all事故树分析中各重要度分析及例题.ppt

1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是多少 仅从事故树结构上分析各基本事件的发生对顶上事件发生的影响程度 事故树是由众多基本事件构成的 这些基本事件对顶上事件均产生影响 但影响程度是不同的 在制定安全防范措施时必须有个先后次序 轻重缓急 以便使系统达到经济 有效 安全的目的 结构重要度分析虽然是一种定性分析方法 但在目前缺乏定量分析数据的情况下 这种分析是很重要的 结构重要度分析方法有两种 分析内容 一种是计算出各基本事件的结构重要度系数 按系数由大到小排列各基本事件的重要顺序 另一种是用最小割集和最小径集近似判断各基本事件的结构重要度的大小 并排列次序 结构重要度系数的求法 假设某事故树有几个基本事件 每个基本的状态都有两种 1表示基本事件状态发生X 0表示基本事件状态不发生 已知顶上事件是基本事件的状态函数 顶上事件的状态用 表示 X X1 X2 X3 Xn 则 X 也有两种状态 1表示顶上事件状态发生 X 0表示顶上事件状态不发生 X 叫做事故树结构函数 在其他基本事件状态都不变的情况下 基本事件Xi的状态从0变到1 顶上事件的状态变化有以下三种情况 1 0i X 0 1i X 0则 1i X 0i X 0不管基本事件是否发生 顶上事件都不发生 2 0i X 0 1i X 1则 1i X 0i X 1顶上事件状态随基本事件状态的变化而变化 3 0i X 1 1i X 1则 1i X 0i X 0不管基本事件是否发生 顶上事件都发生 基本事件 X1 X2 X2 上述三种情况 只有第二种情况是基本事件Xi不发生 顶上事件就不发生 基本事件Xi发生 顶上事件也发生 这说明Xi基本事件对事故发生起着重要作用 这种情况越多 Xi的重要性就越大 对有n个基本事件构成的事故树 n个基本事件两种状态的组合数为2n个 把其中一个事件Xi作为变化对象 从0变到1 其他基本事件的状态保持不变的对照组共有2n 1个 在这些对照组中属于第二种情况 1i X 0i X 1 所占的比例即是Xi基本事件的结构重要度系数 用I i 表示 可以用下式计算 基本事件 X1 X2 X2 举例P47 以计算X1的结构重要度系数为例 P47图2 13事故树 有4个基本事件 基本事件两种状态的组合数为24个 把X1事件作为变化对象 从0变到1 其他基本事件的状态保持不变的对照组共有2n 1个 即23个 2基本事件割集重要度系数 设某一事件有k个最小割集 最小割集Er中含有mr个基本事件 则基本事件Xi的割集重要系数可用下式计算 例如 例如 某事故树有三个最小割集 E1 X1 X4 E2 X1 X3 E3 X1 X2 X5 用计算基本事件结构重要度系数的方法进行结构重要度分析 其结果较为精确 但很繁琐 特别当事故树比较庞大 基本事件个数比较多时 要排列2n个组合是很困难的 有时即使使用计算机也难以进行 用最小割集或最小径集近似判断各基本事件的结构重要度大小这种方法虽然精确度比求结构重要度系数法差一些 但操作简便 因此目前应用较多 用最小割集或最小径集近似判断结构重要度大小的方法也有几种 这里只介绍一种方法 就是用四条原则来判断 四条原则是 1 单事件最小割 径 集中基本事件结构重要度最大 例如 某事故树有三个最小径集 P1 X1 P2 X2 X3 P3 X4 X5 X6 第一个最小径集只含有一个基本事件X1 按此原则X1的结构重要度系数最大 2 仅出现在同一个最小割 径 集中的所有基本事件结构重要度相等 例如 上例中P2 X2 X3 I 2 I 3 3 仅出现在基本事件个数相等的若干个最小割 径 集中的各基本事件结构重要度依次出现次数而定 出现次数少 其结构重要度小 出现次数多 其结构重要度大 出现次数相等 其结构重要度相等 例如 某事故树有三个最小割集P1 X1 X2 X3 P2 X1 X3 X4 P3 X1 X4 X5 此事故树有五个基本基本事件 出现在含有三个基本事件的最小割集中 按此原则有 I 1 I 3 I 4 I 2 I 5 两个基本事件出现在基本事件个数不等的若干个最小割 径 集中 其结构重要度系数依下列情况而定 若它们在各最小割集中重复出现的次数相等 则在少事件最小割集中出现的基本事件结构重要度大 例如P1 X1 X3 P2 X1 X4 P3 X2 X4 X5 P4 X2 X5 X6 