顶上事件发生的可能性就有一种。
事故树中最小割集越多，顶上事件发生的可能性就越多，系统就越危险。
相反地，在事故树中，有一组基本事件不发生，顶上事件就不发生，这一组基本事件的集合叫径集。
径集是表示系统不发生故障而正常运行的模式。
同样在径集中也存在相互包含和重复事件的情况，去掉这些事件的径集叫最小径集。
也就是说，凡是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合叫最小径集。
在最小径集中，任意去掉一个事件也不成其径集。
事故树有一个最小径集，顶上事件不发生的可能性就有一种。
最小径集越多，顶上事件不发生的途径就越多，系统也就越安全。
上述所谓的集合，就是满足某种条件或具有某种属性的事物的全体。
集合的每一个成员称为这个集合的元素。
例如一个班级全体学生构成了一个集合，一个车队的全部汽车也构成一个集合。
事故树分析方法 FTA
确性。
3
与其他定量分析方法的融合
FTA将与其他定量风险评估方法的结 合，提供更全面的安全分析工具。
精准定位风险
FTA将更加注重细节和精确度，帮助 准确定位风险并制定更有效的预防措 施。
总结
1 事故树分析方法的重要意义
FTA为各个行业提供了一种重要的风险识别和预防工具，可以帮助减少事故的发生，并提 高生产和运营的安全性。
事故发生的可能性。
选择分析目标
确定需要进行FTA分析的目标与对象， 以便准确识别与之相关的可能事故因 素。
根据条件构建事故树
根据事故发生的条件和因素，绘制事 故树，明确不同条件与事故之间的逻 辑关系。
事故树分析方法的优势和局限性
优势
FTA提供定量分析，便于 识别潜在故障因素，并选 择最优解决方案。
2 对未来科技发展的启示和引导
FTA的发展和应用将为科技创新提供重要的指导，促进各个领域的安全性和可持续发展。
参考文献
局限性
FTA无法处理复杂动态系 统，并且在数据和假设的 不确定性存在时会受到影 响。
事故树分析方法的应用案例
核电站安全分析
FTA用于识别导致核电站事故的可能因素， 并评估事故发生的可能性，提供更安全的设 计和运营方案。
生物实验事故分析
使用FTA方法可以明确实验中潜在的风险和 可能的事故路径，帮助实验室制定安全操作 规程和控制措施。
事故树分析方法 FTA
事故树分析方法（FTA）是一种定量风险评估工具，用于分析事故的潜在因 素和可能性，并提供相应的解决方案。本演示将介绍FTA的基本原理、优势 和局限性，以及其在不同领域的应用案例。
事故树分析方法FTA的历史背景和应用 领域
历史背景
事故树分析法与事件树分析法
事故树分析法与事件树分析法事故树分析法和事件树分析法都是用于系统安全分析和风险评估的常用方法。
事故树分析法（Fault Tree Analysis，FTA）是一种从事故结果反向推导出事故原因的定性和半定量分析方法。
事件树分析法（Event Tree Analysis，ETA）是一种从事故原因推导出事故结果的分析方法。
下面将分别对这两种方法进行详细介绍。
一、事故树分析法事故树分析法是由美国诺斯洛普·格鲁曼公司在20世纪50年代开发的。
事故树的构建过程基于布尔代数理论，并通过逐层分解将事故的根因分析为一系列子事件，最终导致事故的顶层事件称为基本事件。
事故树的构建流程如下：1.确定事故的顶层事件：根据分析目的，选择一个最致命的事故事件作为事故树的终结点，这个事件往往是整个系统的重大事故或重要功能失效。
2.选择故障或失效基本事件：根据事故原因和分析目的，选择导致顶层事件发生的基本事件，这些基本事件往往是故障或失效事件。
