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文檔簡介
1、6.1 概率風險評價方法6.2 事故樹分析6.3 事件樹分析6.4 馬爾科夫過程分析6.5 管理失誤與風險樹分析第6章 概率風險評價法安全教育網(wǎng)絡課程第6章 概率風險評價法本章學習目標1. 理解概率風險評價方法的概念,掌握其方法步驟,能熟練應用概率風險評價方法進行定量安全評價工作。2. 熟悉事故樹分析的特點、基本概念和分析步驟,掌握事故樹定性分析和定量分析方法,并能在安全評價工作中熟練應用。3. 熟悉事件樹分析的特點、基本概念、步驟和計算方法,掌握其適用條件、定性分析和定量分析方法。4. 了解馬爾科夫過程分析法概念、特點及步驟,掌握其應用。5. 了解管理失誤與風險樹分析的概念、特點及步驟,掌握
2、其應用。6.1 概率風險評價方法6.1.1 概率風險評價的概念與思路6.1.2 概率風險評價的程序步驟6.1.3 危險化學品定量風險評價概述6.1.4 概率風險評價方法的特點及問題分析目 錄6.1.1 概率風險評價的概念與思路概率風險評價(Probabilistic Risk Assessment,PRA)是對系統(tǒng)進行定量分析,計算和預測事故發(fā)生概率,做出定量評價結果的方法,即概率風險評價是以事故發(fā)生概率為基礎進行的系統(tǒng)危險性評價方法。該方法主要采用事故樹分析、事件樹分析等方法計算出事故的發(fā)生概率,進而計算出風險率,并和社會允許的風險率數(shù)值(即安全指標)進行比較,從而評價系統(tǒng)的實際危險性,明確
3、其是否可以被接受。概率風險評價的概念6.1.1 概率風險評價的概念與思路提供某種技術的危險分析情況,用于制定政策、答復公眾咨詢、評價環(huán)境影響等提供危險定量分析值及減小危險的措施,幫助建立有關法律的操作程序在工廠設計、運行質(zhì)量管理、改造及維修時提出安全改進措施概率風險評價的應用6.1.2 概率風險評價的程序步驟系統(tǒng)描述危險源辨識估算事故概率系統(tǒng)運行推測事故后果可接受?計算風險率改進系統(tǒng)是否關于概率危險性安全評價的評價程序如圖所示。整個評價過程包括了系統(tǒng)內(nèi)危險源的辨識、估算事故發(fā)生的概率、推算事故后果、計算風險率、與事先所設定的安全指標相比較等一系列的工作。概率風險評價的程序步驟6.1.2 概率風
4、險評價的程序步驟危險辨識與事故發(fā)生概率的計算首先辨識系統(tǒng)危險,然后應用合理、有效方法準確計算出系統(tǒng)中的事故發(fā)生概率P,計算方法可采用事故樹分析、事件樹分析等定量安全評價方法。概率風險評價的程序步驟6.1.2 概率風險評價的程序步驟推算事故后果C,計算風險率R應用后果分析方法等推測重大危險導致事故后果的嚴重程度C,然后根據(jù)風險率計算公式R=P C,計算系統(tǒng)的實際風險率R。概率風險評價的程序步驟6.1.2 概率風險評價的程序步驟安全指標的比較與確認將計算得出的實際風險率和安全指標(即社會允許的風險率數(shù)值)進行比較,判斷系統(tǒng)的實際危險性程度,確認風險是否可以被接受。概率風險評價的程序步驟6.1.2
5、概率風險評價的程序步驟風險的管理與控制通過比較,如果實際風險率低于安全指標,就認為系統(tǒng)是安全的,該風險是否可以被接受,評價工作也就可以結束;否則,如果風險率高于安全指標,則認為系統(tǒng)不安全,必須采取有效措施,降低系統(tǒng)的風險率,然后再進行評價。這樣反復進行,直到風險率低于安全指標為止。 概率風險評價的程序步驟6.1.2 概率風險評價的程序步驟實際應用中,可分別以3種風險率單位進行安全評價,即以單位時間死亡率進行評價、以單位時間損失工作日進行評價和以單位時間損失價值進行評價,下面通過實例予以介紹。概率風險評價的程序步驟以單位時間死亡率進行評價例如,美國汽車交通事故的風險率為2.510-4死亡/(人年
6、),這個數(shù)值意味著,一個10萬人的集體每年有25人因車禍而死亡的風險,或4000人的集體每年有1人死亡,或每人每年有0.00025因車禍而死亡的可能性。但是,為了享受小汽車帶來的物質(zhì)文明,就必須承擔這樣的風險率。6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例以單位時間損失工作日進行評價壓力機系統(tǒng)概率風險評價。設有一如圖所示的壓力機系統(tǒng)。壓力機上有一個手動開關K1,操作者通過開關K1操縱控制閥KV使壓桿上下運動。當壓桿提上時,用手向壓模之間送料。如果壓力機發(fā)生故障或操作失誤,就會發(fā)生軋手事故。假設該系統(tǒng)的負傷安全指標為810-4損失工日接觸小時,下面對其進行安全評價。壓力機系統(tǒng)示意圖6.
