交通運(yùn)輸安全工程第講

從以下四條途徑來改善系統(tǒng)的安全性：

(1)減少最小割集數(shù)，首先應(yīng)消除那些含基本事件最少的割集。(2)增加割集中的基本事件數(shù)，首先應(yīng)給含基本事件少、又不能清除的割集增加基本事件。(3)增加新的最小徑集，可以設(shè)法將原有含基本事件較多的徑集分成兩個或多個徑集。(4)減少徑集中的基本事件數(shù)，首先應(yīng)著眼于減少含基本事件多的徑集。事故樹定性分析總結(jié)：最小割集與最小徑集在事故預(yù)測中的作用是不同的：最小割集可以預(yù)示出系統(tǒng)發(fā)生事故的途徑；而最小徑集卻可以提供消滅頂上事件最經(jīng)濟(jì)、最省事的方案。事故樹中或門越多，得到的最小割集就越多，系統(tǒng)也就越不安全。事故樹中與門越多，得到的最小割集的個數(shù)就較少，系統(tǒng)的安全性就越高。事故樹定量分析一、定量分析的目的1、在給定基本事件發(fā)生概率的情況下，求出頂上事件發(fā)生的概率，然后根據(jù)所得結(jié)果與預(yù)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較。如果計算值超出了目標(biāo)值，就應(yīng)采取必要的系統(tǒng)改進(jìn)措施，使其降至目標(biāo)值以下。2、計算每個基本事件對頂上事件發(fā)生概率的影響程度，以便更切合實(shí)際地確定各基本事件對預(yù)防事故發(fā)生的重要性，更清楚地認(rèn)識到要改進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)從何處著手。二、頂上事件發(fā)生概率的計算

1、狀態(tài)枚舉法對頂上事件狀態(tài)φ(X)=1的所有基本事件的狀態(tài)組合，求各個基本事件狀態(tài)(Xi=1或0)的概率積之和，用公式表達(dá)為：式中：P——頂上事件發(fā)生概率函數(shù)；

φ(X)——頂上事件狀態(tài)值，φ(X)=1或φ(X)=0；

——求n個基本事件的概率積；

Xi——第i個基本事件的狀態(tài)值，Xi=0或Xi=1；

pi——第i個基本事件的發(fā)生概率。

以右側(cè)事故樹為例，利用上式求頂上事件T的發(fā)生概率。（設(shè)X1，X2，X3均為獨(dú)立事件，其概率均為0.1）

=1×p11(1-p1)0×p20(1-p2)1×p31(1-p3)0+1×p11(1-p1)0×p21(1-p2)0×p30(1-p3)1+1×p11(1-p1)0×p21(1-p2)0×p31(1-p3)0=p1(1-p2)p3+p1p2(1-p3)+p1p2p3=0.1×0.9×0.1+0.1×0.1×0.9+0.1×0.1×0.1=0.009+0.009+0.001=0.0192、求各基本事件概率和（最小割集法）

