事故树事件树后果分析精选课件.ppt
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1、LOGO关于事故关于事故树事件事件树后果分析后果分析第一页,本课件共有64页LOGO事故树分析事故树分析事故树分析的基本知识事故树分析的基本知识12顶事件概率计算顶事件概率计算4分析实例分析实例3分析步骤分析步骤第二页,本课件共有64页LOGO事故树分析的概念事故树分析的概念 事故树分析(事故树分析(Fault Tree Analysis,简称,简称FTA)又称故障树分析,是一种运用演绎)又称故障树分析,是一种运用演绎推理的定性和定量的风险分析方法。推理的定性和定量的风险分析方法。第三页,本课件共有64页LOGO事故树分析的目的事故树分析的目的 事故树分析的目的是对不希望发生事故树分析的目的是
2、对不希望发生的事件或事故进行分析,以寻求一系列的事件或事故进行分析,以寻求一系列原因事件的方法。它的目的是识别导致原因事件的方法。它的目的是识别导致事故的故障和人为失误的组合,非常适事故的故障和人为失误的组合,非常适合高度重复性的系统。合高度重复性的系统。第四页,本课件共有64页LOGO事故树分析的程序事故树分析的程序第五页,本课件共有64页LOGO第六页,本课件共有64页LOGO事故树示意图事故树示意图底事件逻辑符号结果事件第七页,本课件共有64页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论v对偶事故树:将事故树中的与门换为或门,或门换对偶事故树:将事故树中的
3、与门换为或门,或门换为与门,而其余不变,这样得到的事故树称为原事为与门,而其余不变,这样得到的事故树称为原事故树的对偶事故树。故树的对偶事故树。v成功树:除将故障树中的与门换为或门,或门换为与门成功树:除将故障树中的与门换为或门,或门换为与门外,而底事件与结果事件均换为相应的对立事件,这样外,而底事件与结果事件均换为相应的对立事件,这样得到的事故树称为成功树。得到的事故树称为成功树。第八页,本课件共有64页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论v布尔代数基本数学知识:布尔代数基本数学知识:v交换律:交换律:A B=B A A B=B A v结合律:结合律:
4、A (B C)=(A B)Cv A(B C)=(A B)Cv分配率:分配率:A(B C)=(AB)(BC)v等幂律:等幂律:A A=A A A=A v吸收率:吸收率:A(AB)=A A(A B)=Av互补率:互补率:第九页,本课件共有64页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论v割集和最小割集:割集和最小割集:v割集:在事故树中凡能导致顶上事件发生的基本割集:在事故树中凡能导致顶上事件发生的基本事件的集合称作割集事件的集合称作割集;割集中全部基本事件均发生时割集中全部基本事件均发生时,则顶上事件一定发生。则顶上事件一定发生。v最小割集是能导致顶上事件发生最
5、低限度的基本事件最小割集是能导致顶上事件发生最低限度的基本事件的集合的集合(即割集中任一基本事件不发生即割集中任一基本事件不发生,顶上事件就顶上事件就不会发生不会发生)。v常用的最小割集求法有行列法、常用的最小割集求法有行列法、结构法结构法和布尔代数化和布尔代数化简法、质数代入法、矩阵法。简法、质数代入法、矩阵法。第十页,本课件共有64页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论v径集和最小径集径集和最小径集v径集:如果事故树中某些基本事件都不发生,顶事径集:如果事故树中某些基本事件都不发生,顶事件必然不发生,则这些基本事件的集合称为径集。件必然不发生,则这些
