安全评价系列讲座(一)

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1、安全评价系列讲座(一)故障树分析(FTA)技术是美国贝尔实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。1数学基础1．1基本概念(1)集：从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同

2、可识别特点的项(事件)的集合。这些共同特点使之能够区别于他类事物。(2)并集把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，这些元素的全体构成的集合叫做A与B的并集，记为AUB或A+B。若A与B有公共元素，则公共元素在并集中只出现一次。例若A={a、b、c、d}；B={c、d、e、f}；AUB={a、b、c、d、e、f}。(3)交集两个集合A与B的交集是两个集合的公共元素所构成的集合，记为A∪B或A+B。根据定义，交是可以交换的，即A∩B=B.A例若A={a、b、c、d}；B={c、d、e}；则A∩B={c、d}。(4)补集在整个集合(Ω)中集合A的

3、补集为一个不属于A集的所有元素的集。补集又称余，记为A''或A1．2布尔代数规则布尔代数用于集的运算，与普通代数运算法则不同。它可用于故障讨分析，布尔代数可以帮助我们将事件表达为另一些基本事件的组合。将系统失效表达为基本元件失效的组合。演算这些方程即可求出导致系统失效的元件失效组合(即最小割集)，进而根据元件失效概率，计算出系统失效的概率。布尔代数规则如下(x、Y代表两个集合)：(1)交换律X·Y=Y·XX+Y=Y+X(2)结合律(3)分配律X·(Y·Z)：(X·Y)·ZX+(Y+Z)=(X+Y)+ZX·(Y+Z)：X-Y

4、+X·ZX+(Y·Z)=(X+Y)-(X+Z)(4)吸收律X·(X+Y)：XX+(X·Y)：X(5)互补律X+X=Ω=1X·X=φ(φ表示空集)(6)幂等律X·X=XX+X=X(7)狄．摩根定律(x·Y)''=X''+Y(X+Y)=X''·Y(8)对合律(X'')''=X(9)重叠律X+X''Y=X+Y=Y+Y''X2故障树的编制故障树是由各种事件符号和逻辑门组成的，事件之间的逻辑关系用逻辑门表示。这些符

5、号可分逻辑符号、事件符号等。2．1故障树的符号及意义(1)事件符号①矩形符号：代表顶t=事件或中间事件，见图8—1(a)。是通过逻辑门作用的、由一个或多个原因而导致的故障事件。②圆形符号：代表基本事件，见图8—1(b)。表示不要求进一步展开的基本引发故障事件。③屋形符号：代表正常事件，见图8—1(C)。即系统在正常状态下发挥正常功能的事件。④菱形符号：代表省略事件，见图8一l(d)。因该事件影响不大或因情报不足，因而没有进一步展开的故障事件。⑤椭圆形符号：代表条件事件，见图8—1(e)。表示施加于任何逻辑门的条件或限制。(2)逻辑符号故障树中

6、表示事件之间逻辑关系的符号称门，主要有以下几种。①或门：代表一个或多个输入事件发生，即发生输出事件的情况。或门符号见图8—2(a)，或门示意图见图8—3。②与门：代表当全部输入事件发生时，输出事件才发生的逻辑关系。表现为逻辑积的关系。与门符号见图8—2(b)，与门示意图见图8—4。③禁门：是与门的特殊情况。它的输出事件是由单输入事件所引起的。但在输入造成输出之间，必须满足某种特定的条件。禁门符号见图8—2(C)，禁门示意图见图8—5。例如许多化学反应只有在催化剂存在的情况下才能反应完全，催化剂不参加反应，但它的存在是必要的。这种逻辑如图8—6

7、所示。2．2建树原则故障树的树形结构是进行分析的基础。故障树树形结构正确与否，直接影响到故障树的分析及其可靠程度。因此，为了成功地建造故障树，要遵循一套基本规则。(1)“直接原因原理”(细步思考法则)编制故障树时，首先从顶上事件分析，确定顶上事件的直接、必要和充分的原因，应注意不是顶上事件的基本原因。将这直接、必要和充分原因事件作为次顶上事件(即中间事件)，再来确定它们的直接、必要和充分的原因，这样逐步展开。这时，“直接原因”是至关重要的。按照直接原因原理，才能保持故障树的严密的逻辑性，对事故的基本原因作详尽的分析。(2)基本规则I事件方框图

8、内填入故障内容，说明什么样的故障，在什么条件下发生。(3)基本规则Ⅱ对方框内事件提问：“方框内的故障能否由一个元件失效构成?”如果对该问题的回答是肯定的，把事件列为