事故树分析（精品）

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1、安全评价系列讲座故障树分析(FaultTreeAnalysis,FTA)故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法,形彖地进行危险的分析丄作，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耍分析方法Z-o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”，人量、有效地应用了FTA,从而迅

2、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可识别特点的项(事件)的集合。这些共同特点使Z能够区别于他类事物。(2)并集把集合A的元索和集合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AAB或A・Bo根据定义，交是可以交

3、换的，即AAB^BAA例若A={a>b、c、d}；B={c>d、e}；则AAB={c>d}o(4)补集在整个集合(Q)屮集合八的补集为一个不属于八集的所有元索的集。补集乂称余，记为"或A。1.2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。它可用于故障树分析，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。演算这些方程即口J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)：(

4、1)交换律X・Y二Y・XX+Y二Y+X(2)结合律X・(Y・Z)=(X・Y)・ZX+(Y+Z)=(X+Y)+Z(3)分配律X・(Y+Z)二X・Y+X・ZX+(Y・Z)=(X+Y)・(X+Z)(1)吸收律X・(X+Y)二XX+(X・Y)=X(1)互补律X+X'=Q=1X・X‘二①(①表示空集)(2)幕等律X・X二Xx+x=x(3)狄.摩根定律(X・Y)'二X’+Y'(X+Y)'二X’・Y'(4)对合律(X’)'二X(5)重叠律X+X'Y=X+Y二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

5、件ZI'可的逻辑关系用逻辑门表示。这些符号可分逻辑符号、事件符号等。1.1故障树的符号及意义(1)事件符号①矩形符号：代表顶上事件或中间事件，见图8-1(a)o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：代表基木事件，见图8-1(b)。表示不要求进一步展开的基木引发故障事件。③屋形符号：代表正常事件，见图8-1(c)o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8-1(d)。因该事件影响不人或因情报不足，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，

6、见图8-1(e)。表示施加于任何逻辑门的条件或限制。(a)(c)(e)图8-1事件符号(1)逻辑符号故障树中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牛，即发牛输出事件的情况。或门符号见图8—2(a),或门示意图见图8—30图8-2逻辑符号图8-3或门示意图①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。图8—4与门示意图②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

7、造成输出Z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。图8-5禁门示意图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所示。2.2建树原则故障树的树形结构是进行分析的棊础。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，耍遵循一套基本规则。(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

8、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),再來确定它们的直接、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事件方框图内填入故障内容，说明什么样的故障，在什么条件卞发牛。(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