安全系统工程课件事故树(1)

1、课课 程程 内内 容容F 绪论绪论F 系统安全基本原理系统安全基本原理F 系统安全分析系统安全分析F 事故树分析事故树分析F 系统安全评价系统安全评价F 系统安全预测系统安全预测F 安全决策安全决策4.1 概述概述4.2 事故树分析的步骤事故树分析的步骤4.3 事故树符号及其意义事故树符号及其意义4.4 事故树的编制事故树的编制4.5 事故树的化简事故树的化简4.6 最小割集及其求法最小割集及其求法4.7 最小径集及其求法最小径集及其求法4.8 最小割集和径集在事故树分析中的作用最小割集和径集在事故树分析中的作用4.9 结构重要度分析结构重要度分析4.10 基本事件的发生概率基本事件的发生概率

2、4.11 顶上事件发生概率的计算顶上事件发生概率的计算4.12 概率重要度和临界重要度分析概率重要度和临界重要度分析4.13 事故树分析的应用事故树分析的应用4.1.1 事故树分析的发展过程事故树分析的发展过程FTA（Fault Tree Analysis）又称故障树分析，是）又称故障树分析，是安全系统工程最重要的分析方法。安全系统工程最重要的分析方法。1961年，美国贝尔电话研究所的沃特森年，美国贝尔电话研究所的沃特森(Watson)在研究民兵式导弹发射控制系统的安全性评价时，在研究民兵式导弹发射控制系统的安全性评价时，首先提出了这个方法，对民兵式导弹的发射和火首先提出了这个方法，对民兵式导

3、弹的发射和火箭偶发事故的预测问题作出了贡献。其后，美国箭偶发事故的预测问题作出了贡献。其后，美国波音飞机公司的哈斯尔波音飞机公司的哈斯尔(Hassl)等人对这个方法又等人对这个方法又作了重大改进，并采用计算机进行辅助分析和计作了重大改进，并采用计算机进行辅助分析和计算。算。4.1.1 事故树分析的发展过程事故树分析的发展过程1974年，美国原子能委员会应用年，美国原子能委员会应用FTA对商用核对商用核电站的灾害危险性进行评价，发表了拉斯姆森电站的灾害危险性进行评价，发表了拉斯姆森报告，引起世界各国的关注。报告，引起世界各国的关注。此后，此后，FTA从军工迅速推广到机械、电子、交从军工迅速推广到

4、机械、电子、交通、化工、冶金等民用工业。目前，许多国家通、化工、冶金等民用工业。目前，许多国家都在研究应用这一方法。都在研究应用这一方法。我国我国在在20世纪世纪70年代开始应用年代开始应用FTA。1976年，年，清华大学核能技术研究所在核反应堆的安全评清华大学核能技术研究所在核反应堆的安全评价方面应用了价方面应用了FTA 。在。在1982年的第一次安全系年的第一次安全系统工程座谈会后，开始推行统工程座谈会后，开始推行FTA。4.1.1事故树分析的发展过程事故树分析的发展过程实践证明，实践证明， FTA完全适用于我国完全适用于我国国民经济各部门、各行业的安全国民经济各部门、各行业的安全管理，是

5、一种具有广阔的应用范管理，是一种具有广阔的应用范围和发展前途的系统安全分析方围和发展前途的系统安全分析方法。法。 4.1.2 事事 故故 树树 的的 概概 念念 定义定义：树是一个无圈的连通图，事故树是从结：树是一个无圈的连通图，事故树是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树，形似倒果到原因描绘事故发生的有向逻辑树，形似倒立着的树。立着的树。“根部根部” (顶点顶点)表表示系统的某一事故；示系统的某一事故；“梢梢”(叶节叶节点点)表示事表示事故发生的基本原故发生的基本原因；因；“树树叉叉”(中间节中间节点点)表示表示事故的中间事故的中间原因。原因。树中的节点具有逻辑判别性质，树中的节点具有逻辑判

6、别性质，用不同逻辑门表示。用不同逻辑门表示。4.1.3 FTA的优点及应用的优点及应用v优点：优点：（1）既能找到引起事故的直接原因，）既能找到引起事故的直接原因，又能揭示事故发生的潜在原因、本质原因。又能揭示事故发生的潜在原因、本质原因。（2）逻辑性强，灵活性高，适应范围广。）逻辑性强，灵活性高，适应范围广。（3）既可定性分析，又可定量分析。）既可定性分析，又可定量分析。（4）简单适用，宜于推广。）简单适用，宜于推广。v应用：应用：可用来分析事故，特别是重大恶性事故可用来分析事故，特别是重大恶性事故的因果关系。可进行事故的调查分析、系统的的因果关系。可进行事故的调查分析、系统的危险性评价、事

