系统安全分析方法7事件树分析法

系统平安分析方法7事件树分析(EventTreeAnalysis)ETA

七、事件树分析(EventTreeAnalysis，简称ETA)第一节系统平安分析方法七、事件树分析〔ETA)1、事件树分析法及其理论根底〔1〕事件树分析法概述(1/2)事件树分析是一种时序逻辑分析方法，它是按事件的发生开展顺序，分成阶段，一步一步地进行分析，直至最终结果。对这一动态过程或随机过程的分析和控制用树枝图形表示的方法叫做事件树分析法(EventTreeAnalysis，简称ETA)。事件树分析是从一个起始事件开始，按事件的开展顺序考虑各个环节事件成功或失败，预测各种可能结果的归纳分析方法。逐一从所有可能的起始事件出发，通过ETA可以分析出复杂系统中可能出现的各种事故模式及其后果，并能根据起始事件及环节事件的概率计算各种结果的概率。因此，该方法是一种定量分析方法。

第一节系统平安分析方法七、事件树分析〔ETA)1、事件树分析法及其理论根底〔1〕事件树分析法概述(2/2)ETA的理论根底是系统工程的决策论。所谓决策，就是为解决当前或未来可能发生的问题，选择最正确方案的一种过程。以往人们在做出决策时往往凭经验和主观判断，而决策论那么是在做某项工作或从事某项工程之前，通过分析、评价各种可能结果，权衡利弊，根据科学的判断和预测做出最正确决策的一种系统的方法论。决策论中的一种决策方法是通过决策树分析(DecisionTreeAnalysis，简称DTA)进行决策，而事件树那么是从决策树引申而来的分析方法。ETA最初用于可靠性分析，它是用元件的可靠性表示系统可靠性的系统分析方法之一。系统中的每一个元件都有正常或失效两种可能的状态。把元件正常状态记为成功，其状态值为1。把失效状态记为失败，其值为0。按照系统的构成状况，顺序分析各元件成功、失败的两种可能，将成功作为上分支，将失败作为下分支，不断延续分析;直到最后一个元件，最后形成一个水平放置的树状图。

第一节系统平安分析方法七、事件树分析2)事件树分析法的理论根底

〔1〕例子〔人的健康状况预测〕：用随机变量Xn表示第n年某个人的健康状况，Xn=1表示健康，Xn=2表示疾病，n=0,1….(表示对应的年份)；用ai(n)表示第n年处于状态i的概率，i=1,2，即ai(n)=P(Xn=i)；用Pij表示今年处于状态i，明年处于状态j，由i状况转移到j状况发生转移的概率，i、j=1,2〔即健康状态或者疾病状态〕；定义：Pij=P(Xn+1=j|Xn=i)。ai(n)称为状态概率，Pij称为状态转移概率。第n+1年的状态Xn+1只取决于第n年的状态Xn和转移概率Pij，而与以前的状态Xn-1,Xn-2,…无关。第n+1年的状态概率可以由全概率公式给出：

1、事件树分析法及其理论根底这样一个状态随着时间的进展随机变化的链式过程就是马尔科夫链〔Malcove〕。第n+1年健康概率第n+1年疾病概率

第一节系统平安分析方法七、事件树分析〔ETA)2)事件树分析法的理论根底

〔2〕马尔科夫过程〔Malcove〕状态与状态转移：状态：当系统由一组确定的变量值来描述的时候，就说系统处于一个状态。状态转移：当系统的变量从一个特定值变化到另一个特定值时，就表示系统由一个状态转移到另一个状态。马尔可夫过程有一类事物在某种因素作用下，它们的状态概率在转移过程中，第n次结果的概率规律仅取决于第(n-1)次试验的结果，第(n-1)次试验结果仅取决于第(n-2)次结果等，而与更早的结果无关。马尔可夫过程定义：设随机过程ξ(t),如果在时间t系统处于状态x的条件下,在时刻T(T>t)系统所处状态和时刻t以前所处的状态无关,那么称ξ(t)为马尔可夫过程。从定义可知马尔可夫过程只与t时刻有关,与t时刻以前无关。这种性质叫做：无后效性。1、事件树分析法及其理论根底

第一节系统平安分析方法七、事件树分析〔ETA)2)事件树分析法的理论根底〔3〕马尔科夫预测法马尔科夫预测法：对马尔可夫过程的演变趋势和状态加以分析，用于预测事物未来状态的研究，称为马尔可夫预测法。马尔科夫预测法特点：随机性：确切的未来状态是不可预测；局限性：只适合于马尔可夫过程；简便性：无需大量的统计资料。马尔科夫预测法适用领域：企业规模市场占有率选择效劳点设备更新等的预测。1、事件树分析法及其理论根底定义：设随机过程只能取可列个值把称为在时刻系统处于状态若在已知时刻，系统处于状态的条件下,在时刻()系统所处的状态情况与t时刻以前所处状态无关,则称为时间连续,状态离散的马尔可夫过程。而状态的转移只能在发生的马尔可夫过程称为马尔可夫链。从定义中可知,马尔可夫链是状态离散,时间连续的马尔可夫过程。1、事件树分析法及其理论根底2)事件树分析法的理论根底〔4〕马尔科夫链数学描述第一节系统平安分析方法七、事件树分析〔ETA)设

是随机序列，状态空间E至多可列，假设对任何只要那么有那么称为马尔柯夫链，简称马氏链。马尔柯夫链说明，后一种状态的发生完全是由前种状态决定的，与其它状态无关，这是我们借助事件树分析时最根本的依据。〔4〕马尔科夫链数学描述第一节系统平安分析方法七、事件树分析2、事件树分析法步骤