7、1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例計算壓力機軋手事故的發(fā)生概率此例用事故樹分析法計算事故的發(fā)生概率。作出軋手事故的事故樹如圖所示。這里,我們認為壓桿下降完全是由于控制閥KV處于下降位置造成的(不考慮其它故障因素),所以二者是等同的,其間不需經(jīng)過邏輯門聯(lián)接。軋手事故的事故樹6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例列出事故樹的結構式為:6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例根據(jù)系統(tǒng)的運行況并參照各元件的故障率數(shù)值,設定各基本事件的發(fā)生概率為:q10.5(送料時間占手工作時間的一半)q210-7(參照元件的故障率,下同)q310-7q410-36.1.2
8、 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例根據(jù)各基本事件的概率,按照事故樹的結構式,用近似算法求出頂上事件的發(fā)生概率為:6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例計算系統(tǒng)的風險率按照國家標準GB644186規(guī)定,壓斷掌骨、使手完全失去機能(腕部截肢)的損失工作日為1300日。根據(jù)頂上事件的發(fā)生概率及損失工作日數(shù),可以算出系統(tǒng)的風險率R為:6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例比較與評價根據(jù)以上計算,每接觸壓力機1小時,就要承擔損失工作日0.65日的風險。與安全指標810-4損失工日接觸小時相比,風險率遠遠大于安全指標。所以,這個系統(tǒng)是不安全的,這樣大的風險率是不可
9、接受的。6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例采取措施降低事故風險率由于系統(tǒng)處于危險狀態(tài),所以應該采取措施提高系統(tǒng)的可靠性,降低事故風險率。例如,可以在基本元件上串聯(lián)一個元件,即增加一個冗余件來提高操作的可靠性。本例中,在原來的開關K1上串接另一個開關K2,如圖所示。改進的壓力機系統(tǒng)6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例根據(jù)上圖,作出改進后的系統(tǒng)中“壓力機軋手事故”的事故樹,如圖所示。改進后的事故樹的結構式為:改進的壓力機系統(tǒng)6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例基本事件x1、x2、x3、x4的概率與上相同,x5、x6的概率設為:q510-7,q
10、610-3求出頂上事件的發(fā)生概率為:6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例則風險率為: 這一風險率數(shù)值小于安全指標。所以,經(jīng)過改進后的系統(tǒng)是安全的。安全評價工作到此結束。6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例以單位時間損失價值進行評價既考慮事故發(fā)生可能造成的經(jīng)濟損失,同時又把人員傷亡損失折合成經(jīng)濟損失,統(tǒng)一計算事故造成的總損失。在計算出系統(tǒng)發(fā)生事故概率(或頻率)的情況下,就可計算出以單位時間內(nèi)的經(jīng)濟損失金額作為單位的風險率,以此來評價系統(tǒng)的安全性和考察安全投資的合理性。6.1.2 概率風險評價的程序步驟概率風險評價應用實例一般地說,事故的經(jīng)濟損失越大,其允許發(fā)生
11、的概率越??;事故的經(jīng)濟損失越小,允許發(fā)生的概率越大,這個允許范圍就是安全范圍。兩者的關系之所以并非直線關系,主要是人們對損失嚴重的事故的恐懼心理所致,如對核事故就是如此。6.1.2 概率風險評價的程序步驟6.1.3 危險化學品定量風險評價概述國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2013年發(fā)布了化工企業(yè)定量風險評價導則(AQ/T 3046-2013),適用于化工企業(yè)的定量風險評價;其安全指標,則為危險化學品生產(chǎn)、儲存裝置個人可接受風險標準和社會可接受風險標準(試行)(見第2章)。通過安全評價,確定陸上危險化學品企業(yè)新建、改建、擴建和在役生產(chǎn)、儲存裝置的外部安全防護距離,確保防護目標承受的風險在可接受范圍內(nèi)。
12、其方法步驟簡述如下。6.1.3 危險化學品定量風險評價概述定量風險評價定量風險評價包括以下步驟準備資料數(shù)據(jù)收集危險辨識失效頻率分析失效后果分析風險計算風險評價確定評價結論,編制風險評價報告6.1.3 危險化學品定量風險評價概述化工企業(yè)定量風險評價導則中規(guī)定了不同情況下的風險評價方法,通過計算火災爆炸、中毒事故的死亡概率,進而計算個體風險和社會風險進行定量風險評價。6.1.3 危險化學品定量風險評價概述確定外部安全防護距離根據(jù)可接受風險標準,通過定量風險評價法得到生產(chǎn)、儲存裝置的個人可接受風險等值線及社會可接受風險圖,以確定被評價裝置與防護目標的外部安全防護距離。6.1.4 概率風險評價方法的特
13、點及問題分析概率風險評價是一種通過大量事故資料統(tǒng)計分析和科學計算,得到準確結果的評價方法,是安全評價技術發(fā)展的重要領域和明確方向。但是,該方法存在的一些問題影響了它的應用。6.1.4 概率風險評價方法的特點及問題分析要求對系統(tǒng)進行完整分析要求有充足的失效數(shù)據(jù)要求系統(tǒng)分析的完整性要求建模的準確性要求參數(shù)估計的充分性不同評價方法之間的差異性6.1.4 概率風險評價方法的特點及問題分析同時,概率風險評價方法的應用,需要建立相應的系統(tǒng)零部件和子系統(tǒng)事故發(fā)生頻率(或故障率)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),而目前我國故障率數(shù)據(jù)積累還不充分,其應用范圍也受到很大限制。這些問題都是概率風險評價方法應用中需要解決的難點問題。6.
