交通運輸安全工程第10講概述分析

1、從以下四條途徑來改善系統(tǒng)的安全性： (1)減少最小割集數(shù)，首先應消除那些含基本事件最少的割集。(2)增加割集中的基本事件數(shù)，首先應給含基本事件少、又不能清除的割集增加基本事件。(3)增加新的最小徑集，可以設法將原有含基本事件較多的徑集分成兩個或多個徑集。(4)減少徑集中的基本事件數(shù)，首先應著眼于減少含基本事件多的徑集。事故樹定性分析總結：n最小割集與最小徑集在事故預測中的作用是不同的： 最小割集可以預示出系統(tǒng)發(fā)生事故的途徑； 而最小徑集卻可以提供消滅頂上事件最經濟、最省事的方案。n事故樹中或門越多，得到的最小割集就越多，系統(tǒng)也就越不安全。n事故樹中與門越多，得到的最小割集的個數(shù)就較少，系統(tǒng)的安

2、全性就越高。事故樹定量分析事故樹定量分析一、定量分析的目的一、定量分析的目的1、在給定基本事件發(fā)生概率的情況下，求出頂上事件發(fā)生的概率，然后根據(jù)所得結果與預定的目標值進行比較。如果計算值超出了目標值，就應采取必要的系統(tǒng)改進措施，使其降至目標值以下。2、計算每個基本事件對頂上事件發(fā)生概率的影響程度，以便更切合實際地確定各基本事件對預防事故發(fā)生的重要性，更清楚地認識到要改進系統(tǒng)應重點從何處著手。二、頂上事件發(fā)生概率的計算二、頂上事件發(fā)生概率的計算 1、狀態(tài)枚舉法 對頂上事件狀態(tài)(X)=1的所有基本事件的狀態(tài)組合，求各個基本事件狀態(tài)(Xi=1或0)的概率積之和，用公式表達為：niXiXiiippXP

3、11)1 ()(ni 1式中：P頂上事件發(fā)生概率函數(shù)； (X)頂上事件狀態(tài)值，(X)=1或(X)=0； 求n個基本事件的概率積； Xi第i個基本事件的狀態(tài)值，Xi=0或Xi=1； pi第i個基本事件的發(fā)生概率。 以右側事故樹為例，利用上式求頂上事件T的發(fā)生概率。（設X1，X2，X3均為獨立事件，其概率均為0.1 ） =1p11(1-p1)0p20(1-p2)1p31(1-p3)0+1p11(1-p1)0p21(1-p2)0p30(1-p3)1+1p11(1-p1)0p21(1-p2)0p31(1-p3)0=p1(1-p2)p3+ p1p2(1-p3)+p1p2p3=0.10.90.1+0.10

4、.10.9+0.10.10.1=0.009+0.009+0.001=0.019niXiXiiippXP11)1 ()(2、求各基本事件概率和（最小割集法） 仍以上例中事故樹為例，先求其最小割集。 用最小割集表示的等效圖如右圖所示。這樣，可以把其看作是由兩個事件E1、E2組成的事故樹。按照求概率和的計算公式，E1+E2的概率為：)-)(1-(1-112EEppP 因為兩個最小割集中都有X1，利用此式直接代入進行概率計算，必然造成重復計算X1的發(fā)生概率。因此，要將上式展開，消去其中重復的概率因子，否則將出現(xiàn)錯誤的結果。21212121-1- 1EEEEEEEEppppppppP001. 01 .

