事故樹分析方法的研究

事故樹分析方法的研究

事故樹分析（ta）是一種演繹推理方法。該方法使用一種稱為事故樹的樹形圖來表示系統(tǒng)中可能發(fā)生的事故和各種原因之間的邏輯關(guān)系。通過對事故樹的定性與定量分析,找出事故發(fā)生的主要原因,為確定安全對策提供可靠依據(jù),以達(dá)到預(yù)測與預(yù)防事故發(fā)生的目的。事故樹定量分析主要是根據(jù)引起事故發(fā)生的各基本事件的發(fā)生概率,計算事故樹頂上事件發(fā)生概率;計算各基本事件的概率重要度和臨界重要度。根據(jù)定量分析的結(jié)果以及事故發(fā)生以后可能造成的危害,對系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險分析,以確定安全投資方向。1兩組提供依據(jù)研究基本事件的發(fā)生概率,是為了對事故進(jìn)行定量分析。通過定量分析,使人們得出能夠進(jìn)行比較的概念,為系統(tǒng)安全評價提供必要的數(shù)據(jù),為選擇最優(yōu)安全措施提供依據(jù)。事故樹定量分析是在定性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。定量分析有兩個目的,首先是在求出基本事件發(fā)生概率的情況下,計算頂上事件的發(fā)生概率,并根據(jù)所取得的結(jié)果與預(yù)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較。另一個目的,計算出概率重要度系數(shù)和臨界重要度系數(shù),以便使人們了解要改善系統(tǒng)應(yīng)從何處著手,以及根據(jù)重要程度的不同,按輕重緩急,安排人力、物力,分別采取對策,或按主次編制安全檢查表,以加強人的控制,使系統(tǒng)處于最佳安全狀態(tài)。1.1發(fā)生概率的概率各基本事件又是獨立事件時,可以直接計算頂上事件的發(fā)生概率。用“與門”連接的頂上事件發(fā)生概率為:用“或門”連接的頂上事件發(fā)生概率為:式中qi為第i個基本事件的發(fā)生概率(i=1,2,…,n)。b、重復(fù)事件計算頂上事件發(fā)生概率的方法有狀態(tài)枚舉法、最小割集法、最小徑集法、化相交集為不交集法、近似計算等多種方法,常用的兩種方法為:1最小割集與基本事件的連接用最小割集表示的事故樹等效圖,利用等效圖再來推出最小割集求頂上事件發(fā)生概率的公式。等效圖的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式是:頂上事件T與最小割集Ki的邏輯連接為或門,每個最小割集Ki與其包含的基本事件的邏輯連接為與門。其對于有K個最小割集的事故樹,其頂上事件發(fā)生的概率可表示為:公式中:i為基本事件的序數(shù);Xi∈Kj為第i個基本事件屬于第j個最小割集;j,s為最小割集的序數(shù);K為最小割集的個數(shù);Xi∈KJ∪Ks為第i個基本事件Xi或?qū)儆诘趈個最小割集,或?qū)儆诘趕個最小割集;1≤j≤s≤k為j,s的取值范圍。2邏輯連接方式利用最小徑集的方法以及用最小徑集表示的事故樹等效圖來求得頂上事件發(fā)生概率。其等效圖的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式是:頂上事件T與最小徑集Pi的邏輯連接為與門,而每個最小的徑集Pi與其包含的基本事件的邏輯連接為或門。對于有P個最小徑集的事故樹,其頂上事件發(fā)生的概率公式為:如果所有最小徑集彼此間沒有重復(fù)的基本事件,則頂上事件發(fā)生概率的計算公式為:公式表明,如果最小徑集彼此間沒有重復(fù)的基本事件,即可先求最小徑集所包含的基本事件的并集概率,然后求所有最小徑集的交集概率,其結(jié)果就是頂上事件發(fā)生概率。1.2頂事件概率重要系數(shù)基本事件概率重要度是以其概率重要系數(shù)來表示的。