仍以上例中事故樹為例，先求其最小割集。

用最小割集表示的等效圖如右圖所示。這樣，可以把其看作是由兩個事件E1、E2組成的事故樹。按照求概率和的計算公式，E1+E2的概率為：

因?yàn)閮蓚€最小割集中都有X1，利用此式直接代入進(jìn)行概率計算，必然造成重復(fù)計算X1的發(fā)生概率。因此，要將上式展開，消去其中重復(fù)的概率因子，否則將出現(xiàn)錯誤的結(jié)果。3、頂上事事件發(fā)生生概率的的近似計計算實(shí)際上，，即使精精確算出出的結(jié)果果也未必必十分準(zhǔn)準(zhǔn)確，這這是因?yàn)闉椋?1)憑經(jīng)驗(yàn)給給出的各各種機(jī)械械部件的的故障率率本身就就是一種種估計值值，肯定定存在誤誤差。(2)各種機(jī)械械部件的的運(yùn)行條條件(滿負(fù)荷或或非滿負(fù)負(fù)荷運(yùn)行行)、運(yùn)行環(huán)環(huán)境(溫度、濕濕度、粉粉塵、腐腐蝕等)各不相同同，它們們必然影影響著故故障率的的變化。。(3)人的失誤誤率受多多種因素素影響，，如心理理、生理理、訓(xùn)練練情況、、環(huán)境因因素等，，這是一一個經(jīng)常常變化、、伸縮性性很大的的數(shù)據(jù)。。近似算法法是利用用最小割割集計算算頂上事事件發(fā)生生概率的的公式得得到的。。一般情況況下，可可以假定定所有基基本事件件都是統(tǒng)統(tǒng)計獨(dú)立立的，因因而每個個割集也也是統(tǒng)計計獨(dú)立的的。設(shè)有某事事故樹的的最小割割集等效效樹如右右圖所示示，頂上上事件與與割集的的邏輯關(guān)關(guān)系為：：T=k1+k2+…+km頂上事件件T發(fā)生的概概率為P，割集k1、k2、…、km的發(fā)生概概率分別別為pk1、pk2、…、pkm，由獨(dú)立立事件和和的概率率與積的的概率計計算公式式分別得得：P(k1+k2+…+km)=1-(1-pk1)(1-pk2)…(1-pkm)=(pk1+pk2+…+pkm)-(pk1pk2+pk1pk3+…+pkm-1pkm)+(pk1pk2pk3+…+pkm-2pkm-1pkm)-…+(-1)m-1pk1pk2…pkm只取第一一個小括括號中的的項(xiàng)，將將其余的的二次項(xiàng)項(xiàng)，三次次項(xiàng)等全全都舍棄棄，則得得頂上事事件發(fā)生生概率近近似公式式：P≈pk1+pk2+…+pkm這樣，頂頂上事件件發(fā)生概概率近似似等于各各最小割割集發(fā)生生概率之之和。例：用近似公公式計算算頂上事事件發(fā)生生概率。?；臼录l，X2，X3的發(fā)生概概率分別別為p1=p2=p3=0.1，用近似公公式計算算頂上事事件發(fā)生生概率：：P=pk1+pk2=p1p2+p1p3=0.1*0.1+0.1*0.1=0.02直接用原原事故樹樹的結(jié)構(gòu)構(gòu)函數(shù)求求頂上事事件發(fā)生生概率：：因T=X1(X2+X3)，則P’=p1[1-(1-p2)(1-p3)]=0.1××[1-(1-0.1)(1-0.1)]=0.019P與P’相比，相相差0.001。因此，，在計算算頂上事事件發(fā)生生的概率率時，按按簡化后后的等效效圖計算算才是正正確的。。三、概率率重要度度分析結(jié)構(gòu)重要要度分析析是從事事故樹的的結(jié)構(gòu)上，分析析各基本本事件的的重要程程度。如如果進(jìn)一一步考慮慮基本事事件發(fā)生生概率的的變化會給頂上上事件發(fā)發(fā)生概率率以多大大影響，，就要分分析基本本事件的的概率重重要度。。利用頂上上事件發(fā)發(fā)生概率率P函數(shù)是一一個多重重線性函函數(shù)這一一性質(zhì)，，對自變變量pi求一次偏偏導(dǎo)數(shù)，，就可得得出該基基本事件件的概率率重要度度系數(shù)：：例題：設(shè)事故樹樹最小割割集為{X1，X3}、{X1，X5}、{X3，X4}{X2，X4，X5}。各基本本事件概概率分別別為：p1=0.01，p2=0.02，p3=0.03，p4=0.04，p5=0.05，求各基基本事件件概率重重要度系系數(shù)。