安全評(píng)價(jià)事件樹分析

事件樹分析EventTreeAnalysis景國勛教授/博導(dǎo)事件樹分析(EventTreeAnalysis

,ETA)

1.事件樹分析法的概述2.事件樹的構(gòu)建及定量分析3.事件樹的應(yīng)用舉例事件樹基本概念※

事件樹分析原理事件樹分析方法的功用事件樹分析程序※事件樹構(gòu)建※事件樹定量分析AnaccidentaleventisdefinedasthefirstsignificantdeviationfromanormalsituationthatmayleadtounwantedconsequencesAnaccidentaleventmayleadtomanydifferentconsequences.Thepotentialconsequencesmaybeillustratedbyaconsequencespectrum第一節(jié)概述事件樹的基本概念

事件樹分析(ETA,EventTreeAnalysis)是安全系統(tǒng)工程中的重要分析方法之一，是從給定的一個(gè)初始事件的事故原因開始，按時(shí)間的進(jìn)程采用追蹤方法，對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的各要素(事件)的狀態(tài)(成功與失敗)逐項(xiàng)進(jìn)行二者擇一邏輯分析，分析事件向前發(fā)展中各個(gè)環(huán)節(jié)成功與失敗的過程和結(jié)果。從而定性與定量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的安全性,并由此獲得正確的決策。EventTreeAnalysis(ETA)

Eventtreeanalysisisbasedonbinarylogic,inwhichaneventeitherhasorhasnothappenedoracomponenthasorhasnotfailed.Itisvaluableinanalysingtheconsequencesarisingfromafailureorundesiredevent.Aneventtreebeginswithaninitiatingevent第一節(jié)概述2.ETA的分析原理

事件樹分析的理論基礎(chǔ)是系統(tǒng)工程決策論，是由決策樹演化而來的,最初是用于可靠性分析。它的原理是每個(gè)系統(tǒng)都是由若干個(gè)元件組成的，每一個(gè)元件對(duì)規(guī)定的功能都存在具有和不具有兩種可能。元件具有其規(guī)定的功能,表明正常(成功)，其狀態(tài)值為1；不具有規(guī)定功能，表明失效(失敗)，其狀態(tài)值為0。按照系統(tǒng)的構(gòu)成順序,從初始元件開始,由左向右分析各元件成功與失敗兩種可能，直到最后一個(gè)元件為止。分析的過程用圖形表示出來,就得到近似水平的樹形圖。

通過事件樹分析，可以把事故發(fā)生發(fā)展的過程直觀地展現(xiàn)出來，如果在事件(隱患)發(fā)展的不同階段采取恰當(dāng)措施阻斷其向前發(fā)展，就可達(dá)到預(yù)防事故的目的。Aneventtreeisavisualrepresentationofalltheeventswhichcanoccurinasystem.Asthenumberofeventsincreases,thepicturefansoutlikethebranchesofatree.Eventtreescanbeusedtoanalyzesystemsinwhichallcomponentsarecontinuouslyoperating,orforsystemsinwhichsomeorallofthecomponentsareinstandbymode–thosethatinvolvesequentialoperationallogicandswitching.Thestartingpoint(referredtoastheinitiatingevent)disruptsnormalsystemoperation.Theeventtreedisplaysthesequencesofeventsinvolvingsuccessand/orfailureofthesystemcomponents.第一節(jié)概述第一節(jié)概述事件樹分析是一個(gè)動(dòng)態(tài)分析過程，因此，通過事件樹分析可以看出系統(tǒng)變化過程，查明系統(tǒng)中各個(gè)構(gòu)成要素對(duì)導(dǎo)致事故發(fā)生的作用極其相互關(guān)系，從而判別事故發(fā)生的可能途徑極其危害性。由于事件樹分析時(shí)，在事件樹上只有兩種可能狀態(tài)，成功或失敗，而不考慮某一局部或具體的故障情節(jié)，因此可以快速推斷和找出系統(tǒng)事故，并能指出避免發(fā)生事故的途徑，便于改進(jìn)系統(tǒng)的安全狀況。3.事件樹分析的功用③根據(jù)系統(tǒng)中各個(gè)要素的故障概率，可以概略的計(jì)算出不希望事件發(fā)生的概率。④找出最嚴(yán)重的事故后果，為事故樹確定頂上事件提供依據(jù)。⑤該法可以對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行原因分析。第一節(jié)概述第一節(jié)概述第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量分析1。事件樹分析程序(1)確定系統(tǒng)，尋找可能導(dǎo)致系統(tǒng)嚴(yán)重后果的初始事件（頂上事件）。初始事件是事件樹中在一定條件下造成事故后果的最初原因事件。它可以是系統(tǒng)故障、設(shè)備失效、人員誤操作或工藝過程異常等。一般是選擇分析人員最感興趣的異常事件作為初始事件。(2)分析系統(tǒng)的組成要素并進(jìn)行功能分解。找出與初始事件有關(guān)的環(huán)節(jié)事件。所謂環(huán)節(jié)事件就是出現(xiàn)在初始事件后一系列可能造成事故后果的其他原因事件。(3)分析各要素的因果關(guān)系極其成功失敗的兩種狀態(tài)，逐一列舉由此引起的事件并回答下列問題。

