安全系統(tǒng)工程董元鋒

1、精選ppt事故樹分析法在隧道施工中的應(yīng)用及系統(tǒng)安全綜合評估匯報(bào)人：董元鋒精選ppt 匯報(bào)提綱匯報(bào)提綱研究方法2案例分析3系統(tǒng)安全評估4研究背景1精選ppt1 研究背景 在國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展和市場需求的拉動(dòng)下, 建筑業(yè)持續(xù)高速發(fā)展, 隨之建筑事故也在增加。因此, 提出有針對性的對策措施和建議, 消除事故隱患、防范事故發(fā)生, 保障安全生產(chǎn)已是當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)然解決這些問題僅靠安全帽、防護(hù)網(wǎng)等硬件防護(hù)措施是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的, 還需從更深層次去思考解決問題的法。對于隧道施工，尤其要深入研究其事故發(fā)生的特性規(guī)律，并對事故發(fā)生的機(jī)理進(jìn)行分析。 在隧道（水工隧洞）施工中，為了更科學(xué)、更有效地預(yù)防和控制事故，必須采取

2、安全系統(tǒng)工程來解決實(shí)際中存在的問題。精選ppt1 研究背景 在具體實(shí)施中，我們把這種問題分為四步走： 第一步，建立系統(tǒng)或做危險(xiǎn)因素分析； 第二步，結(jié)合日常的工作經(jīng)驗(yàn)和專家的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)給定的權(quán)重值，估算危險(xiǎn)性因素，這里我們應(yīng)用的是魚刺圖法、事故樹分析法； 第三步，針對系統(tǒng)安全工程做綜合性評價(jià)，這里我們應(yīng)用的是模糊綜合評估法； 第四步，根據(jù)估算的結(jié)果，采用層次分析法優(yōu)選方案，制定預(yù)防措施。精選ppt2 研究方法2.1安全系統(tǒng)工程概述安全系統(tǒng)工程是運(yùn)用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法, 結(jié)合工程學(xué)原理及有關(guān)專業(yè)知識研究生產(chǎn)安全管理和工程的新學(xué)科, 是系統(tǒng)工程學(xué)的一個(gè)分支。其研究內(nèi)容主要有危險(xiǎn)源的識別、分析與事故預(yù)

3、測; 消除、控制導(dǎo)致事故的危險(xiǎn); 分析構(gòu)成安全系統(tǒng)各單元間的關(guān)系和相互影響, 協(xié)調(diào)各單元之間的關(guān)系,取得系統(tǒng)安全的最佳設(shè)計(jì)等。安全系統(tǒng)工程中的兩個(gè)重要內(nèi)容是安全系統(tǒng)分析和評價(jià), 為了充分認(rèn)識系統(tǒng)中存在的危險(xiǎn)性, 要對系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的分析。目前系統(tǒng)安全分析法有20 余種, 其中常用的分析法有安全檢查( safety check list ) 、系統(tǒng)危險(xiǎn)性預(yù)先分( PHA) 、故障類型、影響及致命度分析( FMECA) 、事件樹分析( ETA ) 及事故樹分析( FT A)等。本文運(yùn)用FTA 法對其隧道施工過程中可能出現(xiàn)的塌方進(jìn)行安全系統(tǒng)分析。精選ppt2 研究方法2.2 事故樹分析法 事故樹分析又

4、稱為故障樹分析, 是一種演繹的系統(tǒng)安全分析方法, 是從要分析的特定事故或故障( 頂上事件) 開始, 層層分析其發(fā)生原因, 直到找出事故的基本原因, 即故障樹的底事件為止。它是系統(tǒng)安全工程中重要的分析方法之一, 其不僅可分析出事故的直接原因, 而且能深入提示事故的潛在原因, 既適用于定性分析, 又能進(jìn)行定量分析, 具有簡明、形象化的特點(diǎn), 體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程研究質(zhì)量事故的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測性。 FTA 一般可分為: 1) 選擇合理的頂上事件:系統(tǒng)分析邊界和定義范圍, 并且確定成功與失敗的 準(zhǔn)則; 2) 資料收集準(zhǔn)備: 圍繞所需要分析的事件進(jìn)行工藝、系統(tǒng)、相關(guān)數(shù)據(jù)等資料的收集;頂上事件確定之后，為