14、2.1 事故樹分析的概念與步驟6.2.2 事故樹的編制方法6.2.3 事故樹定性分析6.2.4 事故樹定量分析6.2.5 事故樹分析應用實例6.2.6 事故樹分析的特點及適用條件6.2 事故樹分析6.2.1 事故樹分析的概念與步驟6.2.1.1事故樹分析的概念 事故樹,是從結果到原因描繪事故發(fā)生的有向邏輯樹。邏輯樹是用邏輯門連接的樹圖。 事故樹分析,是一種邏輯分析工具,遵照邏輯學的演繹分析原則,即從結果分析原因的原則。事故樹分析用于分析所有事故的現(xiàn)象、原因、結果事件及它們的組合,從而找到避免事故的措施。6.2.1.2事故樹分析的步驟 完整的事故樹分析可以分為以下4個步驟。實際進行事故樹分析時,
15、分析人員可根據(jù)需要和可能,選擇其中的幾個步驟。1)編制事故樹 為編制事故樹,要全面了解所分析的對象系統(tǒng)的運行機制和事故情況,選定事故樹分析的對象頂上事件。然后,畫出事故樹圖。6.2.1.2事故樹分析的步驟2)事故樹定性分析事故樹定性分析包括:(1)化簡事故樹;(2)求事故樹的最小割集和最小徑集,亦可只求出兩者之一;(3)進行結構重要度分析;(4)定性分析的結論。定性分析是事故樹分析的核心內(nèi)容。通過定性分析,可以明確該類事故的發(fā)生規(guī)律和特點,找出預防事故的各種可行方案,并了解各個基本事件的重要性程度,以便準確地選擇并實施事故預防措施。6.2.1.2事故樹分析的步驟3)事故樹定量分析 事故樹定量分
16、析包括: (1)確定各基本事件的發(fā)生概率; (2)計算頂上事件的發(fā)生概率。計算出頂上事件的發(fā)生概率后,應將計算結果與通過統(tǒng)計分析得出的事故發(fā)生概率進行比較。如果兩者相差懸殊,則必須重新考慮事故樹圖是否正確,以及各基本事件的發(fā)生概率確定得是否合理等問題; (3)進行概率重要度分析和臨界重要度分析。6.2.1.2事故樹分析的步驟4)安全評價 根據(jù)事故發(fā)生的概率和事故嚴重度,計算風險率數(shù)值,并與安全指標(即社會允許的風險率)進行比較,確定系統(tǒng)的風險率是否可被接受,即確定系統(tǒng)的安全狀況是否達到要求。 事故樹分析的4個步驟中,第 l步編制事故樹是分析正確與否的關鍵;第2步定性分析是事故樹分析的核心;第3
17、步定量分析是事故樹分析的方向,即用數(shù)據(jù)準確地表示事故的危險程度;第4步安全評價是事故樹分析的目的,可以對所分析事故的危險程度予以準確定量。 具體分析時,可以根據(jù)分析的目的、投入人力物力的多少、人的分析能力的高低、以及對基礎數(shù)據(jù)的掌握程度等,分別進行到不同步驟。如果事故樹規(guī)模很大,最好借助電子計算機進行分析。6.2.2 事故樹的編制方法6.2.2.1事故樹的編制過程1)確定所分析的系統(tǒng) 確定所分析的系統(tǒng),即確定系統(tǒng)中所包含的內(nèi)容及其邊界范圍,并要熟悉系統(tǒng)的整個情況,了解系統(tǒng)狀態(tài)、工藝過程及各種參數(shù),以及作業(yè)情況、環(huán)境狀況等;要調(diào)查系統(tǒng)中發(fā)生的各類事故情況,廣泛收集同類系統(tǒng)的事故資料,進行事故統(tǒng)計
18、,設想給定系統(tǒng)可能要發(fā)生的事故。例如,如果分析建筑防火系統(tǒng),需要確定是哪種類型的建筑(如普通民用建筑、高層民用建筑等),明確所分析建筑物的具體范圍,熟悉它們的具體狀況及其防火設備、設施的性能和參數(shù),調(diào)查相應建筑物中的各類火災事故,分析事故發(fā)生的規(guī)律。6.2.2.1事故樹的編制過程2)確定事故樹的頂上事件 頂上事件,即事故樹分析的對象事件,也就是所要分析的事故。 對于某一確定的系統(tǒng)而言,可能會發(fā)生多種事故,一般首先選擇那些易于發(fā)生且后果嚴重的事故作為事故樹分析的對象頂上事件;根據(jù)事故預防工作的實際需要,也可選擇其它事故進行事故樹分析。6.2.2.1事故樹的編制過程3)調(diào)查與頂上事件有關的所有原因
19、事件 原因事件包括與頂上事件有關的所有因素,可從4M因素著手進行調(diào)查。例如,若頂上事件是建筑火災事故,則建筑材料和建筑中的可燃物情況、防火設施和滅火器材情況、防滅火工作程序、現(xiàn)場人員和消防人員狀況等都是與頂上事件有關的原因事件,都需要調(diào)查清楚。6.2.2.1事故樹的編制過程4)畫出事故樹 首先畫出頂上事件,在它下面的一層并列寫出其直接原因事件,并用邏輯門連接上、下兩層事件;然后,再把構成第二層各事件的直接原因?qū)懺诘谌龑由?,并用適當?shù)倪壿嬮T連接起來,這樣,層層向下,直到最基本的原因事件,就畫出一個完整的事故樹。 最基本的原因事件稱為基本事件,基本事件與頂上事件之間的各個事件稱為中間事件。 事故樹
20、的最下一層事件,也可能是省略事件或正常事件,它們也屬于基本事件。6.2.2.2事故樹的符號1)事件符號 (1)矩形符號。矩形符號表示頂上事件或中間事件(圖6.7),即需要繼續(xù)往下分析的原因事件。作事故樹圖時,將事件的具體內(nèi)容簡明扼要地寫在矩形方框中。 (2)圓形符號。圓形符號表示基本原因事件(圖6.8),即最基本的、不能再向下分析的原因事件,基本事件可以是設備故障、人的失誤或與事故有關的環(huán)境不良等。頂上事件中間事件圖6.7 矩形符號基本原因事件圖6.8 圓形符號圖6.9 屋形符號省略事件或二次事件圖6.10 菱形符號6.2.2.2事故樹的符號1)事件符號 (3)屋形符號。屋形符號表示正常事件(
21、圖6.9),即系統(tǒng)在正常狀態(tài)下發(fā)揮正常功能的事件。這是由于事故樹分析是一種嚴密的邏輯分析,為了保持其邏輯的嚴密性,正常事件的參與往往是必須的。 (4) 菱形符號。菱形符號可表示兩種事件(圖6.10),其一是表示省略事件,即沒有必要詳細分析或其原因尚不明確的事件;其二是表示二次事件,即不是本系統(tǒng)的事故原因事件,而是來自系統(tǒng)以外的原因事件。例如,在分析礦山井下火災時,地面的火源(能引起井下火災)就是二次事件。6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 邏輯門連接著上下兩層事件,表明相連接的各事件間的邏輯關系。邏輯門的應用是事故樹作圖的關鍵,只有正確地選擇和使用邏輯門,才能保證事故樹分析的正確性。 邏
