事故树分析方法 FTA
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Tree Analysis
事故树分析 故障树分析 失效树分析
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第4页
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二、方法由来及特点
• 美国贝尔电话实验室——维森(H.A.Watson) 美国贝尔电话实验室——维森 H.A.Watson) 维森( • 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 全面、简洁、 • 定性评价和定量评价
·
a
条件与门,表示B1、B2两个 条件与门,表示 、 两个 事件同时发生(输入) 事件同时发生(输入)时, 还必须满足条件a, 事件才 还必须满足条件 ,A事件才 发生(输出); 发生(输出);
限制门,表示 事件发生 事件发生( 限制门,表示B事件发生(输 且满足条件a时 入)且满足条件 时,A事件 事件 才能发生(输出)。 才能发生(输出)。 长沙科锐安全工程技术有限公司
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• 转移符号
转入符号,表示在别处的部分树, 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); 转入(在三角形内标出从何处转入);
转出符号, 转出符号,表示这部分树由此处转移至他 在三角形内标出向何处转移)。 处(在三角形内标出向何处转移)。
事故树的定性分析
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一、利用布尔代数化简事故树
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2、最小割集的求法 行列法 • 行列法 行列法是1972年由富赛尔(Fussel)提出的, 行列法是1972年由富赛尔(Fussel)提出的,所以又 1972年由富赛尔(Fussel)提出的 称富塞尔法。 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 从顶上事件开始, 代替上面的输出事件,逐层代替, 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。 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, 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。 每个交集实际就是一个最小割集。
等效事故树
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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, 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。 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。 是割集了,这样的割集就称为最小割集。也就是导致 最小割集 顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。 顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。
练习2 练习2:写出如下事故树的结构函数
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第三部分
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第二部分
事故树的建造 及其数学描述
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一、事故树的建造
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举例: 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, 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, 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, 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。 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。 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。 试对静电火花造成油库爆炸做一事故树分析。 静电火花造成油库爆炸做一事故树分析
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2、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: 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; 机械(电器)设备故障或损坏; 故障或损坏 • 人的差错(操作、管理、指挥); 的差错(操作、管理、指挥); • 环境不良。 环境不良。 不良
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环境保护与安全工程学院 叶勇军
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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
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2、结构函数的运算规则 ① 结合律 )+C= +( +(B+ ) (A+B)+ =A+( +C) + )+ (A · B)· C=A ·(B · C) ) = ( ) ② 交换律 A+B=B+A + = + A · B=B · A = ③ 分配律 A ·(B+C)=( · B)+( · C) )=(A )+( )+(A ) ( + )=( A+( · C)=( +B)·(A+C) +(B )=( )=(A+ ) ( + ) +(
等效事故树
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练习1 化简该事故树, 练习1:化简该事故树,并做出等效图
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等效事故树
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练习2 化简该事故树, 练习2:化简该事故树,并做出等效图
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第一部分
概
述
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一、名称
FTA
• Fault
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目的: 目的:找出事故发生的基本原因和基本原因组合 适用范围: 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 使用方法: 资料准备:有关生产工艺及设备性能资料, 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, 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, 效果:可定性及定量,能发现事先未估计到的原因事件
·
与门,表示 两个事件同时发生( 与门,表示B1、B2两个事件同时发生(输 事件才能发生( 入)时,A事件才能发生(输出); 事件才能发生 输出);
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条件或门,表示 条件或门,表示B1或B2任一事 件单独发生(输入) 件单独发生(输入)时,还 必须满足条件a, 事件才发 必须满足条件 ,A事件才发 输出); 生(输出);
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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 莫根律 (A+B)´=A´· B´ + ) ´ ´
xi=
y=
Φ(X) —— 系统的结构函数
y=Φ(X) 或 y=Φ(x1, x2,…, xn)
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Φ(X) = x1 [ x3+ (x4 x5) ] + x2 [ x4+ (x3 x5) ]
1、事故树的符号 • 事件符号 顶上事件、中间事件符号, 顶上事件、中间事件符号,需要进一步往下 符号 分析的事件; 分析的事件; 基本事件符号,不能再往下分析的事件; 基本事件符号,不能再往下分析的事件; 符号 正常事件符号,正常情况下存在的事件; 正常事件符号,正常情况下存在的事件; 符号 省略事件,不能或不需要向下分析的事件。 省略事件,不能或不需要向下分析的事件。
(A · B)´=A´+B´ ) ´ ´
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练习1 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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• 逻 辑 门 符 号
或门,表示 任一事件单独发生( 或门,表示B1或B2任一事件单独发生(输 事件都可以发生( 入)时,A事件都可以发生(输出); 事件都可以发生 输出);
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二、事故树的数学描述
1、事故树的结构函数
i=1,2,…,n ,n) (i=1,2, ,n) 表示单元i 发生(即元、部件正常) 0 表示单元 不发生(即元、部件正常) i=1,2,…,n ,n) (i=1,2, ,n) 1 表示顶上事件发生 表示顶上事件不 0 表示顶上事件不发生 结构函数——描述系统状态的函数。 描述系统状态的函数。 结构函数 描述系统状态的函数 表示单元i 发生(即元、部件故障) 1 表示单元 发生(即元、部件故障)
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三、事故树分析的程序
熟悉系统 确定顶上事件 收集系统资料 建造事故树 修改简化事故树 调查事故 调查原因事件
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
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