3.构建事故树的逻辑关系：使用与门、或门、非门等布尔代数操作符构建事件之间的逻辑关系。
4.进行概率和综合分析：为每个基本事件分配相应的概率，并使用概率传递法或事件树法计算顶层事件的概率。
事故树分析法的优点是可以通过图形化的方式表达事件之间的逻辑关系，使人们更直观地理解系统的安全问题，而且可以计算出顶层事件的概率，对风险进行定量评估。
缺点是需要根据系统的具体情况选择适当的基本事件，因此分析结果的准确性高度依赖于分析人员的经验和专业知识。
事件树分析法是由美国思科纳特国际公司在20世纪60年代开发的。
事件树的构建过程可以看作是事故树的正向过程，从给定的初始事件出发，逐步推导出可能的结果事件。
事件树的构建流程如下：1.确定初始事件：选择一个系统中的失效事件作为初始事件。
2.确定结果事件：根据初始事件的特性和分析目的，选择可能的结果事件。
3.构建事件之间的分支关系：使用与门、或门、序列门等逻辑操作符表示事件之间的逻辑关系。
事故树分析方法 FTA
提高系统可靠性和安全性的措施
1
提高系统可靠性和安全性的措施主要包括加强设 备监测和预警系统建设，及时发现和解决设备故 障和隐患。
2
采用高可靠性和安全性的技术和设备，优化系统 设计和配置，降低系统故障的风险。
3
加强系统的备份和容错能力建设，确保系统在出 现故障时能够快速恢复和正常运行。
降低事故发生概率和减轻事故后果的措施
事故树分析方法的优势与局限性
优势
事故树分析方法能够全面系统地分析导致事故发生的各种因 素及其逻辑关系，有助于发现潜在的安全隐患和薄弱环节； 同时，通过定性或定量分析，可以为预防和控制事故提供科 学依据和解决方案。
局限性
事故树分析方法需要耗费大量时间和人力资源进行构建和分 析，对于复杂系统可能需要较高的技术支持；同时，由于不 同领域和行业的安全要求和标准存在差异，因此需要根据具 体情况进行针对性的分析和应用。
事故树分析方法（ FTA
目录
• 事故树分析方法简介 • 事故树的建立 • 事故树的分析 • 事故树的优化与改进措施 • 事故树分析方法的应用案例
01
CATALOGUE
事故树分析方法简介
定义与特点
定义
事故树分析方法是一种对系统安全性 进行定性和定量分析的方法，通过构 建事故树来分析导致事故发生的各种 因素及其逻辑关系。
定量分析
计算概率
根据基本事件的概率和逻辑关系，计算出事故发生的 概率。
敏感性分析
分析各基本事件对事故发生概率的影响程度，找出对 系统安全性影响最大的基本事件。
优化与改进
基于定量分析结果，提出针对性的安全管理和技术措 施，优化系统设计，降低事故发生概率。
04
CATALOGUE
事故树分析方法FTA
事故树分析方法起源于20世纪60年代，最初应用于军事领域的系统安全分析。后来逐渐扩展到航空、航天、核能、化工等高风险领域，成为一种重要的系统安全分析方法。
发展历程
应用领域
事故树分析方法广泛应用于各个领域的安全分析和风险评估，如航空航天、石油化工、交通运输、机械制造等。
意义
通过事故树分析，可以系统地识别和分析系统中可能存在的潜在危险和故障模式，为预防和控制事故的发生提供科学依据。同时，事故树分析还可以帮助决策者了解事故发生的可能性和后果，从而制定相应的风险管理措施。
通过构建事故树，分析道路交通事故的直接原因（如驾驶员违章、车辆故障等）和间接原因（如道路设计缺陷、交通管理不善等），为减少交通事故的发生提供科学依据。
针对铁路列车相撞事故，利用事故树分析方法，从列车运行控制、信号设备、人员管理等多个方面进行分析，找出导致相撞的关键因素，提出相应的防范措施。