22、輯門的種類很多,其中最為基本、應用最多的有與門、或門、條件與門、條件或門和限制門。下面舉例說明幾種常用邏輯門的用法與作用。6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (1)與門。與門如圖6.11所示。與門連接表示,只有當其下面的輸入事件 B1,B2同時發(fā)生時,上面的輸出事件A才發(fā)生,兩者缺一不可。它們的關系是邏輯積關系,即 AB1B2,或記為AB1B2;若有多個輸入事件時也是如此,如 AB1B2Bn。B2B1A圖6.11 與門符號6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 例如,對于圖6.12所示電路,若以“K1斷開”和“K2斷開”分別表示開關1和開關2為斷開狀態(tài),則它們?yōu)榛驹蚴录脠A形行號
23、表示;電燈熄滅為事故樹分析的結果事件,用矩形符號表示。那么,基本原因事件與其造成的結果事件的關系是邏輯“與”的關系,將其畫成事故樹,如圖6.13所示。 6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號圖6.12 并聯(lián)開關電路 圖6.13 與門連接圖示例6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (2)或門?;蜷T(圖6.14)連接表示,輸入事件B1,B2至少有一個發(fā)生,輸出事件 A就發(fā)生。它們的關系是邏輯和關系,即AB1B2或AB1+B2。若有多個輸入事件時也是如此。圖6.14 或門符號6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (2)或門。 例如,圖6.15所示的串聯(lián)開關電燈回路,只要開關K1,K2中任一
24、個斷開,電燈就會熄滅。所以,“電燈熄滅”和“K1斷開”、“K2斷開”的關系是邏輯和的關系,可用圖6.16表示。圖6.15 串聯(lián)開關電路圖6.16或門連接示例16.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (2)或門。 或門連接還有羅列輸出事件形式的作用,這在做事故樹時也是經(jīng)常用到的。例如,鍋爐爆炸事故有常壓爆炸、超壓爆炸和燒干鍋突然加水爆炸,可用或門將它們連接起來,如圖6.17所示,以便于分別進行分析。圖6.17或門連接示例26.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (3) 條件與門。條件與門(圖6.18)表示,必須在滿足條件的情況下,輸入事件B1,B2同時發(fā)生,輸出事件 A才發(fā)生,否則就不發(fā)生。
25、這里,指輸出事件A發(fā)生的條件,而不是事件。它們的關系是邏輯積關系,即A(B1B2) ,或AB1B2。圖6.18 條件與門符號6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (3) 條件與門。 例如,某系統(tǒng)發(fā)生低壓觸電死亡事故的直接原因是:“人體接觸帶電體”、“保護失效”和“搶救不力”。但這些直接原因事件同時發(fā)生也并不一定死亡,而最終取決于通過心臟的電流I與通電時間t的乘積It50mAs(毫安秒),這一條件必須在條件與門的六邊形符號內(nèi)注明,如圖6.19所示。It50mAs低壓觸電死亡保護失效搶救不力人體接觸帶電體 圖6.19 條件與門連接示例6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (4)條件或門。條
26、件或門(圖6.20)表示,在滿足條件的情況下,輸入事件B1,B2至少一個發(fā)生,輸出事件 A就發(fā)生。輸入事件B1,B2與輸出事件之間是邏輯和的關系,輸入事件與條件則是邏輯積的關系。由此,它們的邏輯關系為A(B1B2) 或A(B1+B2)。B2B1A圖6.20 條件或門符號6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (4)條件或門。 例如,氧氣瓶超壓爆炸事故的原因事件是“在陽光下暴曬”、“接近熱源”或“與火源接觸”,三個原因事件至少發(fā)生一個,又滿足“瓶內(nèi)壓力超過鋼瓶承受力”條件時,都能導致氧氣瓶爆炸事故的發(fā)生。因此,它們之間應該采用條件或門連接,如圖6.21所示。氧氣瓶超壓爆炸接近熱源接觸火源在陽光
27、下暴曬瓶內(nèi)壓力超過鋼瓶承受力圖6.21 條件或門連接示例6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (5)限制門。限制門(圖6.22)也稱為禁門,它表示:當輸入事件 B發(fā)生時,如果滿足條件,輸出事件A就發(fā)生;否則,輸出事件A就不發(fā)生。它們是邏輯積的關系,即AB或AB。需要注意的是,限制門的輸入事件只有一個,這與其它邏輯門是不同的。例如,“滑落煤倉死亡”事故,其直接原因是“誤墜煤倉”,但能否造成死亡后果,則取決于“煤倉高度及倉內(nèi)狀況”條件,故用限制門連接,如圖6.23所示。6.2.2.2事故樹的符號2)邏輯門符號 (5)限制門。圖6.22 限制門符號 圖6.23 限制門連接圖6.2.2.2事故樹的
28、符號3)轉(zhuǎn)移符號 轉(zhuǎn)移符號包括轉(zhuǎn)入符號和轉(zhuǎn)出符號,分別表示部分樹的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出。其作用有二:其一,當事故樹規(guī)模很大,一張圖紙不能繪出全部內(nèi)容時,可應用轉(zhuǎn)移符號,在另一張圖紙上繼續(xù)完成;其二,當事故樹中多處包含同樣的部分樹時,為簡化起見,可以用轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出符號標明。 (1)轉(zhuǎn)入符號。轉(zhuǎn)入符號(圖6.25)表示,需要繼續(xù)完成的部分樹由此轉(zhuǎn)入。 (2)轉(zhuǎn)出符號。轉(zhuǎn)出符號(圖6.26)表示,尚未全部完成的事故樹由此轉(zhuǎn)出。 一般地,轉(zhuǎn)出、轉(zhuǎn)入符號的三角形內(nèi)要對應標明數(shù)碼或字符,以示呼應。6.2.2.2事故樹的符號3)轉(zhuǎn)移符號圖6.25 轉(zhuǎn)入符號 圖6.26 轉(zhuǎn)出符號6.2.2.3事故樹編制實例1)編制事故樹
