安全系統(tǒng)工程課件：事件樹分析

事件樹分析本課重難點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo)一、事件樹分析的分析原理二、分析步驟三、事件樹的建造及簡化四、事件樹分析的定量計(jì)算五、事件樹分析應(yīng)用舉例課程小結(jié)課程復(fù)習(xí)思考題下次課預(yù)習(xí)要點(diǎn)本課重難點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo)本課的重點(diǎn)及難點(diǎn)事件樹分析的分析原理及分析步驟。教學(xué)目標(biāo)掌握事件樹分析的分析原理及分析步驟。一、事件樹分析的分析原理1、定義事件樹分析(ETA,EventTreeAnalysis)——安全系統(tǒng)工程中的重要分析方法之一——理論基礎(chǔ)是運(yùn)籌學(xué)中的決策論——?dú)w納法

開始——從給定的一個初始事件的事故原因

過程——按順序分析事件向前發(fā)展中各個環(huán)節(jié)成功與失敗的過程和結(jié)果

結(jié)果——定性與定量地評價(jià)系統(tǒng)的安全性，并由此獲得正確的決策。一、事件樹分析的分析原理2、分析原理來源于決策樹-----最初用于可靠性分析。原理是每個系統(tǒng)都是由若干個元件組成的，每個元件對規(guī)定的功能都存在具有(正常)和不具有（失效）兩種可能。

一、事件樹分析的分析原理2、分析原理（續(xù)）按照系統(tǒng)的構(gòu)成順序，從初始元件開始，由左向右分析各元件成功與失敗兩種可能，直到最后一個元件為止。分析的過程用圖形表示出來，就得到近似水平的樹形圖。如果在事件(隱患)發(fā)展的不同階段采取恰當(dāng)措施阻斷其向前發(fā)展，就可達(dá)到預(yù)防事故的目的。二、分析步驟（1）確定初始事件（最初原因事件）。一般是選擇分析人員最感興趣的異常事件作為初始事件。（2）找出與初始事件有關(guān)的環(huán)節(jié)事件。（繼初始事件后一系列可能造成事故后果的其他原因事件）。（3）畫事件樹。二、分析步驟（4）說明分析結(jié)果。在事件樹最后面寫明由初始事件引起的各種事故結(jié)果或后果。（5）進(jìn)行事件樹簡化（6）進(jìn)行定量計(jì)算。1、事件樹的建造（串聯(lián)系統(tǒng)）一物料輸送系統(tǒng)，如下圖，由一臺泵和兩個閥門串聯(lián)組成，物料按順序經(jīng)過泵A，閥門B、C，是一個三因素串聯(lián)系統(tǒng)，A、B、C有成功或失敗兩種狀態(tài)。根據(jù)實(shí)際構(gòu)成情況，所建造的樹的根是信號產(chǎn)生（事故原因)，當(dāng)泵A接受啟動信號后，出現(xiàn)（成功或失?。?，從泵A節(jié)點(diǎn)開始分支：成功上支，失敗下支。同理閥門B、C。三、事件樹的建造及簡化三、事件樹的建造及簡化三、事件樹的建造及簡化從圖中可看出，這個系統(tǒng)共有23=8個可能發(fā)展途徑，其中ABC均成功的狀態(tài)（111）時(shí)，系統(tǒng)才能正常，其他情況都失敗。1、事件樹的建造（并聯(lián)系統(tǒng)）一物料輸送系統(tǒng)，如上圖，一臺泵和兩個并聯(lián)閥門串聯(lián)組成，物料按順序經(jīng)過泵A，閥門B或閥門C后輸出，是一個并聯(lián)系統(tǒng)，A、B、C有成功或失敗兩種狀態(tài)。

三、事件樹的建造及簡化根據(jù)實(shí)際構(gòu)成情況，所建造的樹的根是信號產(chǎn)生（事故原因)，當(dāng)泵A接受啟動信號后，出現(xiàn)（成功或失?。?，從泵A節(jié)點(diǎn)開始分支：成功上支，失敗下支。同理閥門B、C。當(dāng)閥門B（C)失效，備用閥門C（B)可以開始工作。三、事件樹的建造及簡化三、事件樹的建造及簡化從圖中可以看出，各因素狀態(tài)組合為（11）、（101）時(shí)，系統(tǒng)處于正常運(yùn)行，其余四種情況（100）、（01）、（001）、（000）均為系統(tǒng)失敗狀態(tài)。三、事件樹的建造及簡化2、事件樹的簡化一個因素有2種狀態(tài)，若系統(tǒng)中有n個因素，就有2n種可能結(jié)果。