解：頂上上事件發(fā)發(fā)生概率率P用近似方方法計算算:P=pk1+pk2+pk3+pk4=p1p3+p1p5+p3p4+p2p4p5=0.01×0.03+0.01××0.05+0.03×0.04+0.02×0.04×0.05=0.002各個基本本事件的的概率重重要度系系數(shù)為：：從概率重重要度系系數(shù)的算算法可以以看出這這樣的事事實(shí)：一個基本本事件的的概率重重要度如如何，并并不取決決于它本本身的概概率值大大小，而而是與它它所在最小小割集中中其他基基本事件件的概率率積的大大小及它在各各個最小小割集中中重復(fù)出現(xiàn)現(xiàn)的次數(shù)數(shù)有關(guān)。四、臨界界重要度度分析一般情況況，減少少概率大大的基本本事件的的概率要要比減少少概率小小的容易易，而概概率重要要度系數(shù)數(shù)并未反反映這一一事實(shí)。。臨界重要要度系數(shù)數(shù)Ci則是從敏感度和概率雙重角度度衡量各各基本事事件的重重要程度度，其定定義式為為：臨界重要要度系數(shù)數(shù)Ci與概率重重要度系系數(shù)的關(guān)關(guān)系是：：如上例中中，已得得到的事事故樹頂頂上事件件概率為為0.002。各基本本事件的的概率重重要度系系數(shù)分別別為：IP(1)=O.O8，IP(2)=0.002，IP(3)=0.05，IP(4)=0.031，IP(5)=0.0108。則各基本本事件的的臨界重重要度系系數(shù)為：：因此就得到到一個按臨臨界重要度度系數(shù)的大大小排列的的各基本事事件重要程程度的順序序：C3>C4>C1>C5>C2而概率重要要度系數(shù)的的排序是：：與概率重要要度相比，，基本事件件X1的重要程度度下降了，，這是因?yàn)闉樗陌l(fā)生生概率最低低。基本事事件X3的最重要，，這不僅因因?yàn)樗拿裘舾卸茸畲蟠?，而且它它本身的概概率值也較較大。小結(jié)：三種重要度度系數(shù)中，，結(jié)構(gòu)重要要度系數(shù)從從事故樹結(jié)結(jié)構(gòu)上反映映基本事件件的重要程程度。概率重要度度系數(shù)反映映基本事件件概率的增增減對頂上上事件發(fā)生生概率影響響的敏感程程度。臨界重要度度系數(shù)從敏敏感度和自自身發(fā)生概概率大小雙雙重角度反反映基本事事件的重要要程度。結(jié)構(gòu)重要度度系數(shù)反映映了某一基基本事件在在事故樹結(jié)結(jié)構(gòu)中所占占的地位，，而臨界重重要度系數(shù)數(shù)從結(jié)構(gòu)和和概率上反反映了改善善某一基本本事件的難難易程度，，概率重要要度系數(shù)則則起著一種種過渡作用用，是計算算兩種重要要度系數(shù)的的基礎(chǔ)?？梢园催@三三種重要度度系數(shù)安排排采取措施施的先后順序，也可按三三種重要度度順序分別別編制相應(yīng)應(yīng)的安全檢查表表，以保證既既有重點(diǎn)、、又能全面面檢查的目目的。在三種檢查查表中，只只有通過臨臨界重要度度分析產(chǎn)生生的檢查表表，才能真真正反映事事故樹的本本質(zhì)，也更更具有實(shí)際際意義。第2節(jié)交通安安全系統(tǒng)評評價一、安全全系統(tǒng)評價價概述（一）安全全評價的含含義安全評價（（SafetyAssessment，簡稱SA）就是根據(jù)據(jù)各種已知知條件，事事先對系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行一番番評價，判判斷發(fā)生事事故的可能能性以及事事故造成的的損失，以以采取相應(yīng)應(yīng)措施消除除和減低危危險性。交通安全系系統(tǒng)評價是是以實(shí)現(xiàn)交交通安全為為目的，按按照系統(tǒng)科科學(xué)的方法法，對交通通系統(tǒng)中的的危險因素素進(jìn)行預(yù)先先的識別、、分析和評評價，確認(rèn)認(rèn)交通系統(tǒng)統(tǒng)存在的危危險性，并并根據(jù)其形形成事故的的風(fēng)險大小小，采取相相應(yīng)的安全全措施，以以達(dá)到安全全的全過程程。