道路交通事故原因分析
通过对系统各元件的故障概率和逻辑关系进行分析，计算系统发生故障的概率。
蒙特卡罗模拟法
利用计算机模拟技术，对复杂系统的随机过程进行模拟，估算事故发生概率。
03
02
01
影响分析
评估每种故障模式对系统性能、安全性、可靠性等方面的影响。
危害度分析
根据故障模式的严重程度、发生频率等指标，对故障模式进行危害度排序，确定需要优先关注和处理的故障模式。
VS
通过构建事故树，分析飞机失事的直接原因（如机械故障、人为因素等）和间接原因（如维护不当、管理漏洞等），进而找出根本原因，提出改进措施。
航天器发射失败原因分析
针对航天器发射失败的情况，利用事故树分析方法，从发射过程中的各个环节进行逐一排查，确定导致失败的关键因素，为今后的发射任务提供经验教训。
事故树分析方法FTA(PPT 62张)
等效事故树
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。
2、最小割集的求法 行列法 布尔代数化简法
④ 等幂律 A＋A＝A A· A＝A ⑤ 吸收律 A＋A ·B＝A A· （A＋B）＝A ⑥ 互补律 A＋A´＝１ A· A´＝０ ⑦ 对合律 （A´）´＝A ⑧ 德· 莫根律 （A＋B）´＝A´·B´
（A ·B）´＝A´＋B´
练习1：写出如下事故树的结构函数
T
·
A
+
B
+
X1
C
·
X3
X4
X2
X3
二、事故树的数学描述
1、事故树的结构函数
（i=1,2,…,n） 0 表示单元i 不发生（即元、部件正常） （i=1,2,…,n） 1 表示顶上事件发生 结构函数——描述系统状态的函数。 1 表示单元i 发生（即元、部件故障）
xi=
y=
Φ(X) —— 系统的结构函数
0 表示顶上事件不发生
y=Φ(X) 或 y=Φ(x1, x2,…, xn)
• 美国贝尔电话实验室——维森（H.A.Watson）（创建）
• 民兵式导弹发射控制系统的可靠性分析（最早应用） • 分析事故原因和评价事故风险（后期推广） 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
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(已经发生或未发生的事故） 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
事故树分析法
布尔代数简化法：事故树经过布尔代数简化，经过简化之后，得到若干交集的并集，实际上每个交集就是最小割集。
求解：
T=AB=(x1+C）(x2+D)a=a(x1+x2x3)(x2+x4x5)=a(x1x2+x2x2x3+x1x4x5+x2x3x4x5)
计算方法
画出等效事故图，然后利用上述计算公式进行计算
基本事件的结构重要度分析
结构重要度分析，就是不考虑基本事件发生的概率，仅从事故树逻辑上分析基本事件发生对顶上事件发生的影响程度。
结构重要度的求法
1、计算出各基本事件的结构重要度系数，然后根据结构重要度系数的大小排列基本事件。
2、利用最小径集和最小割集，近似判断各个基本事件的结构重要度，并按照顺序排列。
最小割集的算法
行列法：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，知道所有的基础事件都代完为止。
