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1、最小割集及最小径集在事故树研究中作用事故树分析是利用事故树对事故进行预测的方法,是安全系统工程中最重要的分析方法之一,它是按照演绎的原理对事故进行定性和定量的分析。定性分析包括最小割(径)集的求取和重要度分析。最小割集是顶上事件发生的最低限度基本事件的集合(用于事故分析,对应有事故树);最小径集是顶上事件发生所必须的最低限度的基本事件的集合(用于安全分析,对应有成功树)。定量分析主要求取顶上事件(即环境危害事故)的发生概率。在事故树分析中,最小割(径)集占有非常重要的地位,熟练掌握并灵活运用最小割集和最小径集,能使系统事故分析达到了事半功倍的效果。为了更好说明最小割集与
2、最小径集在事故树分析中的作用,本文以造纸厂备料工段木料切片打击伤害事故和空压机储气罐爆炸事故为例子。木料切片打击伤害事故树图和空压机储气罐爆炸事故树图见图1和图2。图1为造纸厂备料工段木料切片打击伤害事故树图图中:T1为顶上事件a为条件与门B为中间事件X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7为基本事件由上面的事故树写出其结构式,并进行布尔代数运算:7T1=a.A.Ba(Xl+X2+X3)(X4+X5+X6+X7)aXlX4+aXlX5+aXlX6+aXlX7+aX2X4+aX2X5+aX2X6+aX2X7+aX3X4+aX3X5+aX3X6+aX3X7则该事故树的最小割
3、集:K1=(a,Xl,X4),K2=(a,Xi,X5),K3=(a,Xl,X6),K4=(a,XI,X7),K5=(a,X2,X4),K6=(a,X2,X5),K7=(a,x2,g6),K8=(a,X2,X7),K9=(a,X3,X4),K10=(a,X3,X5),K11=(a,X3,X6),K12=(a,X3,X7)事故树的最小径集:P1=(a),P2=(X1,X2,X3),P3=(X4,X5,X6,X7)图2为空压机储气罐爆炸事故树图图中:T1为顶上事件a为条件与门A、B为中间事件XI、X2、X3、X4、X5为基本事件由上面的事故树写出其结构式,并进行布尔代数运算:
4、T2=A+B+X3=XiX2+aX4X5+X3则该事故树的最小割集:K1=(X3),K2=(X1,X2),K3:(a,X4,X5)现结合上述两个例子,归纳最小割集和最小径集在事故树分析中的作用。71、最小割集表示系统的危险性由最小割集的定义可知,每个最小割集表示顶上事件发生的一种可能。掌握了最小割集,实际上就掌握了顶上事件发生的各种可能,这有利于我们掌握事故发生规律,为事故调查分析和事故预防提供依据。通过最小割集,我们可以找出安全系统中存在的漏洞,并制定相应的预防措施,全面地控制事故的发生,从而提高了系统的安全性。例如:上述木料切片打击伤害事故树中共有12个最小割集,说
5、明该系统造成伤害事故有12种可能的途径:或者是木料过长受到异常撞击,操作工所处位置不当避让来不及,使人与木料接触;或者是下料操作失误木料受到异常撞击,操作工所处位置不当避让来不及,使人与木料接触等等。我们就必须从这12个方面制定相应的措施,有效地控制该事故的发生。由以上分析可得出结论:事故树中有几个最小割集,顶上事件发生就有几种可能,最小割集越多,导致事故发生的可能就越多,系统就越危险。2、最小径集表示系统的安全性7由最小径集定义可知,若一个最小径集中的所有基本事件都不发生,则顶上事件就不发生,掌握了最小径集,可知要使事故不发生,须控制住哪几个基本事件能使顶上事件不发生
6、,并可知道有几种控制系统事故的方案。例如:上述木料切片打击伤害事故树中,最小径集有3组P1:(a),P2:(X1,X2,X3),P3:(X4,X5,X6,X7),显然,若当P1、P2、P3其中一个不发生,则顶上事件T就不发生,伤害事故就控制了。所以,它就给我们提示了有3种可能预防的途径:如果我们对P1采取措施,使人体与木料不接触,伤害事故就不会发生;如果我们对P2采取措施,即使木料异常撞击,伤害事故也不会发生;如果我们对P3采取措施,即使人员避让不及时,伤害事故就不会发生,这也告诉了我们改进系统的可能性和消除隐患的人手处。由以上分析得出结论:事故树最小径集越多,系统就越
7、安全。3.最小割集可直观比较事故发生的危险性通过分析最小割集,我们能直观地、概略地看出哪种事故发生后,对系统危险性影响最大,哪种稍次,哪种可以忽略,以及如何采取措施使事故发生概率迅速下降。例如:上述空压机储气罐爆炸事故树中共有3种最小割集K1:(X3),K2:(X1,X2),K3:(a7,X4,X5),一般来说,K1比K2更容易导致事故的发生;K2比K3更容易导致事故的发生(假设各基本事件发生的概率相等),因为只有当最小割集中所有的基本事件同时发生时,事故才能发生。上述空压机储气罐爆炸事故例子中,单个事件的最小割集只要一个事件发生就能导致