5、了編制好事故樹，必須將造成頂上事件的所有直接原因事件找出來，盡可能不要漏掉。（直接原因事件可以是機(jī)械故障、人的因素或環(huán)境原因等。） 3) 建造故障樹: 這是FT A 的核心部分, 通過對已收集的技術(shù)資料, 在設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理人員的幫助下, 建造故障樹;精選ppt2 研究方法4、定性、定量分析：根據(jù)事故樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行化簡，求出事故樹的最小割集和最小徑集，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度、概率重要度以及臨界重要度，并求出頂上事件發(fā)生的概率。5、進(jìn)行分析比較：要根據(jù)可維修系統(tǒng)和不可維修系統(tǒng)分別考慮。對可維修系統(tǒng)，把求出的概率與通過統(tǒng)計(jì)分析得出的概率進(jìn)行比較，如果二者不符，則必須重新研究，看原因事件是否齊全，事故

6、樹邏輯關(guān)系是否清楚，基本原因事件的數(shù)值是否設(shè)定得過高或過低等等。對不可維修系統(tǒng)，求出頂上事件發(fā)生概率即可。 精選ppt2 研究方法 用事故樹分析法對腳手架墜落事故分析精選ppt3 案例分析 案例一：案例一： 湖北恩施宜萬鐵路高陽寨隧道進(jìn)口端線路走向與318 國道近垂直相交, 公路外側(cè)為木龍河河谷,隧道與木龍河大橋相連。隧道全長4404.76m。3.1利用利用魚刺圖魚刺圖 對塌方事故的因果關(guān)系進(jìn)行分對塌方事故的因果關(guān)系進(jìn)行分析析 魚刺圖 是一種發(fā)現(xiàn)根本原因的方法,可稱為因果圖或特性要因圖，是為了尋找產(chǎn)生某種質(zhì)量問題的原因, 集思廣義將群眾的意見反映在一張圖上, 即魚刺圖。用其分析法分析工程施工安

7、全問題, 可使復(fù)雜的原因系統(tǒng)化、條塊化,且直觀、邏輯性強(qiáng), 它通過帶箭頭的線使因果關(guān)系明確, 便于將主要原因弄清楚, 見下圖：精選ppt3 案例分析圖1：某隧道施工過程中可能出現(xiàn)塌方事故的因果分析魚刺圖精選ppt3 案例分析3.2 事故樹分析事故樹分析T塌方事故; A1地質(zhì)因素; A2人為因素; A3巖層地質(zhì); A4水文地質(zhì); A5 施工組織設(shè)計(jì); A6施工現(xiàn)場管理;A7工程設(shè)計(jì); X1穿越不穩(wěn)定地層; X2有不利軟弱結(jié)構(gòu);X3地下水發(fā)育; X4地表水滲漏明顯; X5襯砌落后; X6 未改變施工參數(shù); X7支撐度不夠; X8積水排除不及時(shí); X9物資準(zhǔn)備不充分; X10勘察不詳; X11地質(zhì)條

8、件把握不準(zhǔn)確。圖圖3 事故樹的描述事故樹的描述精選ppt3 案例分析運(yùn)用布爾運(yùn)算對最小割集的求解運(yùn)用布爾運(yùn)算對最小割集的求解:T = A1A 2= ( A3+ A 4) ( A5A6 A 7)= A3A 5A6 A7+ A4 A5 A6 A7= (X1+ X2+ X3X4) (X5+ X6+ X7) (X8+ X9) (X10+ X11)= X1 X5 X8 X10+ X1X6X8X10+ X1X7X8X10+ X1X5X9X10+ X1 X6 X9 X10+ X1 X7 X9 X10+X3X4X7X9X11最后化簡得到的最小割集：最后化簡得到的最小割集： X1, X5, X8, X10 ,

9、X1, X6, X8, X10 , X1, X7, X8, X10 , X1, X5, X9, X10 , X1, X6, X9, X10 , X1, X7, X9, X10 , X1, X5, X8, X11 , X1, X6, X8, X11 , X1, X7, X8, X11 , X1, X5, X9, X11 , X1, X6, X9, X11 , X1, X7, X9, X11 , X2, X5, X8, X10 , X2, X6, X8, X10 , X2, X7, X8, X10 , X2, X5, X9, X10 , X2, X6, X9, X10 , X2, X7, X9,

10、X10 , X2, X5, X8, X11 , X2, X6, X8, X11 , X2, X7, X8, X11 , X2, X5, X9, X11 , X2, X6, X9, X11 , X2, X7, X9, X11 , X3, X4, X5, X8, X10 , X3, X4, X6, X8, X10 , X3, X4, X7, X8, X10 , X3, X4, X5, X9, X10 , X3, X4, X6, X9, X10 , X3, X4, X7, X9, X10 , X3, X4, X5, X8, X11 , X3, X4, X6, X8, X11 , X3, X4, X7

