事故樹—習(xí)題課

1、安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程事故樹分析（事故樹分析（3）事故樹分析進(jìn)一步討論事故樹分析進(jìn)一步討論 曹慶貴曹慶貴 教授教授/ /博士博士/ /博導(dǎo)博導(dǎo)20082008年年1010月月習(xí)題課：事故樹分析習(xí)題課：事故樹分析一、鍋爐超壓事故分析一、鍋爐超壓事故分析（課本第（課本第72727676頁(yè)）頁(yè)）1 1 事故樹事故樹 事故樹：圖事故樹：圖3 31818。 基本事件發(fā)生概率：表基本事件發(fā)生概率：表3 31616。 鍋 爐 超 壓C 2C 3D 1D 2E 1X 1X 2X 3X 9X 7X 8X 1 0X 1 1X 1 2X 1 3X 1 4X 1 5X 6X 4X 5安 全 閥 未 卸 壓不 排 氣

2、排 起 不 夠安 全 閥 銹 死未 定 期進(jìn) 行 手動(dòng) 試 驗(yàn)調(diào) 壓過(guò) 高規(guī) 格小起 跳 高度 不 夠壓 力 超 過(guò) 安 全 值壓 力上 升未 減 弱 燃 燒壓 力 視 值 偏 低工 作 失 誤未 監(jiān)視脫 崗讀 數(shù) 誤 差安 裝 位置 不 當(dāng)表 盤 直徑 小表 盤 看 不 清光 線不 足未 標(biāo)紅 線壓 力 表?yè)p 壞壓 力 表 失 靈超 期未 校未 定 期沖 洗三 通關(guān) 閉TA 1A 2B 1B 2B 3C 1圖圖3-18 鍋爐超壓事故分析圖鍋爐超壓事故分析圖 代號(hào)代號(hào)基本事件名稱基本事件名稱qi1-qiX1未定期做手動(dòng)試驗(yàn)未定期做手動(dòng)試驗(yàn)10-20.99X2調(diào)壓過(guò)高調(diào)壓過(guò)高10-40.9999

3、X3安全閥規(guī)格選小安全閥規(guī)格選小10-30.999X4安全閥起跳高度不夠安全閥起跳高度不夠10-30.999X5壓力上升壓力上升510-20.95X6壓力表?yè)p壞壓力表?yè)p壞10-50.99999X7脫崗脫崗510-20.95X8未監(jiān)視未監(jiān)視10-20.99X9安裝位置不當(dāng)安裝位置不當(dāng)10-30.999X10表盤直徑小表盤直徑小10-40.9999X11光線不足光線不足10-30.999X12未標(biāo)紅線顯示未標(biāo)紅線顯示510-20.95X13超期未校超期未校10-60.999999X14沒(méi)定期沖洗沒(méi)定期沖洗10-30.999X15三通關(guān)閉三通關(guān)閉10-40.9999表表3-16 3-16 基本事件發(fā)

4、生概率取值表基本事件發(fā)生概率取值表2 2 事故樹定性分析事故樹定性分析 （1 1）最小割集與最小徑集）最小割集與最小徑集 最小割集與最小徑集的數(shù)目最小割集與最小徑集的數(shù)目公式公式 式中式中 i-i-門的編號(hào)或代碼門的編號(hào)或代碼; ; i i- -第第i i個(gè)門輸入事件的數(shù)量個(gè)門輸入事件的數(shù)量; ; X Xi,ji,j- -第第i i個(gè)門的第個(gè)門的第j j個(gè)輸入變量個(gè)輸入變量(j=1,2(j=1,2i i) )，當(dāng)輸入變量，當(dāng)輸入變量是基本事件時(shí)，是基本事件時(shí)，X Xi,ji,j=1=1；當(dāng)輸入變量是門；當(dāng)輸入變量是門k k時(shí)，時(shí)，X Xi,ji,j=X=Xk k; ; X Xi i= =門門i

5、 i的變量，如果門的變量，如果門i i是緊接頂事件是緊接頂事件T T的門，則的門，則Xi=XTXi=XT即為矩陣即為矩陣CMmCMmn n的行數(shù)的行數(shù)m m。經(jīng)計(jì)算，割集為經(jīng)計(jì)算，割集為4040個(gè)，徑集為個(gè)，徑集為3 3個(gè)。個(gè)。 )(X)(XXXii,2,1 ,ii,2i,1i,為或門為與門iXXiXiii 做出鍋爐超壓事故樹的成功樹：圖做出鍋爐超壓事故樹的成功樹：圖3 31919。 TA1X1X2X3X4A2X5B3C2C3D1D2X12X11X10X9X6X14 X15X13X7X8圖圖3-19 3-19 圖圖3-183-18的成功樹的成功樹求取最小徑集求取最小徑集寫出成功樹的結(jié)構(gòu)式，并化