6、基本事件的集合称为径集。v最小径集:在事故树中凡是不能导致顶上事件发最小径集:在事故树中凡是不能导致顶上事件发生最低限度的基本事件的集合。在最小径集中,生最低限度的基本事件的集合。在最小径集中,去掉任何一个基本事件,便不能保证一定不发生去掉任何一个基本事件,便不能保证一定不发生事故。事故。v最小径集的求法是将事故树转化为成功树求,成功最小径集的求法是将事故树转化为成功树求,成功树的最小割集即事故树的最小径集。树的最小割集即事故树的最小径集。第十一页,本课件共有64页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论与图与图1的事故树对应的成功树的事故树对应的成功树第十
7、二页,本课件共有64页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论v结构重要度:结构重要度:从事故树的结构上所确定的基本事件的重要程从事故树的结构上所确定的基本事件的重要程度。即在不考虑基本事件自身的发生概率,或者说度。即在不考虑基本事件自身的发生概率,或者说假定各个基本事件的发生概率都相等的前提下,分假定各个基本事件的发生概率都相等的前提下,分析个基本事件的发生对顶事件所产生的影响。析个基本事件的发生对顶事件所产生的影响。v计算结构重要度的方法可采用两种方法:计算结构重要度的方法可采用两种方法:精确计算方法精确计算方法近似判断法近似判断法第十三页,本课件共有6
8、4页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论近似计算法近似计算法判别法判别法v特点是不计算结构重要度的数值,而是依据四条原特点是不计算结构重要度的数值,而是依据四条原则来判断:则来判断:v1.单事件最小割集或最小径集中的基本事件结构重要系数最大;单事件最小割集或最小径集中的基本事件结构重要系数最大;v2.仅在某一最小割集或最小径集中出现的所有基本事件结构重要度相等;仅在某一最小割集或最小径集中出现的所有基本事件结构重要度相等;v3.两个基本事件若仅出现在包含基本事件个数相等的若干最小割集或径两个基本事件若仅出现在包含基本事件个数相等的若干最小割集或径集中时,
9、出现次数较多的结构重要度大,反之结构重要度小;集中时,出现次数较多的结构重要度大,反之结构重要度小;v4.两个基本事件出现在基本事件个数不等的若干个最小割集或最小径集中,两个基本事件出现在基本事件个数不等的若干个最小割集或最小径集中,若二者出现次数相等,则在包含基本事件较少的割集或径集中出现的基本事若二者出现次数相等,则在包含基本事件较少的割集或径集中出现的基本事件结构重要度大。件结构重要度大。第十四页,本课件共有64页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论v概率重要度:指某基本事件发生概率的变化量所概率重要度:指某基本事件发生概率的变化量所引起的顶事件发
10、生的概率的变化值,也即顶事件引起的顶事件发生的概率的变化值,也即顶事件发生概率对该基本事件发生概率的变化率。发生概率对该基本事件发生概率的变化率。v计算方法:将顶事件发生的概率函数计算方法:将顶事件发生的概率函数g对自变量对自变量qi求一次偏导:求一次偏导:第十五页,本课件共有64页LOGO事故树分析中涉及到的基本概念、理论事故树分析中涉及到的基本概念、理论v临界重要度:顶事件发生概率变化率与基本事件发临界重要度:顶事件发生概率变化率与基本事件发生概率的变化率之比,其表达式为:生概率的变化率之比,其表达式为:第十六页,本课件共有64页LOGO事故树分析步骤事故树分析步骤v1.熟悉和了解系统熟悉
11、和了解系统v2.确定顶事件确定顶事件v3.调查原因事件调查原因事件v4.绘制事故树绘制事故树v5.对事故树作定性分析对事故树作定性分析v6.对事故树作定量分析对事故树作定量分析v7.制定安全措施制定安全措施第十七页,本课件共有64页LOGO事故树分析步骤事故树分析步骤v熟悉和了解系统:熟悉和了解系统:要收集相关的工艺、设备、操作、环境、事故等要收集相关的工艺、设备、操作、环境、事故等方面的情况和资料,并明确对象系统的边界、分方面的情况和资料,并明确对象系统的边界、分析深度、初始条件等。析深度、初始条件等。v确定顶事件:确定顶事件:所谓顶上事件,就是所要分析的对象事件。分析系所谓顶上事件,就是所