通過基本事件概率重要度分析,可知在各基本事件中,哪個基本事件的概率變化對頂上事件的發(fā)生概率的變化影響大,從而采取有效措施減少概率重要系數(shù)大的基本事件的發(fā)生概率,有效地降低頂上事件的發(fā)生概率。概率重要系數(shù)IP(i),是通過將頂上事件發(fā)生概率Q函數(shù)對自變量qi求一次偏導(dǎo)就可獲得該基本事件的概率重要度系數(shù),即公式中:Q為頂上事件的發(fā)生概率;qi為第i個基本事件的發(fā)生概率。1.3相關(guān)度系數(shù)未反映所反映的事實一般情況下,減少概率大的基本事件的概率要比減少概率小的容易,而概率重要度系數(shù)并未反映這一事實。因此,需要用相對變化率的比值,來衡量各基本事件的重要度,即用基本事件發(fā)生概率的變化率與頂上事件發(fā)生概率的變化率的比,來確定各基本事件的重要度,這個比值稱為臨界重要度系數(shù)Ic(i),即:2實例分析2.1瓦斯襲擊事故樹圖通過調(diào)查和搜集資料對1994年至2004年間的特大瓦斯爆炸事故進(jìn)行了統(tǒng)計,統(tǒng)計得出特大瓦斯爆炸事故44起,引起瓦斯爆炸的相關(guān)危險基本事件30起,繪制瓦斯爆炸事故樹圖(見圖1)。事故統(tǒng)計過程中在確定基本事件后,對事故樹底部基本事件發(fā)生次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析,確定了基本事件的發(fā)生概率(見表1)。2.2事故樹分析根據(jù)事故樹及其基本事件發(fā)生概率,對特大瓦斯爆炸事故進(jìn)行分析。通過求其頂上事件概率、概率重要度系數(shù)、臨界重要度系數(shù),得出相關(guān)結(jié)論。1確定事件發(fā)生的概率利用最小徑集的方法根據(jù)公式(5)可以求得頂上事件發(fā)生概率為0.376。2率重要系數(shù)頻率根據(jù)公式(6)可得其對應(yīng)的概率重要系數(shù),其所得值如表2所示。由表2可得,按其概率重要系數(shù)的大小排出各基本事件的概率重要順序為:3臨界重要系數(shù)根據(jù)公式(7)可以求出基本事件對應(yīng)的臨界重要系數(shù),其所得值見表3。由表3可得,按照臨界重要系數(shù)大小排列出各基本事件的重要順序:2.3礦井瓦斯管理的激發(fā)因素是積極應(yīng)對事故的抗在概率重要系數(shù)中基本事件X14的概率重要度系數(shù)最大,其次是X2、X8、X11、X15、X16、X9、X12,這些基本事件的概率系數(shù)發(fā)生改變對頂上事件起主導(dǎo)作用,在縮小其概率時,可以有效地將頂上事件發(fā)生概率降下來。在臨界重要系數(shù)中,可以得出X19在各基本事件中的臨界重要系數(shù)最大,其次是X14、X2、X8、X11、X15、X16、X23、X29。由于臨界重要系數(shù)能夠從敏感度和自身概率大小的雙重角度反映基本事件的重要程度,因此通過重點觀察各基本事件的臨界重要度系數(shù)并結(jié)合概率重要度系數(shù),我們可以針對X19、X14及其次的X11、X15、X16、X23、X29等基本事件,著重加強相關(guān)方面的管理,進(jìn)而提高瓦斯爆炸的預(yù)防能力。針對事故的定量分析得出煤礦瓦斯管理的幾點看法和意見:1)要不斷完善瓦斯檢查制度,提高瓦斯檢查員的素質(zhì),并能合理地處理瓦斯積聚;同時瓦斯監(jiān)測設(shè)備要配備齊全,使其能夠?qū)峦咚弓h(huán)境做到及時了解,及時控制。2)加強對技術(shù)人員的管理,不斷提高人員的專業(yè)技術(shù)水平,注重安全意識的培養(yǎng),盡量使因人為因素導(dǎo)致的事故降到最低。3)完善井下機電設(shè)備管理,發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患及時維修,使機電設(shè)備