5、01 . 01 . 001. 01 . 01 . 001. 01 . 01 . 032131212121pppppppppppEEEE019. 0001. 001. 001. 0P3、頂上事件發(fā)生概率的近似計算 實際上，即使精確算出的結果也未必十分準確，這是因為：(1)憑經驗給出的各種機械部件的故障率本身就是一種估計值，肯定存在誤差。(2)各種機械部件的運行條件(滿負荷或非滿負荷運行)、運行環(huán)境(溫度、濕度、粉塵、腐蝕等)各不相同，它們必然影響著故障率的變化。(3)人的失誤率受多種因素影響，如心理、生理、訓練情況、環(huán)境因素等，這是一個經常變化、伸縮性很大的數(shù)據(jù)。 近似算法是利用最小割集計算頂上

6、事件發(fā)生概率的公式得到的。 一般情況下，可以假定所有基本事件都是統(tǒng)計獨立的，因而每個割集也是統(tǒng)計獨立的。 設有某事故樹的最小割集等效樹如右圖所示，頂上事件與割集的邏輯關系為：T=k1+k2+km 頂上事件T發(fā)生的概率為P，割集k1、k2、km的發(fā)生概率分別為pk1、pk2、pkm，由獨立事件和的概率與積的概率計算公式分別得：P(k1+k2+km)=1-(1- pk1)(1- pk2)(1- pkm) =(pk1+pk2+pkm)-( pk1pk2+ pk1pk3+ pkm-1pkm)+( pk1pk2pk3+ pkm-2pkm-1pkm)-+(-1)m-1 pk1pk2pkm 只取第一個小括號

7、中的項，將其余的二次項，三次項等全都舍棄，則得頂上事件發(fā)生概率近似公式： Ppk1+pk2+pkm 這樣，頂上事件發(fā)生概率近似等于各最小割集發(fā)生概率之和。 例：用近似公式計算頂上事件發(fā)生概率。 基本事件Xl，X2，X3的發(fā)生概率分別為p1=p2=p3=0.1，用近似公式計算頂上事件發(fā)生概率：P=pk1+ pk2 =p1p2+p1p3 =0.1*0.1+0.1*0.1=0.02 直接用原事故樹的結構函數(shù)求頂上事件發(fā)生概率： 因T=X1(X2+X3)，則 P=p11-(1-p2)(1-p3)=0.11-(1-0.1)(1-0.1)=0.019 P與P相比，相差0.001。因此，在計算頂上事件發(fā)生的

8、概率時，按簡化后的等效圖計算才是正確的。三、概率重要度分析三、概率重要度分析 n結構重要度分析是從事故樹的結構上，分析各基本事件的重要程度。如果進一步考慮基本事件發(fā)生概率的變化會給頂上事件發(fā)生概率以多大影響，就要分析基本事件的概率重要度。n利用頂上事件發(fā)生概率P函數(shù)是一個多重線性函數(shù)這一性質，對自變量pi求一次偏導數(shù)，就可得出該基本事件的概率重要度系數(shù)： iiPpPI)(例題： 設事故樹最小割集為X1，X3、X1，X5、X3，X4X2，X4，X5。各基本事件概率分別為：p1=0.01，p2=0.02，p3=0.03，p4=0.04，p5=0.05，求各基本事件概率重要度系數(shù)。解：頂上事件發(fā)生概

9、率P用近似方法計算: P=pk1+pk2+pk3+pk4 = p1p3+p1p5+p3p4+p2p4p5 =0.010.03+0.010.05+0.030.04+0.020.040.05 =0.002 各個基本事件的概率重要度系數(shù)為 ：0108.0031.005.0002.008.04215)5(5234)4(413)3(542)2(531)1(ppppPIppppPIpppPIpppPIpppPIPPPPP)2()5()4()3()1(PPPPPIIIII從概率重要度系數(shù)的算法可以看出這樣的事實： 一個基本事件的概率重要度如何，并不取決于它本身的概率值大小，而是與它所在最小割集中其他基本事件

10、的概率積的大小及它在各個最小割集中重復出現(xiàn)的次數(shù)有關。四、臨界重要度分析四、臨界重要度分析 n一般情況，減少概率大的基本事件的概率要比減少概率小的容易，而概率重要度系數(shù)并未反映這一事實。n臨界重要度系數(shù)Ci則是從敏感度和概率雙重角度衡量各基本事件的重要程度，其定義式為：)(iPiiIPpC n臨界重要度系數(shù)Ci與概率重要度系數(shù)的關系是： 如上例中，已得到的事故樹頂上事件概率為0.002。各基本事件的概率重要度系數(shù)分別為： IP(1)=O.O8，IP(2)=0.002，IP(3)=0.05，IP(4)=0.031，IP(5)=0.0108。 則各基本事件的臨界重要度系數(shù)為：27. 00108.