从顶上事件T开始，第一层逻辑门为与门，与门连接的两个事件横向排列代表T；A下面的逻辑门为或门，连接X1，C两个事件，应纵向排列，变成X1B和CB两行；C下面的与门连接X2，X3两个事件；因此X2，X3写在同一行上代替C，此时得到二个交集X1B，X2 X3B。同理将事件B用下面的输入事件代入，得到四个交集，经化简得到三个最小割集。这三个最小割集是：
最小径集的求法：将事故树转化成为成功树，求成功树的最小割集即为事故树的最小径集。
转换为成功树为：
T’=A’+B’=X1’C’+X3’X4’=X1’(X2’+X3’)+X3’X4’
=X1’X2’+X1’X3’+X3’X4’
事故树分析法FTA
事故树定量分析是在定性基础上进行的，定量分析主要是求取顶上事件的发生概率，首先应搜集到足够的基本事件的发生概率，进而求出顶上事件的概率值，再将其值与预定目标比较，看能否接受，若超过可接受概率值，则需采取改进措施，使事故概率下降，再用事故树分析验证。
（一）事故树分析法FTA
事故树-最小割集-结构重要度-事故结论--叙述事故树基本事件的防范措施
1：对液化石油气储罐销爆处理过程中可能发生的火灾或爆炸事故进行安全评价，预先分析和判断设备和工人操作中可能发生的危险及可能导致燃烧爆炸灾害的条件，并制定安全预防对策措施
事故树中各代码的含义：T，火灾或爆炸事故；X4，射频电（如手机等）；A，点火源；X5，惰性气体置换；B，LPG(液化石油气)泄漏；X6，水置换；C，静电；X7，水冲洗；D，LPG储罐静电放电；X8，水蒸气冲洗；a，LPG达到极限；X9，人体静电放电；X1，明火；X10，水冲洗过程水流太快；X2，撞击火花；X11，静电积累；X3，电火花；X12，接地不良。
总之，最小割（径）集在事故树分析中占有非常重要的地位，熟练掌握并灵活运用最小割集和最小径集，能有效地控制系统事故的发生，而且利用最小割（径）集对事故进行定性或定量分析，能把事故发生控制在最低点，为事故预防和安全管理工作提供客观的分析依据，为安全科学的发展提供了有力工具，从而避免造成人员伤亡和经济损失。
1.布尔代数基本运算律
“与”是交集=乘，“或”是并集=加
（3）分配率：A＋（BC）=（A＋B）（A＋C）（加对乘分配）
(4)吸收律：A＋AB=A A(A＋B)=A
(5)0-1律：A＋1=1 A＋0=A A·0=0 A·1=A
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2）消除点火源。所有现场工作人员必须穿戴防静电工作服，禁止穿钉鞋进入销爆现场,禁止将通信工具，如手机登带入现场，工作中要做到轻拿轻放,严禁明火作业，严禁敲打、锤击管线、设备。
事故树中各代码的含义：T，火灾或爆炸事故;X4,射频电（如手机等）;Ａ,点火源；X5,惰性气体置换;B,ＬＰG(液化石油气）泄漏；X6,水置换；C,静电；Ｘ７,水冲洗;D，LPG储罐静电放电;X8，水蒸气冲洗;a,LＰG达到极限；X9,人体静电放电;X１,明火；X10,水冲洗过程水流太快；Ｘ２,撞击火花；X11，静电积累；Ｘ3,电火花；X12,接地不良。
6.制定事故预防措施
通过对LＰＧ火灾爆炸事故的分析与评价,可以看出在液化石油气储罐销爆过程中存在很多危险因素,由于LPＧ的相对密度较大,不易向上逸散,如果发生泄漏,会像水一样往低洼处流动,并积存在低洼处不易被风吹散,或沿地面任意飘逸,液化气的爆炸下限小于2%，在爆炸范围内火焰传播速度可达每秒数千米，这就增加了火灾的危险性和破坏性,为确保销爆工作安全顺利进行，根据事故树分析提出相应的安全预防措施。
2）缺点：分析需要花费大量的人力、物力和时间,有时也会发生遗漏和逻辑推理的缺陷和错误。由于受到统计数据的不确定性的影响，在定量分析中有很大困难。
２.