7、故的预测、安全措施优化决策、危险性评价、事故的预测、安全措施优化决策、系统安全性设计等很多方面。系统安全性设计等很多方面。4.1 概述概述4.2 事故树分析的步骤事故树分析的步骤4.3 事故树符号及其意义事故树符号及其意义4.4 事故树的编制事故树的编制4.5 事故树的化简事故树的化简4.6 最小割集及其求法最小割集及其求法4.7 最小径集及其求法最小径集及其求法4.2 事故树分析的步骤事故树分析的步骤（1） 编制事故树编制事故树1）确定所分析的系统，即确定系统所包括的内容）确定所分析的系统，即确定系统所包括的内容及其边界范围。及其边界范围。 2）熟悉所分析的系统，即熟悉系统的整体情况。）熟悉

8、所分析的系统，即熟悉系统的整体情况。3）调查系统发生的各类事故，收集、调查所分析）调查系统发生的各类事故，收集、调查所分析系统或其它同类系统过去、现在发生的所有事系统或其它同类系统过去、现在发生的所有事故以及将来可能发生的事故。故以及将来可能发生的事故。4）确定事故树的顶上事件，综合考虑事故发生的）确定事故树的顶上事件，综合考虑事故发生的频率和事故的严重程度这两个参数来确定。频率和事故的严重程度这两个参数来确定。事故树分析的步骤事故树分析的步骤(续续)5）调查与顶上事件有关的所有原因事件。）调查与顶上事件有关的所有原因事件。 6）事故树作图。从顶上事件起，一级一级往下）事故树作图。从顶上事件起

9、，一级一级往下分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门连接上下层事件，直至所辑关系，用逻辑门连接上下层事件，直至所要求的分析深度，最后就形成一株倒置的逻要求的分析深度，最后就形成一株倒置的逻辑树形图。辑树形图。 （2）事故树定性分析）事故树定性分析 1）利用布尔代数化简事故树。）利用布尔代数化简事故树。 2）求取事故树的最小割集或最小径集。）求取事故树的最小割集或最小径集。 3）进行结构重要度分析。）进行结构重要度分析。事故树分析的步骤事故树分析的步骤(续续) （3）事故树定量分析）事故树定量分析 1）确定各基本原因事件的发生概率。）确定各基

10、本原因事件的发生概率。 2）计算事故树顶上事件发生概率，并验证计算）计算事故树顶上事件发生概率，并验证计算结果的正确性。结果的正确性。 3）进行概率重要度和临界重要度分析。）进行概率重要度和临界重要度分析。 （4）制定事故预防对策）制定事故预防对策 根据分析结论并结合本企业的实际情况，订出根据分析结论并结合本企业的实际情况，订出具体、切实可行的预防措施。具体、切实可行的预防措施。FTA包括了定性和定量分析两大类，但也可以包括了定性和定量分析两大类，但也可以只进行定性分析。只进行定性分析。 4.1 概述概述4.2 事故树分析的步骤事故树分析的步骤4.3 事故树符号及其意义事故树符号及其意义4.4

11、 事故树的编制事故树的编制4.5 事故树的化简事故树的化简4.6 最小割集及其求法最小割集及其求法4.7 最小径集及其求法最小径集及其求法4.3 事故树符号及其意义事故树符号及其意义4.3.1 事件符号事件符号（1）矩形符号）矩形符号。表示顶上事件或中间事件，也就表示顶上事件或中间事件，也就是需要往下分析的事件。顶上事件一定要明确是需要往下分析的事件。顶上事件一定要明确定义，不能笼统、含糊。定义，不能笼统、含糊。 高处作业坠落死亡高处作业坠落死亡。表示基本原因事件。即最基本的、表示基本原因事件。即最基本的、不能再往下分析的事件，一般表示缺陷事件。不能再往下分析的事件，一般表示缺陷事件。 阀门故

12、障阀门故障事件符号及其意义事件符号及其意义（3）屋形符号）屋形符号。表示正常事件，即系统在正常状表示正常事件，即系统在正常状态下发挥正常功能的事件。态下发挥正常功能的事件。 因走动取因走动取下安全带下安全带（4）菱形符号）菱形符号。有两种含义：有两种含义：1）省略事件，即没）省略事件，即没有必要详细分析或其原因尚不明确的事件；有必要详细分析或其原因尚不明确的事件；2）二次事件，即来自系统之外的原因事件。二次事件，即来自系统之外的原因事件。 2、3、4合称基本事件，不必再往下分析。合称基本事件，不必再往下分析。身体失去平衡身体失去平衡逻辑门符号及其意义逻辑门符号及其意义4.3.2 逻辑门符号逻辑