11、0002. 005. 062. 0031. 0002. 004. 075. 005. 0002. 003. 002. 0002. 0002. 002. 04 . 008. 0002. 001. 0)5(55)4(44)3(33)2(22)1(11PPPPPIPpCIPpCIPpCIPpCIPpC 因此就得到一個按臨界重要度系數(shù)的大小排列的各基本事件重要程度的順序： C3C4C1C5C2 而概率重要度系數(shù)的排序是： )2()5()4()3()1(PPPPPIIIII 與概率重要度相比，基本事件X1的重要程度下降了，這是因為它的發(fā)生概率最低?；臼录3的最重要，這不僅因為它的敏感度最大，而且它本

12、身的概率值也較大。小結：n三種重要度系數(shù)中，結構重要度系數(shù)從事故樹結構上反映基本事件的重要程度。n概率重要度系數(shù)反映基本事件概率的增減對頂上事件發(fā)生概率影響的敏感程度。n臨界重要度系數(shù)從敏感度和自身發(fā)生概率大小雙重角度反映基本事件的重要程度。n結構重要度系數(shù)反映了某一基本事件在事故樹結構中所占的地位，而臨界重要度系數(shù)從結構和概率上反映了改善某一基本事件的難易程度，概率重要度系數(shù)則起著一種過渡作用，是計算兩種重要度系數(shù)的基礎。 n可以按這三種重要度系數(shù)安排采取措施的先后順序，也可按三種重要度順序分別編制相應的安全檢查表，以保證既有重點、又能全面檢查的目的。n在三種檢查表中，只有通過臨界重要度分析

13、產生的檢查表，才能真正反映事故樹的本質，也更具有實際意義。第第2 2節(jié)節(jié) 交通安全系統(tǒng)評價交通安全系統(tǒng)評價一、一、 安全系統(tǒng)評價概述安全系統(tǒng)評價概述（一）安全評價的含義（一）安全評價的含義 安全評價（Safety Assessment，簡稱SA）就是根據(jù)各種已知條件，事先對系統(tǒng)進行一番評價，判斷發(fā)生事故的可能性以及事故造成的損失，以采取相應措施消除和減低危險性。n交通安全系統(tǒng)評價是以實現(xiàn)交通安全為目的，按照系統(tǒng)科學的方法，對交通系統(tǒng)中的危險因素進行預先的識別、分析和評價，確認交通系統(tǒng)存在的危險性，并根據(jù)其形成事故的風險大小，采取相應的安全措施，以達到安全的全過程。（二）安全評價的目的（二）安全

14、評價的目的 安全評價要達到的目的包括如下幾個方面： (1)對所評價的系統(tǒng)潛在事故進行定性、定量分析和預測，建立使系統(tǒng)安全的最優(yōu)方案。 (2)系統(tǒng)地從計劃、設計、制造和運行等過程中考慮安全技術和安全管理問題，找出生產過程中潛在的危險因素，并提出相應的安全措施。 (3)評價設備、設施或系統(tǒng)的設計是否使收益與危險達到最合理的平衡。(4)在設備、設施或系統(tǒng)進行試驗或使用之前，對潛在的危險進行評價，以便考核己判定的危險事件是否消除或控制在規(guī)定的可接受水平。(5)評價設備、設施或系統(tǒng)在生產過程中的安全性是否符合有關標準、規(guī)范的規(guī)定，實現(xiàn)安全技術與安全管理的標準化和科學化。（三）安全評價的作用（三）安全評價