11、, X8, X11 , X3, X4, X5, X9, X11 , X3, X4, X6, X9, X11 , X3, X4, X7, X9, X11。精選ppt3 案例分析 定性、定量分析：包括頂上事件發(fā)生概率P（T），每個(gè)基本事件的結(jié)構(gòu)重要度、概率重要度以及臨界重要度。其計(jì)算公式為：結(jié)構(gòu)重要度：概率重要度：臨界重要度：( )111kk iirIkm( )( )(1,2,3., )g iip tIinq( )( )( )cig ig iqIIp T 利用最小割集分析各個(gè)基本事件的結(jié)構(gòu)重要度, 得出基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序?yàn)?X8 = X9= X10= X11 X1= X2 X5= X6 =X

12、7 X3= X4 從排序中可看出塌方事故的各個(gè)因素中積水排除不及時(shí)、物資準(zhǔn)備不充分、勘察不詳、地質(zhì)條件把握不準(zhǔn)確為最重要因素; 而地質(zhì)、人為因素次之; 襯砌落后、未改變施工參數(shù)、支撐度不夠次之; 影響因素最小的為巖層及水文地質(zhì)因素。精選ppt3 案例分析案列二案列二水工隧洞是指在山體中或地下開鑿的過水洞。 基本事件分析基本事件分析 在水工隧洞施工過程中，根據(jù)過去工程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，總結(jié)出在隧洞施工中一般容易發(fā)生的事故，主要有：（1）塌方；（2）物體打擊，指洞頂、側(cè)墻石塊墜落傷人；（3）電氣事故；（4）爆破事故；（5）車輛運(yùn)輸事故。事故樹分析事故樹分析精選ppt3 案例分析分別對各項(xiàng)事故編制事故

13、樹并進(jìn)行定性、定量分析；分別對各項(xiàng)事故編制事故樹并進(jìn)行定性、定量分析； 塌方事故 T1=塌方事故，A1=地質(zhì)因素，A2=人為因素，A3=巖層地質(zhì)，A4=水文地質(zhì)，A5=施工組織設(shè)計(jì)，A6=施工現(xiàn)場管理，X1=穿越不穩(wěn)定地層X2=有不利軟弱結(jié)構(gòu)，X3=地下水發(fā)育,X4=地表水滲漏明顯，X5=襯砌落后，X6=未改變施工參數(shù)，X7=支撐度不夠，X8=積水排除不及時(shí)，X9=物資準(zhǔn)備不充分。對事故樹進(jìn)行分析（ 事故樹略）。求最小割集T1=A1A2=(A3+A4)A5A6=(A1+A2+A3+A4)(A5+A6+A7)(A8+A9)由最小割集分析，得到各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度為 A1=A2A5=A6A7=A

14、8=A9 通過綜合分析可知，各事故的重要程度主要取決于組成各事故的最小割集的組成情況。各事故的重 要程度為：物體打擊爆破事故車輛運(yùn)輸事故電氣事故塌方。 精選ppt4 系統(tǒng)安全評估 對系統(tǒng)進(jìn)行綜合性評價(jià)，采用模糊綜合評估法。按經(jīng)濟(jì)損失的大小，可分為特大損失事故、重大損失事故、較大損失事故、一般損失事故。 對影響隧洞事故的5個(gè)因素進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，按事故發(fā)生的百分比確定出各種事故發(fā)生的發(fā)生率，具體統(tǒng)計(jì)分析數(shù)值如表1 所列。 根據(jù)事故樹分析的結(jié)果，我們從系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，根據(jù)危險(xiǎn)性程度給定各個(gè)事故相對權(quán)重。分別給定塌方事故的權(quán)重0.2，物體打擊的權(quán)重0.9，電氣事故的權(quán)重為0.5，爆破事故的權(quán)重為

15、0.8，車輛運(yùn)輸事故的權(quán)重為0.6，得出模糊集 A=(0.2,0.9,0.5,0.8,0.6) (1)精選ppt4 系統(tǒng)安全評估 對一個(gè)系統(tǒng)的安全評價(jià)應(yīng)該根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果模糊矩陣 R和模糊集A兩方面來綜合考慮，這便是建立一個(gè)模糊綜合評估集B。 根據(jù)模糊數(shù)學(xué)原理，反映上述模糊關(guān)系的模糊綜合評估集B（ 特大、重大、較大、一般）應(yīng)等于 B=AR （2）由式2可列出模糊關(guān)系矩陣運(yùn)算式精選ppt4 系統(tǒng)安全評估 進(jìn)行模糊運(yùn)算：上述結(jié)果表明，該系統(tǒng)出現(xiàn)特大事故的危險(xiǎn)性是 5%,出現(xiàn)重大事故的危精選ppt4 系統(tǒng)安全評估險(xiǎn)性是 9%，出現(xiàn)較大事故的危險(xiǎn)性是18%，出現(xiàn)一般事故的可能性為78%。安全決策安全決策 首先，建立案例層次模型。我們?yōu)榱朔乐故鹿拾l(fā)生一般