6、簡(jiǎn)，求取其最小割集：寫出成功樹的結(jié)構(gòu)式，并化簡(jiǎn)，求取其最小割集：結(jié)構(gòu)函數(shù)結(jié)構(gòu)函數(shù)為為:T=A:T=A1 1+A+A2 2 =X=X1 1XX2 2XX3 3XX4 4+(X+(X5 5+B+B3 3)= X= X1 1XX2 2XX3 3XX4 4+(X+(X5 5+C+C2 2CC3 3)= X= X1 1XX2 2XX3 3XX4 4+X+X5 5+(D+(D1 1XX6 6DD2 2)(X)(X7 7XX8 8)= X= X1 1XX2 2XX3 3XX4 4+X+X5 5+ + (X(X9 9XX1010XX1111xx1212)X)X6 6(X(X1313XX1414xx1515)(

7、X)(X7 7XX8 8)= X= X1 1XX2 2XX3 3XX4 4+X+X5 5+X+X6 6XX7 7XX8 8XX9 9XX1010XX1111xx1212 X X1313XX1414xx1515從而得到事故樹的最小徑集為：從而得到事故樹的最小徑集為：151413121110987634321251,xxxxxxxxxxPxxxxPxP（2 2）結(jié)構(gòu)重要度分析）結(jié)構(gòu)重要度分析 由于由于3 3個(gè)最小徑集中均不含共同元素個(gè)最小徑集中均不含共同元素, ,所以得到所以得到: : I I(5) I(5) I(1)= I(1)= I(2)= I(2)= I(3)= I(3)= I(4)I(4)

8、I(6)= I(6)= I(7)= (7)= I I(8)=I(8)=I(9)= I(9)= I(10)= I(10)= I(11)=I(11)=I(12)= I(12)= I(13)= (13)= I I(14)=I(14)=I(15)(15)3.3.事故樹定量分析事故樹定量分析 （1 1）頂上事件發(fā)生概率）頂上事件發(fā)生概率 根據(jù)公式根據(jù)公式 ( (課本式課本式3-15), 3-15), ( (課本式課本式3-16),3-16),得到得到 P(T)=1-(1-qP(T)=1-(1-q5 5)1- (1-q)1- (1-q1 1) (1-q) (1-q2 2) (1-q) (1-q3 3) (

9、1-q) (1-q4 4)1- (1-q)1- (1-q6 6) (1-q) (1-q7 7) ) (1-q(1-q8 8) (1-q) (1-q9 9) (1-q) (1-q1010) (1-q) (1-q1111) (1-q) (1-q1212) (1-q) (1-q1313) (1-q) (1-q1414) (1-q) (1-q1515) 將表將表3-163-16所列個(gè)基本事件發(fā)生概率值代入所列個(gè)基本事件發(fā)生概率值代入, ,得得: : P(T)=6.61X10 P(T)=6.61X10-5-5 （2 2）概率重要度分析與臨界重要度分析）概率重要度分析與臨界重要度分析選作選作4 4結(jié)論結(jié)論

10、 總結(jié)分析結(jié)果，提出預(yù)防措施?？偨Y(jié)分析結(jié)果，提出預(yù)防措施。ripxiprqTP1)(ripxiprqTP11)(二、木工平刨傷手事故分析二、木工平刨傷手事故分析（馮肇瑞書第（馮肇瑞書第167173頁(yè)）頁(yè)）1 1事故樹事故樹 事故樹：圖事故樹：圖6-586-58。圖圖6-58 6-58 木工平刨傷手事故樹分析圖木工平刨傷手事故樹分析圖X 1 1X 1 0X 9X 8X 7X 6X 5X 4X 3X 2X 1EBD 1D 2AT兩 人 配合 推 接不 好料 掌 握不 穩(wěn)動(dòng) 作 不 協(xié) 調(diào)用 力過(guò) 大腳 下滑 絆加 工 小薄 木 料料 有 硬節(jié) 振 動(dòng)脫 手手 的 動(dòng) 作 異 常身 體 失 去 平

11、衡誤 動(dòng) 作 使 手 伸 向 刀 口直 接 用手 推 加工 木 料開 機(jī) 用手 清 木屑 或 異 物開 機(jī)量 尺 寸開 機(jī)修 理加 工 時(shí) 手 指接 近 旋 轉(zhuǎn) 刀 口手 異 常 接 近 旋 轉(zhuǎn) 刀 口安 全 裝 置故 障 失 靈木 工 平 刨 傷 手C2 2事故樹定性分析事故樹定性分析 （1 1）最小割集與最小徑集）最小割集與最小徑集 最小割集與最小徑集的數(shù)目最小割集與最小徑集的數(shù)目公式公式 式中式中 i-i-門的編號(hào)或代碼門的編號(hào)或代碼; ; i i- -第第i i個(gè)門輸入事件的數(shù)量個(gè)門輸入事件的數(shù)量; ; X Xi,ji,j- -第第i i個(gè)門的第個(gè)門的第j j個(gè)輸入變量個(gè)輸入變量(j=