12、要分析的对象事件。分析系统发生事故的损失和频率大小,从中找出后果严重统发生事故的损失和频率大小,从中找出后果严重且较容易发生的事故,作为分析的顶上事件。且较容易发生的事故,作为分析的顶上事件。第十八页,本课件共有64页LOGO事故树分析步骤事故树分析步骤v调查原因事件:调查原因事件:调查与事故有关的所有原因事件和各种因素,包括设备调查与事故有关的所有原因事件和各种因素,包括设备故障、机械故障、操作者的失误、管理和指挥错误、环故障、机械故障、操作者的失误、管理和指挥错误、环境因素等,尽量详细查清原因和影响。境因素等,尽量详细查清原因和影响。v画出事故树画出事故树 根据上述资料,从顶上事件起进行演
13、绎分析,一级根据上述资料,从顶上事件起进行演绎分析,一级一级地找出所有直接原因事件,直到所要分析的深一级地找出所有直接原因事件,直到所要分析的深度,按照其逻辑关系,画出事故树。度,按照其逻辑关系,画出事故树。第十九页,本课件共有64页LOGO事故树分析步骤事故树分析步骤定性分析定性分析 根据事故树结构进行化简,求出最小割集和最小根据事故树结构进行化简,求出最小割集和最小径集,确定各基本事件的结构重要度排序。径集,确定各基本事件的结构重要度排序。定量分析定量分析v定量分析是在求出各基本事件发生概率的情况下,定量分析是在求出各基本事件发生概率的情况下,计算顶事件的发生概率,求出概率重要度和临界计算
14、顶事件的发生概率,求出概率重要度和临界重要度。重要度。第二十页,本课件共有64页LOGO事故树分析步骤事故树分析步骤v概率重要度:指某基本事件发生概率的变化量所引概率重要度:指某基本事件发生概率的变化量所引起的顶事件发生的概率的变化值,也即顶事件发生起的顶事件发生的概率的变化值,也即顶事件发生概率对该基本事件发生概率的变化率。概率对该基本事件发生概率的变化率。v计算方法:将顶事件发生的概率函数计算方法:将顶事件发生的概率函数g对自变量对自变量qi求求一次偏导:一次偏导:第二十一页,本课件共有64页LOGO事故树分析步骤事故树分析步骤v临界重要度:顶事件发生概率变化率与基本事件发生概临界重要度:
15、顶事件发生概率变化率与基本事件发生概率的变化率之比,其表达式为:率的变化率之比,其表达式为:第二十二页,本课件共有64页LOGO事故树分析步骤事故树分析步骤v制定安全措施:制定安全措施:v事故树分析的目的是查找隐患,找出薄弱环节,查出系事故树分析的目的是查找隐患,找出薄弱环节,查出系统的缺陷,然后加以改进,在对事故树全面分析之后,统的缺陷,然后加以改进,在对事故树全面分析之后,必须制定安全措施,防止灾害发生。必须制定安全措施,防止灾害发生。第二十三页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应用举例1v建筑行业中常常发生施工人员从脚手架坠落的死建筑行业中常常发生施工人员从脚手架坠落的死亡事
16、故,亡事故,“高空坠落高空坠落”是建筑施工中最常见的伤是建筑施工中最常见的伤亡事故,几乎占死亡事故近一半,引用以下事例亡事故,几乎占死亡事故近一半,引用以下事例进行事故树分析。事故树如下图所示进行事故树分析。事故树如下图所示第二十四页,本课件共有64页LOGO应用举例应用举例1:从脚手架坠落死亡事故树:从脚手架坠落死亡事故树利用布尔代数法得到:利用布尔代数法得到:第二十五页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应用举例1v所以该事故树的最小割集为:所以该事故树的最小割集为:vX1X5X7X8,X1X6X7X8,X2X5X7X8,X2X6X7X8,X3X5X7X8,X3X6X7X8,X4
17、X5X7X8,X4X6X7X8 v通过最小割集判断结构重要度:通过最小割集判断结构重要度:第二十六页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应用举例1v通过以上分析,造成从脚手架坠落死亡事故原因的通过以上分析,造成从脚手架坠落死亡事故原因的大小依次为:无安全网防护;工人身体重心超出脚大小依次为:无安全网防护;工人身体重心超出脚手架;在脚手架上滑倒;身体失去平衡;忘记佩戴手架;在脚手架上滑倒;身体失去平衡;忘记佩戴安全带;移动时取下安全带;安全带折断;挂安全安全带;移动时取下安全带;安全带折断;挂安全带的支撑物破坏。带的支撑物破坏。第二十七页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应
