安全系统工程1

郑州大学工程力学系安全工程 专业课事故树分析方法的优点（ 1） FTA是一种图形演绎方法，在事故树图形下，可以表达单元故障与系统事故之间的逻辑关系，便于找出系统的薄弱环节；（ 2） FTA能对导致灾害或功能事故的各种因素及其逻辑关系做出全面、简洁和形象的描述，为改进设计、制定安全技术措施提供依据；（ 3） FTA可以弄清各种因素对事故发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析过程就可发现或解决；（ 4） 利用事故树模型可以定量计算复杂系统发生事故的概率。郑州大学工程力学系安全工程 专业课二、事故树分析的程序二、事故树分析的程序熟悉系统确定顶上事件调查原因事件调查事故收集系统资料修改简化事故树建造事故树定性分析 定量分析制定安全措施郑州大学工程力学系安全工程 专业课三、事故树分析的符号及其意义三、事故树分析的符号及其意义 矩形符号。用它表示顶上事件或中间事件。将事件扼要记入矩形框内。 圆形符号。它表示基本 (原因 )事件，可以是人的差错，也可以是设备、机械故障、环境因素等。1）事件及事件符号郑州大学工程力学系安全工程 专业课 菱形符号。它表示省略事件，即表示事前不能分 析，或者没有再分析下去的必要的事件。 屋形符号。它表示正常事件，是系统在正常状态下发生的正常事件。 椭圆形符号。它表示条件事件，除此以外还需附加的条件。郑州大学工程力学系安全工程 专业课2）逻辑门符号逻辑门是连接各事件并表示其逻辑关系的符号（ 1）与门与门可以连接数个输入事件，表示仅当所有输入事件B1、 B2都发生时，输出事件 A才发生。AB1 B2K1 K2灯亮K1闭合K2闭合郑州大学工程力学系安全工程 专业课（ 2）或门或门可以连接数个输入事件，表示至少有一个输入事件 B1或 B2发生时，输出事件 A就发生。AB1 B2K1K2灯亮+K1闭合K2闭合郑州大学工程力学系安全工程 专业课（ 3）条件门条件与门条件或门 +AB1 B2条件门的例子AB1 B2aa郑州大学工程力学系安全工程 专业课 达到爆炸极限 1.4%7.6%油气聚集油库爆炸火源条件与门的例子郑州大学工程力学系安全工程 专业课+ 应力超过钢瓶强度极限在 阳光下曝晒氧气瓶超压爆炸与火源接近 接近热源条件或门的例子郑州大学工程力学系安全工程 专业课转移符号的作用是表示部分事故树图的转入和转出，当事故树规模很大或整个事故树中多处包含有相同的部分树图时，为化简整个树图，便可使用转入和转出符号。3）转移符号（ 1）转出符号A（ 2）转入符号A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）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）郑州大学工程力学系安全工程 专业课第二节 事故树的编制第二节 事故树的编制1）优先考虑风险较大的事故事件作为顶上事件2）合理确定边界条件3）保持门的完整性（逐级进行，不许跳跃）4）明确给出顶事件的定义5）编制过程和结束后，需及时进行简化编制规则郑州大学工程力学系安全工程 专业课1.选好顶上事件 对安全构成威胁的事件 -造成人员伤亡，导致设备财产的重大损失（火灾、爆炸、中毒、严重污染等）； 妨碍完成任务的事件 -系统停工，或丧失大部分功能； 严重影响经济效益的事件 -通讯线路中断、交通停顿等妨碍提高直接收益的因素。事故树的编制事故树的编制郑州大学工程力学系安全工程 专业课2.建造方法与过程顶上 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。郑州大学工程力学系安全工程 专业课例：对油库静电爆炸进行事故分析。例：对油库静电爆炸进行事故分析。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。郑州大学工程力学系安全工程 专业课步骤：逐级分析1. 确定顶上事件 -油库静电爆炸；2. 调查爆炸的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件： “静电火花 ”和 “油气达到可燃浓度 ”。这两个事件不仅要同时发生，而且必须在 “油气浓度达到爆炸极限 ”时，爆炸事件才会发生，因此，用 “条件与 ”门连接；3. “静电火花 ”的直接原因： “油库静电放电 ”和 “人体静电放电 ”，其中有一个发生，则 “静电火花 ”事件就会发生，用 “或 ”门连接。郑州大学工程力学系安全工程 专业课4. “油气达到可燃浓度 ” 的直接原因： “油气存在 ”和 “库区内通风不良 ” 。前者是一个正常状态下的正常功能事件，用房形符号。后者为基本事件，两者只有同时发生， “油气达到可燃浓度 ” 事件才能发生，故用与门连接。