则 I 1 I 2 若它们在少事件最小割集中出现次数少 在多事件最小割集中出现次数多 以及其他更为复杂的情况 可用下列近似判别式计算 I i 基本事件Xi结构重要度的近似判断值 I i 大则I i 也大 Xi Kj 基本事件Xi属于Kj最小割 径 集 ni 基本事件Xi所在最小割 径 集中包含基本事件的个数 例如 某事故树共有五个最小径集 P1 X1 X3 P2 X1 X4 P3 X2 X4 X5 P4 X2 X5 X6 P5 X2 X6 X7 根据这个原则 由此可知 I 1 I 2 利用上述四条原则判断基本事件结构重要度大小时 必须从第一至第四条按顺序进行 不能单纯使用近似判别式 否则会得到错误的结构 用最小割集或最小径集判断基本事件结构重要度顺序其结果应该是一样的 选用哪一种要视具体情况而定 一般来说 最小割集和最小径集哪一种数量少就选那一种 这样包含的基本事件容易比较 举例 定性分析 最小割集为 在这个例子中 近似判断法与精确计算各基本事件结构重要度系数方法的结果是相同的 分析结果说明 仅从事故树结构来看 基本事件X1和X3对顶上事件发生影响最大 其次是X4和X5 X2对顶上事件影响最小 据此 在制定系统防灾对策时 首先要控制住X1和X3二个危险因素 其次是X4和X5 X2要根据情况而定 基本事件的结构重要度顺序排出后 也可以作为制定安全检查表 找出日常管理和控制要点的依据 最小割集和最小径集在事故树分析中的作用A 最小割集表示系统的危险性 由最小割集定义可知 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 有几个最小割集顶上事件发生的可能性就有几种 事故树中最小割集越多 系统发生事故的途径越多 因而就越危险 B 最小径集表示系统的安全性 由最小径集定义可知 事故树中有一个最小径集 则顶上事件不发生的可能性就有一种 事故树中最小径集越多 说明控制顶上事件不发生的方案就越多 系统的安全性就越高 C 最小割集可直观比较各种故障模式的危险性 事故树中有一个最小割集 说明系统就有一种故障模式 在这些故障模式中 有的只含有1个基本事件 有的含有2个基本事件 还有的含有3个 4个甚至更多个基本事件 含有1个基本事件的最小割集 只要1个基本事件发生 顶上事件就会发生 含有2个基本事件的 必须2个基本事件同时发生 顶上事件才会发生 很显然 1个事件发生的概率要比2个事件同时发生的概率大得多 3个事件同时发生的概率就更少了 因此 最小割集含有的基本事件越少 这种故障模式越危险 只含有1个基本事件的割集最危险 D 从最小径集可选择控制事故的最佳方案 事故树中有一个最小径集 控制顶上事件不发生的方案就有一种 事故树有几个最小径集 使顶上事件不发生的方案就有几种 在这些方案中 选择哪一种最好 一般来说 控制少事件最小径集中的基本事件比控制多个基本事件省工 省事 经济 有效 当然也有例外 有时小事件径集中的基本事件由于经济或技术上的原因 难以控制 这种情况下应选择其他方案 E 利用最小割集和最小径集 可进行结构重要度分析 F 利用最小割集和最小径集可对系统进行定量分析和评价 3基本事件的概率重要度 基本事件的重要度 一个基本事件对顶上事件发生的影响大小 基本事件的结构重要度分析只是按事故树的结构分析各基本事件对顶事件的影响程度 所以 还应考虑各基本事件发生概率对顶事件发生概率的影响 即对事故树进行概率重要度分析 事故树的概率重要度分析是依靠各基本事件的概率重要度系数大小进行定量分析 所谓概率重要度分析 它表示第i个基本事件发生的概率的变化引起顶事件发生概率变化的程度 由于顶上事件发生概率函数是n个基本事件发生概率的多重线性函数对自变量qi求一次偏导 即可得到该基本事件的概率重要度系数 xi基本事件的概率重要度系数 式中 P T 顶事件发生的概率 qi 第i个基本事件的发生概率 利用上式求出各基本事件的概率重要度系数 可确定降低哪个基本事件的概率能迅速有效地降低顶事件的发生概率 例如 某事故树共有2个最小割集 E1 X1 X2 E2 X2 X3 已知各基本事件发生的概率为 q1 0 4 q2 0 2 q3 0 3 排列各基本事件的概率重要度 4基本事件的关键重要度 临界重要度 一般当各qi不等时 改变qi大的Xi较容易 但概率重要度系数并未反映qi变化考虑从本质上反映Xi在FT中的重要程度 关键重要度分析 它表示第i个基本事件发生概率的变化