18、用举例1v该事故树的对偶成功树最小割集求法为:该事故树的对偶成功树最小割集求法为:v则原事故树的最小径集为:则原事故树的最小径集为:X1X2X3X4,X5X6,X7,X8 第二十八页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应用举例1v在本例中,中间有安全网、身体重心不超出脚手架、在本例中,中间有安全网、身体重心不超出脚手架、佩戴安全带等都是防止事故发生的有效措施。实际工佩戴安全带等都是防止事故发生的有效措施。实际工程情况也证明,采取这些措施后,高空坠落的死亡事程情况也证明,采取这些措施后,高空坠落的死亡事故将会大大降低。故将会大大降低。第二十九页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事
19、故树应用举例2v内蒙古的乌兰浩特热电厂担负着向乌兰浩特市及其周边内蒙古的乌兰浩特热电厂担负着向乌兰浩特市及其周边地区的日常供电及在采暖期向乌兰浩特市区供暖的任务,地区的日常供电及在采暖期向乌兰浩特市区供暖的任务,是保证乌市地区人民正常生活条件的重要保障。输煤皮是保证乌市地区人民正常生活条件的重要保障。输煤皮带火灾能造成锅炉燃料供应中断,发生停炉事故。带火灾能造成锅炉燃料供应中断,发生停炉事故。(1)分析事故原因:)分析事故原因:v从生产条件分析,输煤皮带发生自燃的可能性极小,从生产条件分析,输煤皮带发生自燃的可能性极小,如发生火灾,必为其它火源引起。所以,输煤皮带如发生火灾,必为其它火源引起。
20、所以,输煤皮带发生火灾的原因,可归结为存在火源和皮带阻燃失发生火灾的原因,可归结为存在火源和皮带阻燃失效。效。第三十页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应用举例2v火源的形式很多,比较典型的有在皮带及其机械部分火源的形式很多,比较典型的有在皮带及其机械部分的煤尘堆积因时间过长缓慢氧化而起火、运送已自燃的煤尘堆积因时间过长缓慢氧化而起火、运送已自燃的煤和其它外来火源(如电焊焊渣,在保护措施失效的煤和其它外来火源(如电焊焊渣,在保护措施失效的情况下,可能会引起输煤皮带火灾)。的情况下,可能会引起输煤皮带火灾)。v煤自燃的条件可归结为存在放热反应和热量积累。褐煤煤自燃的条件可归结为存在放
21、热反应和热量积累。褐煤的组分中存在易发生氧化反应的物质,而且煤尘结构松的组分中存在易发生氧化反应的物质,而且煤尘结构松散,表面积大,或者煤堆松散造成煤堆内存在空隙,与散,表面积大,或者煤堆松散造成煤堆内存在空隙,与空气接触面积大,二者都容易使煤发生缓慢氧化。煤堆空气接触面积大,二者都容易使煤发生缓慢氧化。煤堆长时间稳定堆放使煤堆内的热量积累易发生煤的自燃。长时间稳定堆放使煤堆内的热量积累易发生煤的自燃。第三十一页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应用举例2(2)建立事故树图)建立事故树图输煤皮带火灾事故树图输煤皮带火灾事故树图第三十二页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树
22、应用举例2(3)定性定量分析:)定性定量分析:v首先构造结构函数:首先构造结构函数:第三十三页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应用举例2v则最小割集为:则最小割集为:X1 X2、X1 X4 X5 X6、X1 X4 X5 X7、X1 X3v其相应的对偶成功树的结构函数为:其相应的对偶成功树的结构函数为:第三十四页,本课件共有64页LOGO事故树应用举例事故树应用举例2v则原事故树的最小径集为则原事故树的最小径集为X1、X2 X3 X4、X2 X3 X5、X2 X3 X6 X7v结构重要度排序为:结构重要度排序为:v假设各基本事件的发生机率为假设各基本事件的发生机率为0.5,则顶事件
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