（二））安全全評價價的目目的安全評評價要要達(dá)到到的目目的包包括如如下幾幾個方方面：：(1)對所評評價的的系統(tǒng)統(tǒng)潛在在事故故進(jìn)行行定性性、定定量分分析和和預(yù)測測，建建立使使系統(tǒng)統(tǒng)安全全的最最優(yōu)方方案。。(2)系統(tǒng)地地從計計劃、、設(shè)計計、制制造和和運(yùn)行行等過過程中中考慮慮安全全技術(shù)術(shù)和安安全管管理問問題，，找出出生產(chǎn)產(chǎn)過程程中潛潛在的的危險險因素素，并并提出出相應(yīng)應(yīng)的安安全措措施。。(3)評價設(shè)設(shè)備、、設(shè)施施或系系統(tǒng)的的設(shè)計計是否否使收收益與與危險險達(dá)到到最合合理的的平衡衡。(4)在設(shè)備備、設(shè)設(shè)施或或系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行行試驗(yàn)驗(yàn)或使使用之之前，，對潛潛在的的危險險進(jìn)行行評價價，以以便考考核己己判定定的危危險事事件是是否消消除或或控制制在規(guī)規(guī)定的的可接接受水水平。。(5)評價設(shè)設(shè)備、、設(shè)施施或系系統(tǒng)在在生產(chǎn)產(chǎn)過程程中的的安全全性是是否符符合有有關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)、、規(guī)范范的規(guī)規(guī)定，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)安全全技術(shù)術(shù)與安安全管管理的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化和和科學(xué)學(xué)化。。（三））安全全評價價的作作用1、分析析事故故發(fā)生生的機(jī)機(jī)理；；2、辨識識各種種危險險源及及其演演變規(guī)規(guī)律；；3、判別別各種種危險險之間間的關(guān)關(guān)系；；4、估計計可能能發(fā)生生的后后果；；5、為防防范措措施提提供依依據(jù)。。（四））安全評評價的的內(nèi)容容及程程序1、安全全評價價的內(nèi)內(nèi)容安全評評價的的內(nèi)容容主要要包含含危險性性確認(rèn)認(rèn)和危險性性評價價兩個部部分。。(1)危險性性辨識識：全全面、、徹底底地找找出系系統(tǒng)中中所存存在的的危險險源，，并關(guān)關(guān)注它它們在在系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過程程中的的變化化;然后將這這些危險險源定量量化，明明確它們們的發(fā)生生概率及及其事故故后果的的嚴(yán)重度度。(2)危險性評評價：根根據(jù)危險險的影響響范圍與與社會公公認(rèn)的安安全指標(biāo)標(biāo)迸行比比較，最最后還要要確認(rèn)危危險性是是否排除除或減少少。安全評價價的內(nèi)容容：2、安全評評價的程程序(1)資料收集集和研究究；(2)危險因素素辨識與與分析；；(3)確定評價價方法，，實(shí)施安安全評價價；(4)確定措施施與對策策。（五）安全評價價的原則則1、系統(tǒng)性性2、綜合性性3、科學(xué)性性4、適用性性二、安安全檢查查表評價價法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)或系統(tǒng)統(tǒng)分析的的結(jié)果，，把評價價項(xiàng)目自自身及周周圍環(huán)境境的潛在在危險集集中起來來，列成成檢查項(xiàng)目目的清單單，評價時時依照清清單，逐逐項(xiàng)檢查查和評定定。1、逐項(xiàng)賦賦值法針對安全全檢查表表的每一一項(xiàng)檢查查內(nèi)容，，按其重重要程度度不同，，由專家家討論賦賦予一定定的分值。單項(xiàng)檢查查完全合合格者得得滿分，，部分合合格者按按規(guī)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)給分分，完全全不合格格者記零零分。