1）编制事故树图
2）求最小割集
3）结构重要度分析
单事件最小割集中的基本事件结构重要度大于所有高阶最小割集中基本事件的结构重要度
仅在同一最小割集中出现的所有基本事件，结构重要度系数相等，因此,得出以下排序：
3）采取惰化防爆技术措施，用惰性气体置换储罐内ＬPG时,要派2-３名责任心强、有多年工作经验的工人操作,其余人员撤到警戒线外。
4）采取以外事故预防和应急措施:在整个销爆过程中，所有消防器材都必须到位,并制定较周密细致的灭火方案。清理储罐时，现场有消防车和救护车执勤，消防员必须了解灭火预案。
5）采取有效的安全警戒措施：在现场外划定危险范围,派专人警戒，禁止车辆和无关人员进入现场。
4）求顶上事件发生概率
按直接分步法计算
5）预防措施
由煤气管道泄漏事故树分析可知,有9个基本事件可直接导致管道泄漏事故发生,因此对以下几类事件应重点管理和监控:强度设计不符合规定、管材选择不当、安装质量差、焊接质量差、撞击挤压破损、操作失误、阀门泄漏等。还要尽量避免初始缺陷和施工缺陷，并加强操作和日常检查的监督和管理。
※２0个割集中包含ａ事件，这20个割集中，每个包含3个基本事件
※4个割集中包含ａ事件,这４个割集中，每个包含５个基本事件
5.评价结论
由计算结果可以看出，LPG达到爆炸极限是销爆过程中发生火灾或爆炸的主要因素,条件事件a结构重要度最大,是燃爆事故发生的最重要条件,因此,在销爆过程中必须采取必要的预防措施，避免LPG达到爆炸极限。
四：针对在煤气管线运营过程中曾经发生过的事故及可能的原因,管线发生穿孔、开裂造成煤气泄漏事故的情况进行分析，分析结果如下:
管道存在缺陷、管道腐蚀穿孔、外力破坏、人为操作失误、管线内超压、阀门泄漏等原因是造成管道穿孔开裂泄漏事故发生的主要原因,管道腐蚀穿孔则是由于腐蚀严重和日常管理维护不力造成的;外力破坏来自人力破坏和地震、雷电等自然灾害;管道缺陷由材质缺陷和施工缺陷引起,材质缺陷包括强度设计不合规定、管材选择不当、管材质量差等三种类型,管材质量差是由于制造加工质量差和使用前未检测造成的，施工缺陷则包括安装质量差、焊接质量差、撞击挤压破坏三个原因。
答:
第一步：分析逻辑关系
T，火灾或爆炸事故;
A,点火源；B，ＬPG(液化石油气)泄漏；C,静电D,ＬPG储罐静电放电；a,LPG达到极限
Ｘ1,明火X２,撞击火花X3,电火花；X４,射频电(如手机等;X5,惰性气体置换;X6，水置换；X7，水冲洗;X８,水蒸气冲洗;X９,人体静电放电;
X10，水冲洗过程水流太快；Ｘ１1,静电积累；X1２,接地不良。
第二步:选取“火灾或爆炸事故”作为顶上事件,绘制火灾或爆炸事故树
2.事故树分析,结构函数式：
T=AＢa
＝ax１ｘ5＋ａx1ｘ6+ax1x7+ax1x8
+ａx2x5＋ａx2x6+ax2ｘ7+aｘ2ｘ8
+ax3ｘ5+ax3ｘ6+ａx3x７+ax3x８
+ａx４ｘ5+ax4x６+aｘ4ｘ７+aｘ4x8
+ａｘ9ｘ５+ax9x6＋aｘ9x７＋aｘ9x8
事故树分析法ＦTA
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ﻩ
（1）事故树分析法FTＡ
事故树－最小割集-结构重要度－事故结论-－叙述事故树基本事件的防范措施
1:对液化石油气储罐销爆处理过程中可能发生的火灾或爆炸事故进行安全评价，预先分析和判断设备和工人操作中可能发生的危险及可能导致燃烧爆炸灾害的条件，并制定安全预防对策措施
+ax10ｘ11x１２ｘ5+ａｘ1０x11x１２x６+ａx10x１1x12ｘ7+ax10ｘ11x1２ｘ8
３.通过事故树分析，得到2４个最小割集
｛ａ，x1,x5｝……………｛a，x10，x１1，x12，ｘ8｝
4.根据事故树最小割集结果，选择结构重要度近似判别式
则有如下结果：
I(a)=１-（1-1/2^(３－１)）^2０×(1－1/２^（5－１))^4
问题：
1.试述事故树分析方法的优缺点
2.根据场景，利用事故树分析管线穿孔开裂造成煤气泄漏事故的原因，编制事故树图，求出最小割集,排出各基本事件的结构重要度顺序,并计算顶上事件的发生概率，（各基本事件发生概率相等，均为0.1）。
答：
1.事故树分析法的优缺点
1）优点：是一种图形演绎法，在一定条件下进行逻辑推理的方法，能清晰地说明系统的实效状态，把系统的故障与组成系统部件的故障有机地联系在一起,通过它可以找出系统的全部可能的实效状态。形象化对不曾参与系统设计的管理、运行人员是一种直观的教育。