事故樹分析—習題課（課堂PPT）

1、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）事故樹分析進一步討論事故樹分析進一步討論 曹慶貴曹慶貴 教授教授/ /博士博士/ /博導博導20082008年年1010月月2習題課：事故樹分析習題課：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）頁）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。 3鍋爐超壓C2C3D1D2E1X1X2X3X9X7X8X10X11X12X13X14X15X6X4X5安全閥未卸壓不排氣排起不夠安全閥銹死未定期進行手動試驗調壓過高規(guī)格小起跳高度不夠壓力

2、超過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)誤差安裝位置不當表盤直徑小表盤看不清光線不足未標紅線壓力表損壞壓力表失靈超期未校未定期沖洗三通關閉TA1A2B1B2B3C1圖圖3-18 鍋爐超壓事故分析圖鍋爐超壓事故分析圖 4代號代號基本事件名稱基本事件名稱qi1-qiX1未定期做手動試驗未定期做手動試驗10-20.99X2調壓過高調壓過高10-40.9999X3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壓力表損壞壓力表損壞10-50.99999X7脫崗脫崗510-20.95X

3、8未監(jiān)視未監(jiān)視10-20.99X9安裝位置不當安裝位置不當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未標紅線顯示未標紅線顯示510-20.95X13超期未校超期未校10-60.999999X14沒定期沖洗沒定期沖洗10-30.999X15三通關閉三通關閉10-40.9999表表3-16 3-16 基本事件發(fā)生概率取值表基本事件發(fā)生概率取值表52 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-門的編號或代碼門的編號或

4、代碼; ; i i- -第第i i個門輸入事件的數(shù)量個門輸入事件的數(shù)量; ; X Xi,ji,j- -第第i i個門的第個門的第j j個輸入變量個輸入變量(j=1,2(j=1,2i i) )，當輸入變量，當輸入變量是基本事件時，是基本事件時，X Xi,ji,j=1=1；當輸入變量是門；當輸入變量是門k k時，時，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。經計算，割集為經計算，割集為4040個，徑集為個，徑集為3 3個

5、。個。 )(X)(XXXii,2,1 ,ii,2i,1i,為或門為與門iXXiXiii6 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。 TA1X1X2X3X4A2X5B3C2C3D1D2X12X11X10X9X6X14X15X13X7X8圖圖3-19 3-19 圖圖3-183-18的成功樹的成功樹7求取最小徑集求取最小徑集寫出成功樹的結構式，并化簡，求取其最小割集：寫出成功樹的結構式，并化簡，求取其最小割集：結構函數(shù)結構函數(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 1X

6、X2 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)(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

7、樹的最小徑集為：從而得到事故樹的最小徑集為：151413121110987634321251,xxxxxxxxxxPxxxxPxP8（2 2）結構重要度分析）結構重要度分析 由于由于3 3個最小徑集中均不含共同元素個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)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

8、(14)=I(15)(15)93.3.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 根據公式根據公式 ( (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) (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

9、) (1-q) (1-q1212) (1-q) (1-q1313) (1-q) (1-q1414) (1-q) (1-q1515) 將表將表3-163-16所列個基本事件發(fā)生概率值代入所列個基本事件發(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結論結論 總結分析結果，提出預防措施。總結分析結果，提出預防措施。ripxiprqTP1)(ripxiprqTP11)(10二、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）頁）1 1事

10、故樹事故樹 事故樹：圖事故樹：圖6-586-58。11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X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1EBD1D2AT兩人配合推接不好料掌握不穩(wěn)動作不協(xié)調用力過大腳下滑絆加工小薄木料料有硬節(jié)振動脫手手的動作異常身體失去平衡誤動作使手伸向刀口直接用手推加工木料開機用手清木屑或異物開機量尺寸開機修理加工時手指接近旋轉刀口手異常接近旋轉刀口安全裝置故障失靈木工平刨傷手C122 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-

11、i-門的編號或代碼門的編號或代碼; ; i i- -第第i i個門輸入事件的數(shù)量個門輸入事件的數(shù)量; ; X Xi,ji,j- -第第i i個門的第個門的第j j個輸入變量個輸入變量(j=1,2(j=1,2i i) )，當輸入變量，當輸入變量是基本事件時，是基本事件時，X Xi,ji,j=1=1；當輸入變量是門；當輸入變量是門k k時，時，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。經計算，割集為經計算，割集為9 9個

12、；徑集為個；徑集為3 3個。個。 )(X)(XXXii,2,1 ,ii,2i,1i,為或門為與門iXXiXiii13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6-596-59。 寫出成功樹的結構式，并化簡，求取其最小割集：寫出成功樹的結構式，并化簡，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 9XX101

13、0+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：11310987654322109811,xPxxxxxxxxxPxxxxP14X6X7EX1X9X10X8X11TABC0D1D2X5X4X3X2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15 (2) (2)結構重要度分析結構重要度分析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)=

14、 I(3)= I(4)(4)=I=I(5)(5) =I=I(6)= I(6)= I(7)(7)163 3事故樹定量分析事故樹定量分析 （1 1）基本事件發(fā)生概率估計值）基本事件發(fā)生概率估計值 為了計算，最重要的是確定故障率數(shù)據。而現(xiàn)在為了計算，最重要的是確定故障率數(shù)據。而現(xiàn)在只能憑經驗估計。從理論上講，事故發(fā)生概率應為只能憑經驗估計。從理論上講，事故發(fā)生概率應為任任瞬間發(fā)生的可能性，是一無量綱值。但從工程實瞬間發(fā)生的可能性，是一無量綱值。但從工程實踐出發(fā)，許多文獻皆采用計算頻率的辦法代替概率的踐出發(fā)，許多文獻皆采用計算頻率的辦法代替概率的計算，即計算單位時間事故發(fā)生的次數(shù)。表計算，即計算單位時

15、間事故發(fā)生的次數(shù)。表614614中的中的數(shù)據是從這一點出發(fā)給出的。數(shù)據是從這一點出發(fā)給出的。17表表6-14 基本事件發(fā)生概率估計值基本事件發(fā)生概率估計值 代號代號基本事件基本事件發(fā)生概率發(fā)生概率qi（1/小時）小時）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大用力過大料有硬節(jié)振動脫手料有硬節(jié)振動脫手加工小薄木料加工小薄木料開機修理開機修理開機量尺寸開機量尺寸開機用手清木屑或異物開機用手清木屑或異物安全裝置故障失靈安全裝置故障失靈0.1510-3510-210-410-310-510-22510-610-510-3410-418 (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結論結論 總結分析結果，提出預防措施?？偨Y分析結果，提出預防措施。19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頁題頁題1 1。B B課本第課本第7676頁題頁題3 3。C C課本第課本第7777頁題頁題4