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1、第一节事故树分析概述一、事故树分析的基本概念爭故树分析(FaultTreeAnalysis,简称FTA)是安全系统工程屮常用的一种分析方法。1961年,美国贝尔电话研究所的维森(H.A.Watson)首创了FTA并应用于研究民兵式导弹发射控制系统的安全性评价屮,用它來预测导弹发射的随机故障概率。接着,美国波音E机公司的哈斯尔(Hassle)等人对这个方法乂作了重大改进,并采用电子计算机进行辅助分析和计算。1974年,美国原子能委员会应用FTA对商用核电站进行了风险评价,发表了拉斯姆逊报告(RasmussenReport),引起世
2、界各国的关注。目前雷故树分析法已从宇航、核工业进入-•般电子、电力、化工、机械、交通等领域,它可以进行故障诊断、分析系统的薄弱环节,指导系统的安全运行和维修,实现系统的优化设计。事故树分析(FTA)是一种演绎推理法,这种方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因Z间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示,通过对事故树的定性与定量分析,找出事故发生的主要原因,为确定安全对策提供可旅依据,以达到预测与预防事故发生的H的。FTA法具有以下特点:(1)事故树分析是-•种图形演绎方法,是申故事件在一定条件下的逻辑推理方法。它可以
3、围绕某特定的枣故作层层深入的分析,因而在淸晰的事故树图形下,表达系统内各爭件间的内在联系,并指出单元故障与系统事故Z间的逻辑关系,便于找出系统的薄弱环节。(2)FTA具冇很大的灵活性,不仅可以分析某些单元故障对系统的影响,还可以对导致系统事故的特殊原因如人为因素、环境影响进行分析。(3)进行FTA的过程,是一个对系统更深入认识的过程,它要求分析人员把握系统内各要索间的内在联系,弄清各种潜在因索对爭故发生彩响的途径和程度,因而许多问题在分析的过程屮就被发现和解决了,从而提高了系统的安全性(4)利用事故树模型可以定量计算复杂系统发生
4、事故的概率,为改善和评价系统安全性捉供了定量依据。事故树分析述存在许多不足Z处,主要是:FTA需婆花费大量的人力、物力和时间;FTA的难度较人,建树过程复杂,需要经验丰富的技术人员参加,即使这样,也难免发牛遗漏和错误;FTA只考虑(0,1)状态的事件,而大部分系统存在局部正常、周部故障的状态,因而建立数学模型时,会产生较大谋差;FTA虽然可以考虑人的因索,但人的失误很难量化。爭故树分析仍处在发展和完善屮。目前,爭故树分析在自动编制、多状态系统FTA、相依爭件的FTA、FTA的组合爆炸、数据库的建立及FTA技术的实际应用等方而尚待
5、进一步分析研究,以求新的发展和突破。二、事故树分析步骤事故树分析是根据系统可能发生的事故或已经发生的事故所提供的信息,去寻找同事故发生冇关的原因,从而采収冇效的防范措施,防止事故发生。这种分析方法一般可按下述步骤进行。分析人员在具体分析某一系统时可根据需要和实际条件选取其中若干步骤。1.准备阶段(1)确定所要分析的系统。在分析过程中,合理地处理好所要分析系统与外界环境及其边界条件,确定所要分析系统的范用,明确影响系统安全的主要因素。(2)熟悉系统。这是事故树分析的基础和依据。对于已经确定的系统进行深入的调查研究,收集系统的冇关资
6、料与数据,包括系统的结构、性能、工艺流程、运行条件、事故类型、维修情况、环境因素等。(3)调查系统发生的申故。收集、调查所分析系统曾经发生过的爭故和将来有可能发生的爭故,同时还耍收集、调查木单位与外单位、国内与国外同类系统曾发生的所有事故。2.事故树的编制(1)确定事故树的顶事件。确定顶事件是指确定所要分析的对象事件。根据事故调查报告分析其损失大小和事故频率,选择易于发生且后果严重的事故作为事故的顶事件。(2)调查与顶事件有关的所有原因事件。从人、机、环境和信息等方面调查与事故树顶事件有关的所有事故原因,确定事故原因并进行影响分
7、析。(3)编制事故树。采用一些规定的符号,按照一定的逻辑关系,把事故树顶事件与引起顶事件的原因事件,绘制成反映因果关系的树形图。3.事故树定性分析申故树定性分析主要是按申故树结构,求取事故树的最小割集或最小径集,以及皐木申件的结构重要度,根据定性分析的结果,确定预防事故的安全保障措施。1.事故树定量分析事故树定量分析主要是根据引起事故发生的各基木事件的发生概率,计算事故树顶事件发生的概率;计算各基木事件的概率重要度和关键重要度。根据定最分析的结果以及半故发生以后可能造成的危害,对系统进行风险分析,以确定安全投资方向。2.事故树分
8、析的结果总结与应用必须及时对事故树分析的结果进行评价、总结,捉出改进建议,整理、储存事故树定性和定暈分析的全部资料与数据,并注重综合利用各种安全分析的资料,为系统安全性评价与安全性设计提供依拯。目前已经开发了多种功能的软件包(如美国的SETS和徳国的RISA)进