29、的規(guī)則事故樹的編制過程是一個嚴密的邏輯推理過程,應遵循以下規(guī)則:(1)頂上事件的確定應優(yōu)先考慮風險大的事故事件。(2)合理確定邊界條件。明確規(guī)定所分析系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的界面;需要時可做一些合理的假設。(3)保持邏輯門的完整性,不允許門與門直接相連。事故樹編制時應逐級進行,不允許跳躍;任何一個邏輯門的輸出都必須有一個結果事件,不允許不經(jīng)過結果事件而將門與門直接相連,否則,將很難保證邏輯關系的準確性。(4)確切描述頂上事件。明確地給出頂上事件的定義,即確切地描述出事故的狀態(tài),及其什么時候在何種條件下發(fā)生。(5)編制過程中及編成后,需及時進行合理的簡化。6.2.2.3事故樹編制實例2)人工編制事故樹的
30、方法 人工編制事故樹的常用方法為演繹法,它是通過人的思考去分析頂上事件是怎樣發(fā)生的,并根據(jù)其邏輯關系畫出事故樹。演繹法編制時首先確定系統(tǒng)的頂上事件,找出直接導致頂上事件發(fā)生的直接原因事件各種可能原因或其組合,即中間事件(也可能是基本事件)。在頂上事件與其緊連的直接原因事件之間,根據(jù)其邏輯關系畫上合適的邏輯門。然后再對每個中間事件進行類似的分析,找出其直接原因事件,逐級向下演繹,直到不能繼續(xù)分析的基本事件為止。這樣,就可畫出完整的事故樹。 編制出事故樹后,要對其正確性進行全面檢查,判斷其邏輯關系是否正確。其正確與否的判別原則是: 上一層事件是下一層事件的必然結果; 下一層事件是上一層事件的充分條
31、件。6.2.2.3事故樹編制實例3)事故樹編制示例 例6-2 車床絞長發(fā)事故樹。機械工廠中,由于車床旋轉(zhuǎn)運動時將員工、特別是女工的長發(fā)絞進去,從而造成傷害的事故時有發(fā)生。所以,將這種事故作為頂上事件,進行事故樹分析。在對車床系統(tǒng)的運行和事故情況調(diào)查、了解清楚后,就可以按照演繹分析的原則進行分析,編制出“車床絞長發(fā)事故”的事故樹。首先確定,所分析的系統(tǒng)是機械工廠中的車床運行系統(tǒng),包括車床及其旋轉(zhuǎn)運動,以及操作車床的人及其工作行為,不包括系統(tǒng)之外的因素。 將頂上事件“車床絞長發(fā)事故”記入最上端的矩形符號內(nèi),這即是事故樹的第一層。車床絞長發(fā)事故的直接原因事件是“車床旋轉(zhuǎn)”和“長發(fā)落下”,將這2個原因
32、事件記入第二層。其中,“車床旋轉(zhuǎn)”是正常事件,用屋形符號表示;“長發(fā)落下”需繼續(xù)向下分析,屬于中間事件,記入矩形符號內(nèi)。兩者必須是同時發(fā)生才會導致頂上事件的發(fā)生,用與門將第一、第二層事件連接起來比較適宜;但是,第二層的2個原因事件要使頂上事件發(fā)生,還應滿足“長發(fā)接觸旋轉(zhuǎn)部位”條件,所以,采用條件與門將第一、第二層事件連接起來,見圖6.27的第一、二兩層。6.2.2.3事故樹編制實例 再以第二層事件作為結果事件,找出它們的所有直接原因事件,記入第三層的相應事件符號內(nèi),并用適當?shù)倪壿嬮T將它們與第二層連接起來。第二層的“車床旋轉(zhuǎn)”為正常事件,無需向下分析;“長發(fā)落下”為中間事件,則需繼續(xù)向下分析?!?/p>
33、長發(fā)落下”的直接原因事件為“留有長發(fā)”和“長發(fā)未在帽內(nèi)”,將它們記入“長發(fā)落下”下方的第三層,并根據(jù)它們的邏輯關系用與門連接。“留有長發(fā)”是基本原因事件,用圓形符號;“長發(fā)未在帽內(nèi)”是中間事件,用矩形符號,見圖6.27的第二、三兩層。 第三層中的“留有長發(fā)”是基本原因事件,不再向下分析;“長發(fā)未在帽內(nèi)”的直接原因事件是“未戴防護帽”和“未塞入帽內(nèi)”,寫在事故樹的第四層,并根據(jù)它們的邏輯關系用或門連接;兩事件都是基本原因事件,都用圓形符號表示。至此,該事故樹分析到了最基本的原因事件,也即完成了整個事故樹的編制,見圖6.27。 繪出事故樹圖后,還要按照上述原則進行全面的正確性檢查,判斷事故樹編制得
34、是否正確。圖6.27 車床絞長發(fā)事故樹6.2.2.3事故樹編制實例 例6-3 從腳手架上墜落死亡事故樹。建筑工地經(jīng)常出現(xiàn)各類事故,從腳手架上墜落是施工現(xiàn)場發(fā)生較為頻繁、后果嚴重的事故。下面編制“從腳手架上墜落死亡”事故樹。 本例中,假設建筑施工不包括搭、拆腳手架,施工人員“從腳手架墜落”也不包括腳手架倒塌墜落。在明確所分析的系統(tǒng),對施工現(xiàn)場、作業(yè)情況、機械設備、人員配備了解清楚以后,按照上述編制方法,編制出“從腳手架上墜落死亡”事故樹,如圖6.28所示。事故樹編制完成后,為了分析的方便,一般將各個事件標上字符符號。一般用x1,x2,表示基本事件,用T表示頂上事件,用A,B等表示中間事件,見圖6
35、.28。圖6.28 從腳手架上墜落死亡事故樹u1x7有誤6.2.3 事故樹定性分析6.2.3.1布爾代數(shù)簡介1)集合 我們把只有某種屬性的事物的全體稱為一個集合。例如,某一車間的全體工人構成一個集合;自然數(shù)中的全部偶數(shù)構成一個集合;各類煤礦事故也構成一個集合。集合中的每一個成員稱為集合的元素。具有某種共同屬性的一切事物組成的集合,稱為全集合,簡稱全集,用 表示;沒有任何元素的集合稱為空集,用 表示。 若集合A的元素都是集合B的元素,則稱A是B的子集。集合論中規(guī)定,空集 是全集 的子集。 利用文氏圖可以明確表示子集與全集的關系,如圖6.29。圖中,整個矩形的面積表示全集 ,圓A表示A子集,圓B表