1、在何種條件下此事件會(huì)引起其它是件，2、在何種不同的條件下會(huì)引起不同的其他事件。這些事件影響到那些事件。第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量分析第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量分析(4)構(gòu)造事件樹。根據(jù)因果關(guān)系及狀態(tài)，從初始時(shí)間開始由左向右展開。把初始事件寫在最左邊,各種環(huán)節(jié)事件按順序?qū)懺谟颐妫粡某跏际录嬕粭l水平線到第一個(gè)環(huán)節(jié)事件,在水平線未端畫一垂直線段,垂直線段上端表示成功,下端表示失敗;再從垂直線兩端分別向右畫水平線到下個(gè)環(huán)節(jié)事件,同樣用垂直線段表示成功和失敗兩種狀態(tài);依次類推,直到最后一個(gè)環(huán)節(jié)事件為止。如果某一個(gè)環(huán)節(jié)事件不需要往下分析,則水平線延伸下去,不發(fā)生分支,如此便得到事件樹。(5)說明分析結(jié)果。在事件樹最后面寫明由初始事件引起的各種事故結(jié)果或后果。為清楚起見,對(duì)事件樹的初始時(shí)間和各環(huán)節(jié)事件用不同字母加以標(biāo)記。(6)進(jìn)行事件樹簡化。(7)進(jìn)行定量計(jì)算第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量分析樹與事件樹形狀的區(qū)別樹的形狀事件樹的形狀第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量分析1.事件樹構(gòu)建—串聯(lián)的物料輸送系統(tǒng)為例自動(dòng)信號(hào)泵A成功（1）失?。?）閥門B閥門C成功（1）成功（1）成功（1）成功（1）成功（1）失?。?）失敗（0）失?。?）失?。?）失敗（0）失?。?）閥門B成功（1）閥門C閥門C閥門C系統(tǒng)狀態(tài)

元件狀態(tài)成功失敗失敗失敗失敗失敗失敗失敗（111）（110）（101）（100）（011）（010）（001）（000）第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量分析2.事件樹構(gòu)建—并聯(lián)的物料輸送系統(tǒng)為例閥門B成功（1）成功（1）失敗（0）失?。?）自動(dòng)信號(hào)泵A成功（1）失?。?）成功（1）失敗（0）失?。?）閥門B成功（1）閥門C閥門C系統(tǒng)狀態(tài)

元件狀態(tài)成功成功失敗失敗失敗失?。?1）（101）（100）（01）（001）（000）Aneventtreebeginswithaninitiatingevent,suchasacomponentfailure,increaseintemperature/pressureorareleaseofahazardoussubstance.Theconsequencesoftheeventarefollowedthroughaseriesofpossiblepaths.Eachpathisassignedaprobabilityofoccurrenceandtheprobabilityofthevariouspossibleoutcomescanbecalculated.Inthefollowingexamplefireprotectionisprovidedbyasprinklersystem.Adetectorwilleitherdetecttheriseintemperatureoritwillnot.Ifthedetectorsucceedsthecontrolboxwilleitherworkcorrectlyoritwillnot-andsoon.Thereisonlyonebranchinthetreethatindicatesthatallthesubsystemshavesucceeded:第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量分析2.事件樹簡化—串聯(lián)系統(tǒng)失敗率極低的的系統(tǒng)可以不列入事件樹中,當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)失敗從物理效果看在其后繼的各系統(tǒng)不可能減緩后果時(shí)，或其后繼系統(tǒng)已由于前置系統(tǒng)的失敗而同時(shí)失敗，則以后的系統(tǒng)不在分支。事件樹定性分析

事件樹定性分析在繪制事件樹的過程中就已進(jìn)行，繪制事件樹必須根據(jù)事件的客觀條件和事件的特征作出符合科學(xué)性的邏輯推理，用與事件有關(guān)的技術(shù)知識(shí)確認(rèn)事件可能狀態(tài)，所以在繪制事件樹的過程中就已對(duì)每一發(fā)展過程和事件發(fā)展的途徑作了可能性的分析。事件樹畫好之后的工作，就是找出發(fā)生事故的途徑和類型以及預(yù)防事故的對(duì)策。事件樹定性分析

⑴找出事故連鎖事件樹的各分枝代表初始事件一旦發(fā)生其可能的發(fā)展途徑。其中，最終導(dǎo)致事故的途徑即為事故連鎖。一般地，導(dǎo)致系統(tǒng)事故的途徑有很多，即有許多事故連鎖。事故連鎖中包含的初始事件和安全功能故障的后續(xù)事件之間具有“邏輯與”的關(guān)系，顯然，事故連鎖越多，系統(tǒng)越危險(xiǎn)；事故連鎖中事件樹越少，系統(tǒng)越危險(xiǎn)。事件樹定性分析