12、1,2(j=1,2i i) )，當(dāng)輸入變量，當(dāng)輸入變量是基本事件時(shí)，是基本事件時(shí)，X Xi,ji,j=1=1；當(dāng)輸入變量是門；當(dāng)輸入變量是門k k時(shí)，時(shí)，X Xi,ji,j=X=Xk k; ; X Xi i= =門門i i的變量，如果門的變量，如果門i i是緊接頂事件是緊接頂事件T T的門，則的門，則Xi=XTXi=XT即為矩陣即為矩陣CMmCMmn n的行數(shù)的行數(shù)m m。經(jīng)計(jì)算，割集為經(jīng)計(jì)算，割集為9 9個(gè)；徑集為個(gè)；徑集為3 3個(gè)。個(gè)。 )(X)(XXXii,2,1 ,ii,2i,1i,為或門為與門iXXiXiii求取最小徑集求取最小徑集 做出原事故樹的成功樹：圖做出原事故樹的成功樹：圖6

13、-596-59。 寫出成功樹的結(jié)構(gòu)式，并化簡(jiǎn)，求取其最小割集：寫出成功樹的結(jié)構(gòu)式，并化簡(jiǎn)，求取其最小割集：T=AT=A1 1+X+X1111 =B=B1 1XX8 8XX9 9XX1010+X+X1111=(C+X=(C+X1 1)X)X8 8XX9 9XX1010+X+X1111=(C+X=(C+X1 1)X)X8 8XX9 9XX1010+X+X1111= X= X1 1XX8 8XX9 9XX1010+X+X2 2XX3 3xx4 4 X X5 5 XX6 6XX7 7XX8 8XX9 9XX1010 + +X X1111從而得到事故樹的最小徑集為：從而得到事故樹的最小徑集為：11310

14、987654322109811,xPxxxxxxxxxPxxxxPX 6 X 7 E X 1 X 9 X 1 0 X 8 X 1 1 T A B C 0 D 1 D 2 X 5 X 4 X 3 X 2 圖圖6-59 6-59 木工平刨傷手事故樹成功樹木工平刨傷手事故樹成功樹 (2) (2)結(jié)構(gòu)重要度分析結(jié)構(gòu)重要度分析I I(11) (11) I I(8)=I(8)=I(9)= I(9)= I(10)(10) I I(1)I(1)I(2)= (2)= I I(3)= I(3)= I(4)(4)=I=I(5)(5) =I=I(6)= I(6)= I(7)(7)3 3事故樹定量分析事故樹定量分析 （

15、1 1）基本事件發(fā)生概率估計(jì)值）基本事件發(fā)生概率估計(jì)值 為了計(jì)算，最重要的是確定故障率數(shù)據(jù)。而現(xiàn)在為了計(jì)算，最重要的是確定故障率數(shù)據(jù)。而現(xiàn)在只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。從理論上講，事故發(fā)生概率應(yīng)為只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。從理論上講，事故發(fā)生概率應(yīng)為任任瞬間發(fā)生的可能性，是一無(wú)量綱值。但從工程實(shí)瞬間發(fā)生的可能性，是一無(wú)量綱值。但從工程實(shí)踐出發(fā)，許多文獻(xiàn)皆采用計(jì)算頻率的辦法代替概率的踐出發(fā)，許多文獻(xiàn)皆采用計(jì)算頻率的辦法代替概率的計(jì)算，即計(jì)算單位時(shí)間事故發(fā)生的次數(shù)。表計(jì)算，即計(jì)算單位時(shí)間事故發(fā)生的次數(shù)。表614614中的中的數(shù)據(jù)是從這一點(diǎn)出發(fā)給出的。數(shù)據(jù)是從這一點(diǎn)出發(fā)給出的。表表6-14 基本事件發(fā)生概率估計(jì)值基本事件

16、發(fā)生概率估計(jì)值 代號(hào)代號(hào)基本事件基本事件發(fā)生概率發(fā)生概率qi（1/小時(shí)）小時(shí)）X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11直接用手推加工木料直接用手推加工木料腳下滑絆腳下滑絆料掌握不穩(wěn)料掌握不穩(wěn)二人配合推接不好二人配合推接不好用力過(guò)大用力過(guò)大料有硬節(jié)振動(dòng)脫手料有硬節(jié)振動(dòng)脫手加工小薄木料加工小薄木料開機(jī)修理開機(jī)修理開機(jī)量尺寸開機(jī)量尺寸開機(jī)用手清木屑或異物開機(jī)用手清木屑或異物安全裝置故障失靈安全裝置故障失靈0.1510-3510-210-410-310-510-22510-610-510-3410-4 (2 (2）頂上事件發(fā)生概率）頂上事件發(fā)生概率g = 0.000003009/hg = 0.000003009/h (3 (3）概率重要度分析與臨界重要度分析）概率重要度分析與臨界重要度分析選作選作4 4結(jié)論結(jié)論 總結(jié)分析結(jié)果，提出預(yù)防措施?？偨Y(jié)分析結(jié)果，提出預(yù)防措施。作業(yè)作業(yè)（課本中思考題）（課本中思考題）A A課本第課本第7676頁(yè)題頁(yè)題1 1。B B課本第課本第7676頁(yè)題頁(yè)題3 3。C C課本