36、示B子集,圓C表示C子集??梢钥闯?,集合B又是集合A的子集。6.2.3.1布爾代數(shù)簡介1)集合 全集 中不屬于集合A的元素的全體構成集合A的補集,記為A或 。圖6.30中的陰影部分即是A的補集。在進行事故分析時,某事件不發(fā)生就是該事件發(fā)生的補集。 如果一個子集合中的元素不被其它子集合所包含,則稱為不相交的或相互排斥的子集合。圖6.29中的A和C即為不相交的子集合。圖6.29 全集與子集 6.30 集合A的補集6.2.3.1布爾代數(shù)簡介2)集合的運算 由集合A和集合B的所有元素組成的集合C稱為集合A和集合B的并集,記為C=AB。記號“”讀作“并”或“或”,也可寫成“”,即也可以記為C=AB。 由
37、A,B兩個集合的一切相同元素所組成的新集合C稱為A,B的交集,記為C=AB。符號“”讀作“交”或“與”,亦可以用“”表示。所以,也可記為C=AB或C=AB。 事故樹中,或門的輸出事件是所有輸入事件的并集,與門的輸出事件是所有輸入事件的交集。6.2.3.1布爾代數(shù)簡介3)布爾代數(shù)運算定律 布爾代數(shù)中,通常把全集 記作“1”,空集 記作“0”。 (1)結合律(A+B)+C=A+(B+C)(AB)C=A(BC) (2)交換律A+B=B+AAB=BA (3)分配律A(B+C)=(AB)+(AC)A+(BC)=(A+B)(A+C) 布爾代數(shù)運算中的結合律和交換律,與普通代數(shù)中的相同;對于分配律A十(BC
38、)(A十B)(A十C),則需注意其與普通代數(shù)中的區(qū)別。6.2.3.1布爾代數(shù)簡介3)布爾代數(shù)運算定律 (4)互補律 A+A= =1 AA= =0 (5)對合律 (A)=A 互補律和對合律都可由集合的定義本身得到解釋。 (6)等冪律A+A=AAA=A 用文氏圖對等冪律作出直觀證明,如圖6.31所示。圖6.31 A+A=A及AA=A的證明6.2.3.1布爾代數(shù)簡介3)布爾代數(shù)運算定律 (7)吸收律A+AB=AA(A+B)=A 它們也都可以用文氏圖加以證明。 (8)重疊律A+B = A+AB = B+BA (9)德摩根律(A+B)= AB(AB)= A+B 另外,根據(jù)全集的定義不難理解,下式是成立的
39、:1+A=1 用布爾代數(shù)進行事故樹分析時,這一公式也是經(jīng)常用到的。6.2.3.1布爾代數(shù)簡介4)邏輯式 邏輯式及其整理、化簡是用布爾代數(shù)法化簡事故樹和求最小割集、最小徑集的基礎。 僅用運算符“”連接而成的邏輯式稱為與邏輯式,例如A,AB,ABC等都是與邏輯式;由若干與邏輯式經(jīng)過運行符“+”連接而成的邏輯式,如ABC+DE,A+BC等,表示若干交集的并集,是事故樹定性分析中經(jīng)常應用的形式。事故樹分析中,總是將其化為最簡單的形式,即要求邏輯式中的項數(shù)最少,每一項(與邏輯式)中所含的元素最少。 用運算符“+”連接而成的邏輯式稱為或邏輯式,由若干或邏輯式經(jīng)過與運算符連接而成的邏輯式,如A+B+C,A(
40、B+C)(C+D)等,表示若干并集的交集,在事故樹定性分析中也有應用。6.2.3.2事故樹的化簡1)事故樹的結構式 無論是對事故樹進行化簡,還是對其進行定性、定量分析,都要列出事故樹的結構式,即將事故樹的邏輯關系用邏輯式表示。 例如,圖6.32所示事故樹,其結構式為: TA1A2 x1x2(x1+ x3)圖6.32 事故樹示意圖(1)6.2.3.2事故樹的化簡2)事故樹的化簡 對事故樹進行化簡,即利用布爾代數(shù)運算定律對事故樹的結構式進行整理和化簡。通過化簡,可以去掉與頂上事件不相關的基本事件,并可以減少重復事件。根據(jù)化簡結果,可以作出簡化的、但與原事故樹等效的事故樹圖,既便于定量運算,又使事故
41、樹更加清晰、明了。 例6-4 對圖6.32所示事故樹進行化簡。根據(jù)上面寫出的事故樹結構式,對其化簡如下: T = x1x2(x1+x3) = x1x2x1 + x1x2x3 (分配律) = x1x1x2+x1x2x3 (交換律) = x1x2+x1x2x3 (等冪律) = x1x2 (吸收律)6.2.3.2事故樹的化簡2)事故樹的化簡 這樣,就可作出圖6.33所示的等效事故樹,它由x1和x2 兩個基本事件組成,通過一個與門和頂上事件連接。這不但使原事故樹大大得到簡化,同時表明原事故樹中的基本事件x3與頂上事件是無關的。 圖6.33 圖6.32事故樹的等效事故樹6.2.3.2事故樹的化簡2)事故
42、樹的化簡 以上通過實例介紹了事故樹化簡的方法步驟及其必要性。對于何種情況下需要進行事故樹化簡的問題,一般可按如下說明處理: (1)如果事故樹的不同位置存在有相同的基本事件,需要對事故樹進行化簡,然后才能對其進行定性、定量分析; (2)一般事故樹(不存在相同的基本事件)可以進行化簡,也可以不化簡。6.2.3.3 最小割集和最小徑集的概念與作用1)最小割集和最小徑集的概念 事故樹分析中,能夠?qū)е马斏鲜录l(fā)生的基本事件的集合稱為割集。也就是說,若一組基本事件同時發(fā)生就能造成頂上事件發(fā)生,則這組基本事件就稱為割集。 在割集中,能夠?qū)е马斏鲜录l(fā)生的最小限度的基本事件集合稱為最小割集。 若事故樹中的全部
43、基本事件都不發(fā)生,則頂上事件肯定不會發(fā)生。但是,一般情況下,某些特定的基本事件不發(fā)生,也可以使頂上事件不發(fā)生,這就是徑集所要討論的問題。事故樹分析中,如果某些基本事件不發(fā)生,就能保證頂上事件不發(fā)生,則這些基本事件的集合就稱為徑集。 所謂最小徑集,就是保證頂上事件不發(fā)生所需要的最小限度的徑集。 由上可知,最小割集實際上是研究系統(tǒng)發(fā)生事故的規(guī)律和表現(xiàn)形式,而最小徑集則是研究系統(tǒng)的正常運行至少需要哪些基本環(huán)節(jié)的正常工作來保證。2)最小割集和最小徑集在事故樹分析中的應用 (1)最小割集表示系統(tǒng)的危險性。由最小割集的定義可知,每個最小割集都是頂上事件發(fā)生的一種可能途徑。事故樹有幾個最小割集,頂上事件的發(fā)
44、生就有幾種可能途徑。所以,求出了最小割集,就掌握了所分析的事故(頂上事件)發(fā)生的各種可能途徑;最小割集的數(shù)目越多,發(fā)生事故的可能性就越大,系統(tǒng)也就越危險。因此,最小割集是系統(tǒng)危險性的一種表示;如果某一最小割集中的基本事件同時發(fā)生,事故(頂上事件)就要發(fā)生。 最小割集還給事故預防工作指明了方向。從最小割集可以粗略地知道,事故最容易通過哪一個途徑發(fā)生,則這一途徑(最小割集)就是我們重點防范的對象。一般情況下,單事件的最小割集比兩個事件的最小割集容易發(fā)生,兩個事件的最小割集比三個事件的最小割集容易發(fā)生,。我們可以遵循這一原則,安排事故預防措施,進行事故預防工作。6.2.3.3 最小割集和最小徑集的概