1)确定系统及其构成因素，也就是明确所要分析的对象和范围，找出系统的组成要素(子系统)，明确其功能，以便展开分析。

2〕确定可能导致系统故障(事故)的起始事件。

3)从分析事件的初始原因事件开始，按时序逻辑与马尔柯夫链的原那么，分析至最终结果，并画出事件树。

第一节系统平安分析方法七、事件树分析从图中可以看出：要考虑煤气中毒，最根本原因是有煤气存在，在考虑煤气存在(A)后，这时A就决定了下一个状态有没有人在煤气区，假设有人在场B存在，就决定了要考虑人有防护没有，如果没有防护，那么考虑撤离问题等，这样一直到最终结果E。煤气中毒事件树第一节系统平安分析方法七、事件树分析4)事件树定量分析：

假设起始事件以及各阶段随机事件的概率，计算出各种结果事件的概率。

概率计算是将各阶段之间事件看成是独立的事件，按初始事件到达结果所经过阶段各事件概率相乘的原那么求积，得到每一结果的概率。

假设计算成功或失败的概率，那么将结果事件看成是不相容事件，将各成功结果概率相加，得成功的概率，将失败结果的概率相加得失败的概率，假设求出成功的概率后，用1减去之，得失败的概率。

第一节系统平安分析方法七、事件树分析2、事件树分析法步骤4)事件树定量计算

在煤气中的中毒事故设〔P69〕P(B)＝0.1，P(C)＝0.2，P(D)＝0.3，P(E)＝0.4，响应的有：

成功事件发生的概率为：

第一节系统平安分析方法七、事件树分析2、事件树分析法步骤中毒事件发生的概率为：死亡事件发生的概率为：4)事件树定量计算

第一节系统平安分析方法七、事件树分析2、事件树分析法步骤煤气中毒事件中失败〔中毒或者死亡〕的总概率为：煤气中毒成事件中功逃离的总概率为：或者：5)对策优选分析造成失前的各阶段事件，寻求防止失败发生的对策。事件树中，控制造成失败前的各阶段事件都是防止事故的对策，比较这些对策中，哪一个是最优方法。

如煤气中毒是由于没有撤离煤气区，无防护用具，人进入煤气区和煤气区形成这四个事件联锁造成的，采取措施的方法就从以上四个方面着手，切断其中之一就可以防止煤气中毒事故发生。2、事件树分析法步骤人过马路车祸事故的控制措施：(以下措施之一,就可控制车祸事故)

1、不让车通过：从空间上将人与车〔能量〕隔离：人行天桥、人行横道；

2、车过后人再过：从时间上将人与车〔能量〕别离：红、绿灯；

3、人的判断：有足够的人到车不到的时间，〔人的判断、反响能力〕；

4、车辆行驶限定：限定车速、使刹车有效；

5、有效应急措施：急救措施〔应急措施〕启动快。第一节系统平安分析方法七、事件树分析人过马路车祸事件树5)对策优选2、事件树分析法步骤

6〕确定重点控制点：

根据概率计算，得到失败的概率，可与其他类型失败概率比较，以分先后重点予以控制。

7)确定最优控制方案：

将防止失败发生的方案进行比较、取最优方案，并予以实施。例如煤气中毒的预防方案最可靠的、最根本的方法是防止煤气区的形成。当然，如果技术、资金不允许，那么可从人的角度，采用教育、管理和控制等手段解决这一问题。

第一节系统平安分析方法七、事件树分析

第一节系统平安分析方法七、事件树分析3、事件树分析的作用

1)事件树分析可用于对已发生事故的分析，也可用于对未发事故的预测。

2)在对事故分析和预测时，事件树分析方法比较方便明确，寻求事故对策时比较直观。

3)事件树分析可用于管理上对重大问题的决策。

4)分析资料可作为平安教育材料。

5)对复杂的问题，可以用此方法进行简捷推理和归纳。在进行事件树分析时，正确绘制事件树是关键。而正确绘制事件树的关键是合理选择起始事件和合理安排事件次序。要注意以下几点：

(1)起始事件通常选择为系统中可能出现的、能导致事故的偏差或过失，并应保证所选择的起始事件与所有考虑的全部事件相比，处在时间顺序的最前端(可通过PHA或HAZOP等方法确定，如燃气泄漏)。

例如，比照“燃气泄漏〞“火灾发生〞“爆炸发生〞3个事件，显然应以“燃气泄漏〞为起始事件;假设还考虑“燃气输送胶管有裂痕〞这一事件，那么应以后者为起始事件。

(2)所需考虑的环节事件通常为平安防护装置的成功或失败，此外还应考虑其他可能对起始事件的开展进程产生影响的事件。

例如，当以某系统发生燃气泄漏作为起始事件进行事件树分析时，不能只考虑燃气泄漏检测、报警装置是否工作正常，还应考虑泄漏点附近是否有火源，而这个火源可能并不是系统固有的或系统设计包含的。第一节系统平安分析方法七、事件树分析4、事件树分析中应该注意的问题(1/2)(3)在安排环节事件的次序时，要注意使之与事件开展的时序逻辑保持一致。

例如，从“燃气泄漏〞这一起始事件出发，跟随其后的环节事件应该是“燃气泄漏检测装置是否工作正常〞，而不应是“火灾报警装置是否正常〞;跟随“火灾发生〞这一环节事件之后的应该是“火灾报警装置是否工作正常〞，而不应该是“人员是否平安疏散〞。

(4)当两个环节事件的时序可能交换，且交换后对后果有影响时，应分别进行事件树分析。