13、门符号（1）与门）与门(AND gate) 。表示输入事件表示输入事件E1、E2 En 都发生时，输出事件都发生时，输出事件A才才发生。发生。A = E1E2 En (逻辑乘逻辑乘) E1E2A滑块误下行轧断手指滑块误下行轧断手指手在压模内手在压模内滑块误下行滑块误下行安全装置没起作用安全装置没起作用逻辑门符号及其意义逻辑门符号及其意义(续续)（2）或门）或门(OR gate) 。表示输入事件表示输入事件E1、E2 En 中任意一个发生时，中任意一个发生时，输出事件输出事件A就会发生。就会发生。A = E1+E2+ En (逻辑和逻辑和) E1E2A锅炉爆炸锅炉爆炸超压爆炸超压爆炸常压爆炸常压

14、爆炸逻辑门符号及其意义逻辑门符号及其意义(续续)（3）条件与门）条件与门。表示输入事件表示输入事件E1、E2 En同时发生，且满足条件同时发生，且满足条件时，时，事件事件A发生。发生。 A = E1E2 En E1E2A低压触电死亡低压触电死亡保护失效保护失效人体接触带电体人体接触带电体抢救不力抢救不力It 50 mAs逻辑门符号及其意义逻辑门符号及其意义(续续)（4）条件或门）条件或门。表示输入事件表示输入事件E1、E2 En任一事件发生，还必须满任一事件发生，还必须满足条件足条件时，输出事件时，输出事件A才会发生。才会发生。 A = (E1+E2+ En) E1E2A氧气瓶超压爆炸氧气瓶超

15、压爆炸接近热源接近热源在阳光下曝晒在阳光下曝晒接触火源接触火源压力超过极限压力超过极限逻辑门符号及其意义逻辑门符号及其意义(续续)（5）限制门。）限制门。 是逻辑上的一种修饰是逻辑上的一种修饰符号，即当输入事件符号，即当输入事件E发生且满足发生且满足事件事件时，才产生输出事件时，才产生输出事件A。 A = E EA高度和地面状况高度和地面状况高处作业坠落死亡高处作业坠落死亡不慎坠落不慎坠落其它逻辑门其它逻辑门：非门、排斥或门、优先与门、表决门等。：非门、排斥或门、优先与门、表决门等。 转移符号及其意义转移符号及其意义4.3.3 转移符号转移符号 u 表示部分树的转入和转出。主要用在：表示部分树

16、的转入和转出。主要用在： 1）当事故树规模很大，一张图纸不能绘出树的）当事故树规模很大，一张图纸不能绘出树的全部内容，需要在其它图纸上继续完成时；全部内容，需要在其它图纸上继续完成时； 2）整个树中多处包含同样的部分树。）整个树中多处包含同样的部分树。u 常用的转移符号有两种：常用的转移符号有两种： 1）转出符号；）转出符号； 2）转入符号。）转入符号。转移符号及其意义转移符号及其意义（1）转出符号。表示事故树的这部分向其它）转出符号。表示事故树的这部分向其它部分转出。部分转出。（2）转入符号。表示来自于）转入符号。表示来自于“转出转出”相对应相对应的转入。的转入。 三角形内应标出向何处转移或

17、何处转入。三角形内应标出向何处转移或何处转入。有多处转移时，三角形内要对应标明数码。有多处转移时，三角形内要对应标明数码。转出符号转出符号转入符号转入符号4.1 概述概述4.2 事故树分析的步骤事故树分析的步骤4.3 事故树符号及其意义事故树符号及其意义4.4 事故树的编制事故树的编制4.5 事故树的化简事故树的化简4.6 最小割集及其求法最小割集及其求法4.7 最小径集及其求法最小径集及其求法4.4 事故树的编制事故树的编制FTA采用演绎分析方法，即采用演绎分析方法，即先确定先确定事故的结果，事故的结果，称为顶上事件或目标事件，画在最顶端；称为顶上事件或目标事件，画在最顶端；然后再然后再找出

18、它的直接原因或构成它的缺陷事件，找出它的直接原因或构成它的缺陷事件，诸如设备的缺陷和操作者的失误等，这是第一诸如设备的缺陷和操作者的失误等，这是第一层。层。再进一步再进一步找出造成第一层事件的原因，成找出造成第一层事件的原因，成为第二层。按照这样一层一层地分析下去，为第二层。按照这样一层一层地分析下去，直直到找到到找到最基本原因事件为止。每层之间用逻辑最基本原因事件为止。每层之间用逻辑符号连接以说明它们之间的关系。符号连接以说明它们之间的关系。整个分析过程类似一株倒挂树形，其末梢就是整个分析过程类似一株倒挂树形，其末梢就是构成事故的基本原因。构成事故的基本原因。 初期灭火失败事故树初期灭火失败事故树灭火措施不力灭火措施不力初期灭火失败初期灭火失败火难于扑灭火难于扑灭没人及时灭火没人及时灭火火势迅速增长火势迅速增长大量大量的易的易燃可燃可燃物燃物有充有充足的足的空气空气供应供应无恰当无恰当灭火用灭火用品品人负恐人负恐慌而离慌