15、的作用 1、分析事故發(fā)生的機理；2、辨識各種危險源及其演變規(guī)律；3、判別各種危險之間的關系 ；4、估計可能發(fā)生的后果；5、為防范措施提供依據(jù)。（四）（四）安全評價的內容及程序安全評價的內容及程序 1、安全評價的內容 安全評價的內容主要包含危險性確認和危險性評價兩個部分。 (1)危險性辨識：全面、徹底地找出系統(tǒng)中所存在的危險源，并關注它們在系統(tǒng)運轉過程中的變化;然后將這些危險源定量化，明確它們的發(fā)生概率及其事故后果的嚴重度。 (2)危險性評價：根據(jù)危險的影響范圍與社會公認的安全指標迸行比較，最后還要確認危險性是否排除或減少。 安全評價的內容：安全評價危險性評價危險性辨識新的危險性和危險性的變化危

16、險性校核事故發(fā)生概率及其嚴重度計算風險采取措施消除和減低危險性危險性的排除所公認的安全指標安全指標2、安全評價的程序 (1)資料收集和研究；(2)危險因素辨識與分析；(3)確定評價方法，實施安全評價；(4)確定措施與對策。（五）（五）安全評價的原則安全評價的原則 1、系統(tǒng)性2、綜合性3、科學性4、適用性 二、二、 安全檢查表評價法安全檢查表評價法n根據(jù)經驗或系統(tǒng)分析的結果，把評價項目自身及周圍環(huán)境的潛在危險集中起來，列成檢查項目的清單，評價時依照清單，逐項檢查和評定。1、逐項賦值法 針對安全檢查表的每一項檢查內容，按其重要程度不同，由專家討論賦予一定的分值。 單項檢查完全合格者得滿分，部分合格

17、者按規(guī)定標準給分，完全不合格者記零分。這樣逐項逐條檢查評分，最后累計所有各項得分，就得到系統(tǒng)評價總分。根據(jù)實際評價得分多少，根據(jù)標準規(guī)定確定系統(tǒng)總體安全等級的高低。2、加權平均法 該評價計值方法是把企業(yè)的安全評價按專業(yè)分成若干評價表，所有評價表不管評價條款多少，均按統(tǒng)一記分體系分別評價記分，（如10分制或100分制等），并按照各評價表的內容對總體安全評價的重要程度，分別賦予權重系數(shù)(各評價表權重系數(shù)之和為1)。按各評價表評價所得的分值，分別乘以各自的權重系數(shù)并求和，就可得到企業(yè)安全評價的結果值。加權平均計算方法：式中m安全評價的結果值； mi按某一評價表評價的實際測量值； ki按某一評價表實際

18、測量值的相應權重系數(shù)； n評價表個數(shù)。 按照標準規(guī)定的分數(shù)界限，就可確定企業(yè)在安全評價中取得的安全等級。 niiniiikmkm111 且例： 某車站勞動安全檢查表按評價范圍給出5個檢查表，分別是：車間安全生產管理檢查表、安全教育與宣傳檢查表、安全工作應知應會檢查表、作業(yè)場所情況檢查表、安全生產檢查和推廣安全生產管理新技術檢查表。5個檢查表均采用100分制計分，各檢查表得分的權重系數(shù)分別為：0.25，0.15，0.35，0.15，0.1，即： k1=0.25，k2=0.15，k3=0.35，k4=0.15，k5=0.1 按以上5個檢查表評價該車站的實際得分分別為：85，90，75，65，80，即 m1=85，m2=90，m3=75，m4=65，m5=80 則該站勞動安全評價值為： 75.78801 . 06515. 07535. 09015. 08525. 01niiimkm3、單項定性加權計分法 該評價計量方法是把安全檢查表的所有檢查評價項目都視為同等重要。評價時，對檢查表中的幾個檢查項目分別給以“優(yōu)”、“良”、“可”、“差”，“可靠”、“基本可靠”、“基本不可靠”、“不可靠”等定性等級的評價，同時賦予不同定性等級以相應的權重值，累計求