45、念與作用2)最小割集和最小徑集在事故樹分析中的應用 (2)最小徑集表示系統(tǒng)的安全性。由最小徑集的定義可知,每個最小徑集都是防止頂上事件發(fā)生的一種可能途徑,事故樹有幾個最小徑集,就有幾種控制事故(頂上事件)的途徑。所以,求出了最小徑集,就掌握了控制事故發(fā)生的各種可能途徑;最小徑集的數(shù)目越多,控制事故的途徑就越多,系統(tǒng)也就越安全。因此,最小徑集是系統(tǒng)安全性的一種表示:如果某一最小徑集中的基本事件全部不發(fā)生,事故(頂上事件)就不會發(fā)生。 根據(jù)最小徑集指出的方向,可以選擇防止事故的最佳途徑。通過對各個最小徑集的比較分析,選擇易于控制的最小徑集,采取切實可行的安全技術措施,保證該最小徑集內(nèi)的各個基本事件
46、全部不發(fā)生,就可以保證系統(tǒng)的安全。6.2.3.3 最小割集和最小徑集的概念與作用6.2.3.4 最小割集的求算方法 求取最小割集的方法,有布爾代數(shù)化簡法、行列法、矩陣法,以及模擬法、素數(shù)法等多種方法,其中有一些是利用計算機求解的方法。從實用角度出發(fā),本書主要介紹常用的布爾代數(shù)化簡法和行列法。1)布爾代數(shù)化簡法求最小割集 用布爾代數(shù)化簡法求取最小割集,通常分四個步驟進行: 第一步,寫出事故樹的結構式,即列出其布爾表達式:從事故樹的頂上事件開始,逐層用下一層事件代替上一層事件,直至頂上事件被所有基本事件代替為止。 第二步,將事故樹結構式整理為若干交集的并集表達式。 第三步,化簡上述表達式為最簡單的
47、若干交集的并集。化簡的普通方法是,對式中的各個交集進行比較,利用布爾代數(shù)運算定律(主要是等冪律和吸收律)進行化簡,使之滿足最簡單若干交集的并集的條件。 第四步,根據(jù)最簡單若干交集的并集表達式寫出最小割集。例6-5 如圖6.34所示事故樹,試用布爾代數(shù)化簡法求出其全部最小割集。先寫出事故樹的結構式: T=T2+T3 =T4T5T6+ x4x5 =(x1+x2)(x1+x3)(x2+x3)+x4x5圖6.34 事故樹示意圖(2)(課本T3之下的與門錯為或門)6.2.3.4 最小割集的求算方法 再利用布爾代數(shù)運算定律,將上式化為最簡單的若干交集的并集:T = (x1+x2)(x1+x3)(x2+x3
48、)+x4x5= (x1x1+x1x3+x2x1+x2x3)(x2+x3)+x4x5= (x1+x2x3)(x2+x3)+x4x5= x1x2+x1x3+x2x3x2+x2x3x3+x4x5= x1x2+x1x3+x2x3+x4x5 所以,該事故樹的最小割集為4個,它們分別是: Kl=x1,x2,K2=x1,x3 K3=x2,x3,K4=x4,x5 利用最小割集,可以繪出與原事故樹等效的事故樹圖。因為任何一個最小割集都是頂上事件(事故)發(fā)生的一組基本條件,所以,用或門連接頂上事件和各個最小割集,用與門連接最小割集中的各個基本事件,就形成了與原事故樹等效的事故樹。例如,我們可利用如上4個最小割集,
49、繪出圖6.34事故樹的等效圖,見圖6.35所示。6.2.3.4 最小割集的求算方法圖6.35 圖6.34事故樹的等效圖6.2.3.4 最小割集的求算方法2)行列法求最小割集 行列法又稱下行法或富塞爾算法。該法根據(jù)邏輯門的不同,采用按行或按列排列的方法,找出事故樹的最小割集,既可用于手工運算,又可編程序用計算機求解,故應用較廣。用行列法求取最小割集的具體做法是:從頂上事件開始,順序用下一層事件代替上一層事件,把與門連接的事件橫向?qū)懺谝恍袃?nèi)(即按行排列),或門連接的事件縱向?qū)懺谌舾尚袃?nèi)(即按列排列),或門下有幾個事件就寫幾行。 這樣,逐層向下,直至各個基本事件全部列出。最后列出的每一行基本事件集合
50、,就是一個割集。在基本事件沒有重復的情況下,所得到的割集即是最小割集;般情況下,需要用布爾代數(shù)法、質(zhì)數(shù)代表法等對各行進行化簡,以求得最小割集。 6.2.3.4 最小割集的求算方法 例6-6 用行列法求圖6.36所示事故樹的最小割集。 圖6.36 事故樹示意圖(3) 頂上事件T與第二層事件xl,A用或門連接,故用xl,A縱向列開來代替T: xl是基本事件,無需用其它事件替代;A與其下一層事件x2,x3用與門連接,故用x2,x3橫向排出來代替A:由于事故樹中沒有重復的基本事件,所以這樣得到的兩行就是事故樹的兩個最小割集:6.2.3.4 最小割集的求算方法3)求最小割集的其他方法當割集的個數(shù)及割集中
51、的基本事件個數(shù)較多時,上述直接用布爾代數(shù)運算定律化簡的方法不但費時,而且效率低。所以常用素數(shù)法或分離重復事件法進行化簡。素數(shù)法也叫質(zhì)數(shù)代表法,是用素數(shù)表示基本事件,用割集中基本事件對應素數(shù)的乘積表示割集,然后通過判斷規(guī)則求出最小割集。由此法可用計算機求解最小割集,即編制應用程序,用行列法求出割集,并進一步由素數(shù)法求得最小割集。下面介紹的矩陣法和模擬法也是用計算機求取最小割集的方法。6.2.3.4 最小割集的求算方法3)求最小割集的其他方法分離重復事件法的基本根據(jù)是,若事故樹中無重復的基本事件,則求出的割集為最小割集。若事故樹中有重復的基本事件,則不含重復基本事件的割集就是最小割集,僅對含有重復
52、基本事件的割集化簡即可。據(jù)此,可通過分離重復事件求出最小割集。矩陣法與行列法相似,是行列法在計算機上的實現(xiàn)。為了能在計算機上實現(xiàn),將行列代換過程用一個二維表矩陣的變換來代替,其解題思路和步驟是:首先通過行列代換求出割集矩陣,然后利用素數(shù)法等求出最小割集。模擬法即蒙特卡羅法(Monte Carlo Method),通過產(chǎn)生與事故樹基本事件數(shù)相等的n個相互獨立的隨機數(shù),并對其與基本事件觸發(fā)和頂上事件發(fā)生的關系進行判斷,從而求得最小割集。此方法雖用計算機完成,但往往需要幾千次甚至數(shù)百萬次試算,計算工作量很大。6.2.3.4 最小割集的求算方法6.2.3.5 最小徑集的求算方法 求取最小徑集的方法,有