發(fā)現(xiàn)：一個系統(tǒng)中包含因素較多，不僅事件樹中分支很多，而且有些分支還未發(fā)展到最后的功能時(shí)，事件的發(fā)展就已經(jīng)結(jié)束了三、事件樹的建造及簡化

簡化原則：（1）失敗概率極低的系統(tǒng)不需列入事件樹；（2）當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)失敗，在其后繼的各個系統(tǒng)不可能減緩后果時(shí)或后繼系統(tǒng)已因前置系統(tǒng)的失敗而失敗了，以后的系統(tǒng)就不必再進(jìn)行分支。三、事件樹的建造及簡化四、事件樹分析的定量計(jì)算事件樹分析的定量計(jì)算就是計(jì)算事件樹每個分支發(fā)生的概率。為了計(jì)算出這些分支的概率，首先必須確定每個因素的概率。如果各個因素的可靠度已知，根據(jù)事件樹就可求得系統(tǒng)的可靠度。四、事件樹分析的定量計(jì)算例如圖2-14串聯(lián)系統(tǒng)，若已知泵A、閥門B和閥門C的可靠度分別為P（A）=0.95、P（B）=0.9、P（C）=0.9，則串聯(lián)系統(tǒng)成功的概率P（S）為泵A、閥門B和閥門C均處于成功狀態(tài)時(shí)，3個因素的積事件概率，即：

P（S）=P（A）×P（B）×P（C）=0.7695四、事件樹分析的定量計(jì)算串聯(lián)系統(tǒng)失敗的概率，即不可靠度F（S）為F（S）=1-P（S）=0.2305同理可以計(jì)算出圖2-15并聯(lián)系統(tǒng)的概率。設(shè)各個因素的可靠度與上列相同，則并聯(lián)系統(tǒng)成功的概率為：

P（S）=P（A）×P（B）+P（A）×[1-P（B）]×P（C）=0.9405四、事件樹分析的定量計(jì)算并聯(lián)系統(tǒng)失敗的概率為：F（S）=1-P（S）=0.0595將以上兩例計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較可以看出，閥門并聯(lián)物料輸送系統(tǒng)的可靠度比閥門串聯(lián)時(shí)要大得多。五、事件樹分析應(yīng)用實(shí)例

【例2-11】地下礦山井下炮煙中毒窒息事故在礦井采用自然通風(fēng)方式時(shí)發(fā)生的可能性較大。自然通風(fēng)礦井依靠礦井進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口之間大氣的自然壓差形成的風(fēng)量運(yùn)動進(jìn)行通風(fēng)，其風(fēng)速低、風(fēng)量小，且風(fēng)向隨地表氣候的變化而變化，系統(tǒng)不穩(wěn)定。井下爆破產(chǎn)生的有毒有害氣體和粉塵長時(shí)間滯留在工作面附近，加之未采用局扇或局扇安裝方法不合理進(jìn)行局部通風(fēng)。五、事件樹分析應(yīng)用實(shí)例因此，由于礦井進(jìn)風(fēng)量和回風(fēng)量不足，會導(dǎo)致污風(fēng)在采掘工作面附近循環(huán)，從而危害作業(yè)人員生命安全，嚴(yán)重時(shí)可能造成人員中毒窒息事故。

此外，當(dāng)井下可燃物著火時(shí)，由于沒有足夠的氧氣供應(yīng)，燃燒不充分，容易產(chǎn)生大量的CO，亦發(fā)生中毒窒息事故?，F(xiàn)采用事件樹分析井下炮煙中毒窒息事故如圖2-16所示。五、事件樹分析應(yīng)用實(shí)例五、事件樹分析應(yīng)用實(shí)例通過對井下炮煙中毒窒息事故進(jìn)行分析，應(yīng)用ETA方法進(jìn)行剖析，可避免該類事故的發(fā)生，具體對策措施與建議如下：（1）礦井需建立完善的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，采礦工作面形成貫穿風(fēng)流通風(fēng)，掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)，將污風(fēng)引入礦井回風(fēng)系統(tǒng)。（2）建立通風(fēng)防塵機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)通風(fēng)防塵管理，配備必要的測風(fēng)、測塵儀器等儀表，定期對礦井和井下作業(yè)面進(jìn)行檢測。五、事件樹分析應(yīng)用實(shí)例（3）對廢棄井巷、采空區(qū)進(jìn)行密閉。設(shè)置必要的調(diào)風(fēng)、調(diào)阻通風(fēng)構(gòu)筑物，確保井下采掘作業(yè)面的有效風(fēng)量。（