⑵找出預(yù)防事故的途徑事件樹中最終達(dá)到安全的途徑指導(dǎo)我們?nèi)绾尾扇〈胧╊A(yù)防事故。在達(dá)到安全的途徑中，發(fā)揮安全功能的事件構(gòu)成事件樹的成功連鎖。如果能保證這些安全功能發(fā)揮作用，則可以防止事故。一般地，事件樹中包含的成功連鎖可能有多個(gè)，即可以通過若干途徑來防止事故發(fā)生。顯然，成功連鎖越多，系統(tǒng)越安全，成功連鎖中事件樹越少，系統(tǒng)越安全。由于事件樹反映了事件之間的時(shí)間順序，所以應(yīng)該盡可能地從最先發(fā)揮功能的安全功能著手。事件樹定量分析

事件樹定量分析是指根據(jù)每一事件的發(fā)生概率，計(jì)算各種途徑的事故發(fā)生概率，比較各個(gè)途徑概率值的大小，作出事故發(fā)生可能性序列，確定最易發(fā)生事故的途徑。一般地，當(dāng)各事件之間相互統(tǒng)計(jì)獨(dú)立時(shí)，其定量分析比較簡單。當(dāng)事件之間相互統(tǒng)計(jì)不獨(dú)立時(shí)（如共同原因故障，順序運(yùn)行等），則定量分析變得非常復(fù)雜。這里僅討論前一種情況。1.各發(fā)展途徑的概率各發(fā)展途徑的概率等于自初始事件開始的各事件發(fā)生概率的乘積。2.事故發(fā)生概率

事件樹定量分析中，事故發(fā)生概率等于導(dǎo)致事故的各發(fā)展途徑的概率和。定量分析要有事件概率數(shù)據(jù)作為計(jì)算的依據(jù)，而且事件過程的狀態(tài)又是多種多樣的，一般都因缺少概率數(shù)據(jù)而不能實(shí)現(xiàn)定量分析。事件樹定量分析

事件樹定量分析

3.事故預(yù)防事件樹分析把事故的發(fā)生發(fā)展過程表述得清楚而有條理，對(duì)設(shè)計(jì)事故預(yù)防方案，制定事故預(yù)防措施提供了有力的依據(jù)。從事件樹上可以看出，最后的事故是一系列危害和危險(xiǎn)的發(fā)展結(jié)果，如果中斷這種發(fā)展過程就可以避免事故發(fā)生。因此，在事故發(fā)展過程的各階段，應(yīng)采取各種可能措施，控制事件的可能性狀態(tài)，減少危害狀態(tài)出現(xiàn)概率，增大安全狀態(tài)出現(xiàn)概率，把事件發(fā)展過程引向安全的發(fā)展途徑。采取在事件不同發(fā)展階段阻截事件向危險(xiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的措施，最好在事件發(fā)展前期過程實(shí)現(xiàn)，從而產(chǎn)生阻截多種事故發(fā)生的效果。但有時(shí)因?yàn)榧夹g(shù)經(jīng)濟(jì)等原因無法控制，這時(shí)就要在事件發(fā)展后期過程采取控制措施。顯然，要在各條事件發(fā)展途徑上都采取措施才行。第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量分析2.事件樹簡化—串聯(lián)的物料輸送系統(tǒng)系統(tǒng)狀態(tài)

元件狀態(tài)（111）（110）（10）（0）自動(dòng)信號(hào)泵A成功（1）失敗（0）閥門B閥門C成功（1）成功（1）失?。?）失?。?）成功失敗失敗失敗第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量計(jì)算系統(tǒng)狀態(tài)

元件狀態(tài)閥門B成功（1）失?。?）自動(dòng)信號(hào)泵A成功（1）失?。?）成功（1）失敗（0）閥門C成功成功失敗失?。?1）（101）（100）（0）第二節(jié)事件樹構(gòu)建與定量計(jì)算3.事件樹分析的定量計(jì)算ETA的定量計(jì)算就是計(jì)算每個(gè)分支發(fā)生的概率。為了計(jì)算這些分支的概率，首先要確定每個(gè)因素的概率。如果各個(gè)因素的可靠度已知，根據(jù)事件樹就可以求得系統(tǒng)的可靠度。有一泵和兩個(gè)串聯(lián)閥門組成的物料輸送系統(tǒng)（如圖所示）。物料沿箭頭方向順序經(jīng)過泵A、閥門B和閥門C，泵啟動(dòng)后的物料輸送系統(tǒng)的事件樹如圖7－2所示。設(shè)泵A、閥門B和閥門C的可靠度分別為0.95、0.9、0.9，則系統(tǒng)成功的概率為0.7695，系統(tǒng)失敗的概率為0.2305。第三節(jié)應(yīng)用舉例第三節(jié)應(yīng)用舉例第三節(jié)應(yīng)用舉例2.火災(zāi)事故過程中的事件樹分析泄漏火源F（A）P（A）著火報(bào)警器故障F（B）未能滅火P（C）P（B）事故失敗事故失敗事故安全事故事故未能脫離脫離滅火成功沒有火源未著火報(bào)警未能滅火滅火成功未能脫離脫離F（C）F（D）P（D）F（D