這這樣逐項(xiàng)項(xiàng)逐條檢檢查評分分，最后后累計所所有各項(xiàng)項(xiàng)得分，，就得到到系統(tǒng)評評價總分分。根據(jù)據(jù)實(shí)際評評價得分分多少，，根據(jù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定確定系系統(tǒng)總體體安全等等級的高高低。2、加權(quán)平均法法該評價計值方方法是把企業(yè)業(yè)的安全評價價按專業(yè)分成成若干評價表表，所有評價價表不管評價價條款多少，，均按統(tǒng)一記記分體系分別別評價記分，，（如10分制或100分制等），并并按照各評價價表的內(nèi)容對對總體安全評評價的重要程程度，分別賦賦予權(quán)重系數(shù)(各評價表權(quán)重重系數(shù)之和為為1)。按各評價表表評價所得的的分值，分別別乘以各自的的權(quán)重系數(shù)并并求和，就可可得到企業(yè)安安全評價的結(jié)結(jié)果值。加權(quán)平均計算算方法：式中m——安全評價的結(jié)結(jié)果值；mi——按某一評價表表評價的實(shí)際際測量值；ki——按某一評價表表實(shí)際測量值值的相應(yīng)權(quán)重重系數(shù)；n——評價表個數(shù)。。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定的分?jǐn)?shù)界限限，就可確定定企業(yè)在安全全評價中取得得的安全等級級。例：某車站勞動安安全檢查表按按評價范圍給給出5個檢查表，分分別是：車間間安全生產(chǎn)管管理檢查表、、安全教育與與宣傳檢查表表、安全工作作應(yīng)知應(yīng)會檢檢查表、作業(yè)業(yè)場所情況檢檢查表、安全全生產(chǎn)檢查和和推廣安全生生產(chǎn)管理新技技術(shù)檢查表。。5個檢查表均采采用100分制計分，各各檢查表得分分的權(quán)重系數(shù)數(shù)分別為：0.25，0.15，0.35，0.15，0.1，即：k1=0.25，k2=0.15，k3=0.35，k4=0.15，k5=0.1按以上5個檢查表評價價該車站的實(shí)實(shí)際得分分別別為：85，90，75，65，80，即即m1=85，m2=90，m3=75，m4=65，m5=80則該該站站勞勞動動安安全全評評價價值值為為：：3、單單項(xiàng)項(xiàng)定定性性加加權(quán)權(quán)計計分分法法該評評價價計計量量方方法法是是把把安安全全檢檢查查表表的的所所有有檢檢查查評評價價項(xiàng)項(xiàng)目目都都視視為為同同等等重重要要。。評評價價時時，，對對檢檢查查表表中中的的幾幾個個檢檢查查項(xiàng)項(xiàng)目目分分別別給給以以“優(yōu)”、“良”、“可”、“差”，“可靠靠”、“基本本可可靠靠”、“基本本不不可可靠靠”、“不可可靠靠”等定定性性等等級級的的評評價價，，同同時時賦賦予予不不同同定定性性等等級級以以相相應(yīng)應(yīng)的的權(quán)權(quán)重重值值，，累累計計求求和和，，得得實(shí)實(shí)際際評評價價值值。。具體體計計算算方方法法：：式中中S———實(shí)際際評評價價值值；；n———評價價等等級級數(shù)數(shù)，，wi———評價價等等級級的的權(quán)權(quán)重重；；ki———取得得某某一一評評價價等等級級的的項(xiàng)項(xiàng)數(shù)數(shù)和和。。例：：評價價某某一一鐵鐵路路局局安安全全狀狀況況所所用用的的安安全全檢檢查查表表共共120項(xiàng)，，按按“優(yōu)”、“良”、“可”、“差”評價價各各項(xiàng)項(xiàng)。。四四種種等等級級的的權(quán)權(quán)重重分分別別為為w1=4，w2=3，w3=2，w4=1。評評價價結(jié)結(jié)果果為為：：56項(xiàng)為為“優(yōu)”，30項(xiàng)為為“良”，24項(xiàng)為為“可”，10項(xiàng)為為“差”，即即k1=56，k2=30，k3=24，k4=10。因此此，，該該鐵鐵路路局局的的安安全全評評價價值值為為：：