53、布爾代數(shù)化簡法、成功樹和行列法等多種方法。其中,最常用的是利用成功樹求最小徑集的方法,本書重點介紹這種方法。 1)布爾代數(shù)化簡法 用布爾代數(shù)化簡法求最小徑集,即用布爾代數(shù)運算定律對事故樹的結構式進行化簡,得到最簡單的若干并集的交集,則該最簡單表達式中的每一個并集就是一個最小徑集,且式中的并集數(shù)就是事故樹的最小徑集數(shù)。具體解算方法見下面示例。6.2.3 事故樹定性分析6.2.3.5 最小徑集的求算方法 例6-7 用布爾代數(shù)化簡法求圖6.37所示事故樹的最小徑集。寫出該事故樹的結構式,并對其進行化簡,有 T = x1A1 = x1(A2+x3) = x1(x1x2+x3) = x1x1x2+x1x
54、3 = x1x2+x1x3 = x1(x2+x3) 所以,該事故樹有2個最小徑集。最小徑集P1由基本事件x1組成,P2由x2,x3組成,即: P1=x1,P2=x2,x3 利用最小徑集,亦可以等效表示原事故樹。其表示方法可由求最小徑集用的事故樹結構式看出,即用與門連接頂上事件和各個最小徑集,最小徑集中的各個基本事件用或門連接。例如,圖6.37所示事故樹可等效表示為圖6.38。圖6.37事故樹示意圖(4)圖6.38 圖6.37事故樹的等效圖6.2.3.5 最小徑集的求算方法2)利用成功樹求最小徑集 根據(jù)德摩根律 (A+B)=AB (AB)= A+B 事件或的補等于補事件的與,事件與的補等于補事件
55、的或。根據(jù)這一規(guī)律,我們把事故樹的事件發(fā)生用事件不發(fā)生代替,把與門用或門代替,或門用與門代替,得到與原事故樹對偶的成功樹,就可以利用成功樹求出原事故樹的最小徑集。 對于成功樹,它的最小割集是使其頂上事件(原事故樹頂上事件的補事件)發(fā)生的一種途徑,即使原事故樹頂上事件不發(fā)生的一種途徑。所以,成功樹的最小割集就是原事故樹的最小徑集。只要求出成功樹的最小割集,也就求出了原事故樹的最小徑集。 利用成功樹求最小徑集,關健是熟練掌握各種邏輯門的變換情況,以便正確地作出成功樹,邏輯門的變換遵從德摩根律,其要點是將與邏輯關系和或邏輯關系互換,最基本的是與門和或門,其變換原則已如上述。另外,經(jīng)常用到的還有條件與
56、門、條件或門和限制門的變換。我們將各種邏輯門的變換情況集中列在表6.1中,以便于查閱。表6.1 邏輯門的變換方式6.2.3.5 最小徑集的求算方法 例6-8 以圖6.34所示事故樹為例,用成功樹求最小徑集。 首先,將事故樹變?yōu)榕c之對偶的成功樹,如圖6.39所示。然后,用布爾代數(shù)化簡法求成功樹的最小割集: T= T2T3 = (T4+ T5+ T6)(x4+ x5) = (x1x2+ x1x3+ x2x3)(x4+ x5) = x1x2x4+ x1x2x5+ x1x3x4+ x1x3x5+ x2x3x4+ x2x3x5圖6.39 與圖6.34事故樹對偶的成功樹6.2.3.5 最小徑集的求算方法
57、例6-8 以圖6.34所示事故樹為例,用成功樹求最小徑集。所以,該成功樹有6個最小割集,即原事故樹有6個最小徑集:P1=x1,x2,x4,P2=x1,x2,x5P3=x1,x3,x4,P4=x1,x3,x5P5=x2,x3,x4,P6=x2,x3,x56.2.3.6 結構重要度分析 結構重要度分析,就是從事故樹結構上分析各個基本事件的重要性程度,即在不考慮各基本事件的發(fā)生概率,或者說認為各基本事件發(fā)生概率都相等的情況下,分析各基本事件對頂上事件的影響程度。因此,結構重要度分析是一種定性的重要度分析,是事故樹定性分析的一個組成部分。 結構重要度分析的方法有兩種。一種是求結構重要系數(shù),根據(jù)系數(shù)大小
58、排出各基本事件的結構重要度順序,是精確的計算方法;另一種是利用最小割集或最小徑集,判斷結構重要系數(shù)的大小,并排出結構重要度順序。第一種方法精確,但過于繁瑣,當事故樹規(guī)模較大時計算工作量很大;第二種方法雖精確度稍差,但比較簡單,是具體工作中的常用方法,本書只介紹這種方法。 基本事件xi的結構重要系數(shù)用I(i)表示,指基本事件xi的重要程度,或者說xi對頂上事件的影響程度大小。 采用最小割集或最小徑集進行結構重要度分析,主要依據(jù)如下4條原則來判斷基本事件結構重要系數(shù)的大小,并排列出各基本事件的結構重要度順序,而不求結構重要系數(shù)的精確值。6.2.3.6 結構重要度分析 1)單事件最小割(徑)集中的基
59、本事件的結構重要系數(shù)最大 2)僅在同一最小割(徑)集中出現(xiàn)的所有基本事件的結構重要系數(shù)相等 3)兩基本事件僅出現(xiàn)在基本事件個數(shù)相等的若干最小割(徑)集中 在不同最小割(徑)集中出現(xiàn)次數(shù)相等的各個基本事件,其結構重要系數(shù)相等;出現(xiàn)次數(shù)多的基本事件的結構重要系數(shù)大,出現(xiàn)次數(shù)少的結構重要系數(shù)小。 4)兩個基本事件僅出現(xiàn)在基本事件個數(shù)不等的若干最小割(徑)集中: (1)若它們重復在各最小割(徑)集中出現(xiàn)的次數(shù)相等,則在少事件最小割(徑)集中出現(xiàn)的基本事件的結構重要系數(shù)大; (2)在少事件最小割(徑)集中出現(xiàn)次數(shù)少的與多事件最小割(徑)集中出現(xiàn)次數(shù)多的基本事件比較,一般前者的結構重要系數(shù)大于后者。此時,
60、亦可采用如下公式近似判斷各基本事件的結構重要系數(shù)大小。6.2.3.6 結構重要度分析近似判別式1: (6.1)式中 基本事件 結構重要系數(shù)大小的近似判別值; 基本事件 屬于最小割集 (或最小徑集 ); 基本事件 所在的最小割(徑)集中包含的基本事件個數(shù)。近似判別式2: (6.2)式中 最小割集(或最小徑集)總數(shù); 基本事件 屬于最小割集 (或最小徑集 ); 最小割集 (或最小徑集 )中包含的基本事件個數(shù)。近似判別式3: (6.3) 例6-9 某事故樹共有如下4個最小徑集,試對其進行結構重要度分析: , , 由于基本事件x1分別在兩個基本事件的最小徑集p1 , p2中各出現(xiàn)1次(共2次), x4
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