5. “油库静电放电 ”的直接原因： “静电积累 ”和 “接触不良 ”两者是 “与 ”门关系。6. “人体静电放电 ”的直接原因： “化纤品与人体摩擦 ”和 “作业中与导体接近 ”，两者 “与 ”门关系。郑州大学工程力学系安全工程 专业课7. “静电积累 ”的直接原因： “油液流速高 ”、 “管道内碧粗糙 ”、 “高速抽水 ”、 “油液冲击金属容器 ”、 “飞溅油液与空气摩擦 ”、 “油面有金属漂浮物 ”和 “测量操作失误 ”。其中有一个发生，就会发生 “静电积累”，因此，用 “或 ”门连接。8. “接地不良 ”的直接原因： “未设防静电接地装置 ”、“接地电阻不符合要求 ”和 “接地线损坏 ”，三者为 “或 ”门关系。9. “测量操作失误 ”的直接原因： “器具不符和标准 ”和“静置时间不够 ”两者为 “或 ”门关系。郑州大学工程力学系安全工程 专业课将以上分析整理后，将油库静电爆炸事故树图绘制如下： 达到爆炸极限油气达到可燃浓度油库静电爆炸静电火花+油库静电放电 人体静电放电库区内通风不良油气存在化纤品与人体摩擦作业中与人体接近静电积累 接地不良+ +油液流速高高速抽水管道内壁粗糙油液冲击金属容器测量操作失误+器具不符合标准静置时间不够未 设防静电接地装置接地电阻不符合要求接地线损坏油库静电爆炸事故树油库静电爆炸事故树达到爆炸极限油库静电爆炸静电火花达到爆炸极限油库静电爆炸郑州大学工程力学系安全工程 专业课事事 件件 原原 因因顶顶 上事件上事件 锅锅 炉缺水炉缺水缺水缺水 警警 报报 器失灵、水位下降、未察器失灵、水位下降、未察 觉觉水位下降水位下降 给给 水故障、排水故障、排 污阀污阀 故障故障给给 水故障水故障 管道管道 阀门阀门 故障、自故障、自 动给动给 水水 调节调节 失灵、停水、失灵、停水、 给给 水水 泵损泵损 坏、坏、没蒸汽没蒸汽 泵泵 、爆管、爆管排排 污阀污阀 故障故障 阀阀 关关 闭闭 不不 严严 、未关、未关 闭闭未未 察察 觉觉 判断失判断失 误误 、工作失、工作失 误误判断失判断失 误误 叫水叫水 失失 误误 、假水位、假水位叫水叫水 失失 误误 忘忘 记记 叫水、叫水不足叫水、叫水不足假假 水位水位 水位水位 计损计损 坏、没定期冲洗、水位坏、没定期冲洗、水位 计计 安装不合理、汽水共安装不合理、汽水共 腾腾汽水共汽水共 腾腾 碱度高、汽水旋塞关碱度高、汽水旋塞关 闭闭蒸汽锅炉缺水爆炸事故树分析蒸汽锅炉缺水爆炸事故树分析郑州大学工程力学系安全工程 专业课郑州大学工程力学系安全工程 专业课第三节第三节 事故树的数学描述事故树的数学描述一、布尔代数以及概率论的基本知识 1）逻辑加给定两个命题 A、 B， 对它们进行逻辑运算后构成的新命题为S，若 A、 B两者有一个成立或同时成立， S就成立；否则 S不成立。则这种 A、 B间的逻辑运算叫做逻辑加，也叫 “或 ”运算。构成的新命题 S， 叫做 A、 B的逻辑和。 记作 A B=S或记作A+B=S。 均读作 “A+B”。 逻辑加相当于集合运算中的 “并集 ”。根据逻辑加的定义可知 ：1 1 1； 1 0 1； 0 1 1； 0 0 0。 郑州大学工程力学系安全工程 专业课2）逻辑乘给定两个命题 A、 B， 对它们进行逻辑运算后构成新的命题 P。若 A、 B同时成立， P就成立，否则 P不成立。则这种 A、 B间的逻辑运算，叫做逻辑乘，也叫 “与 ”运算。构成的新命题 P叫做 A、 B的逻辑积。 记作 AB=P， 或记作 AB=P， 也可记作AB=P， 均读作 A乘 B。 逻辑乘相当于集合运算中的 “交集 ”。根据逻辑乘的定义可知：11 1； 10 0： 01 0： 00 0。 郑州大学工程力学系安全工程 专业课3）逻辑非给定一个命题 A， 对它进行逻辑运算后，构成新的命题为 F，若 A成立， F就不成立；若 A不成立， F就成立。这种对 A所进行的逻辑运算，叫做命题 A的逻辑非，构成的新命题 F叫做命题 A的逻辑非。 A的逻辑非记作 “-”，读作 “A非 ”。逻辑非相当于集合运算的求 “补集”。 A的对立事件 。根据逻辑非的定义，可以知道 ：1 0； 0 1； 1 1； 0 0 郑州大学工程力学系安全工程 专业课定理 1： A A (对合律 ) 定理 2： A B B A， AB BA (交换律 ) 定理 3： A (B C) (A B) C，A(BC) (AB)C (结合律 ) 定理 4： A BC (A B)(A C)A(B C) AB AC (分配律 ) 定理 5： A A A， AA A (等幂律 ) 定理 6： A + A = 1； A A = 0（ 互补律 ） 定理 7： A AB A， A(A B) A (吸收律 ) 郑州大学工程力学系安全工程 专业课二、事故树的结构函数假定系统由 n个单元组成，且下列二值变量 xi对应于各单元的状态为：郑州大学工程力学系安全工程 专业