CH事故樹分析法編制及簡(jiǎn)化

事故樹分析(FaultTreeAnalysis,FTA)亦稱為故障樹分析，是安全系統(tǒng)工程中最重要的分析方法，也是系統(tǒng)安全分析中得到廣泛應(yīng)用的一種方法。實(shí)踐證明，事故樹分析是對(duì)各類事故進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)的有效方法，可為安全管理提供科學(xué)的決策依據(jù)，具有重要的推廣和應(yīng)用價(jià)值。3.1基本原理

事故樹分析采用邏輯方法進(jìn)行危險(xiǎn)分析，它將事故的因果關(guān)系描述成一種有方向的“樹”，以可能發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的事故(頂上事件)作為分析起點(diǎn)，將導(dǎo)致事故發(fā)生的原因事件按因果邏輯關(guān)系層層列出，用樹狀圖構(gòu)成一種邏輯模型，之后進(jìn)行定性和定量的分析事故發(fā)生的各種可能途徑和發(fā)生的概率，找出避免事故發(fā)生的各種方案選出最佳的安全對(duì)策。第3章

事故樹分析(FaultTreeAnalysis,FTA)1當(dāng)前1頁(yè)，總共41頁(yè)。

事故樹分析是一種邏輯分析工具，遵照邏輯學(xué)的演繹分析原則，即從結(jié)果分析原因的原則。事故樹分析是通過分析所有事故的現(xiàn)象、原因、結(jié)果事件及它們的組合，從而找到避免事故的措施。3.2.1事故樹基本結(jié)構(gòu)1.樹

樹是圖論中的概念。圖論是將客觀世界中的系統(tǒng)抽象為圖來進(jìn)行研究的一門近代數(shù)學(xué)分支。圖是由若干個(gè)點(diǎn)以及連接這些點(diǎn)的線段組成的圖形，圖中的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)，線段稱為邊或弧。一個(gè)圖中，若任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少有一邊與另一節(jié)點(diǎn)相連，就稱為連通圖。圖3-1就是一個(gè)連通圖。在連通圖中，若某一節(jié)點(diǎn)和邊的順序銜接序列中，始點(diǎn)和終點(diǎn)重合，則稱之為回路。在圖3-1中由A,B,C圍成的三角形就是一個(gè)回路。

樹就是沒有回路的連通圖。例如，將圖3-1中的回路全部斷掉，就變成一棵樹，如圖3-2所示。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)2當(dāng)前2頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.1事故樹基本結(jié)構(gòu)2.事故樹與事故樹分析事故樹是從結(jié)果到原因描繪事故發(fā)生的有向邏輯樹。邏輯樹是用邏輯門連接的樹圖。事故樹分析是一種邏輯分析工具，遵照邏輯學(xué)的演繹分析原則，即從結(jié)果分析原因的原則。事故樹分析是通過分析所有事故的現(xiàn)象、原因、結(jié)果事件及它們的組合，從而找到避免事故的措施。3.事故樹分析的作用于特點(diǎn)事故樹分析的作用

(1)FAT能夠較全面地分析導(dǎo)致事故發(fā)生的多種因素及其邏輯關(guān)系，并對(duì)它們做出簡(jiǎn)潔和形象的描述。(2)FAT便于發(fā)現(xiàn)和查明系統(tǒng)內(nèi)固有和潛在的危險(xiǎn)因素，為制定安全技術(shù)措施和采取安全管理對(duì)策提供依據(jù)。(3)FAT明確各方面的失誤對(duì)系統(tǒng)的影響，并找出重點(diǎn)和關(guān)鍵，使作業(yè)人員全面了解和掌握各項(xiàng)防止、控制事故發(fā)生的要點(diǎn)。(4)FAT對(duì)已發(fā)生事故的原因進(jìn)行全面分析，以充分吸取事故教訓(xùn)。(5)FAT便于進(jìn)行邏輯運(yùn)算，進(jìn)行定性、定量分析與評(píng)價(jià)。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)3當(dāng)前3頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.1事故樹基本結(jié)構(gòu)3.事故樹分析的作用于特點(diǎn)事故樹分析的特點(diǎn)

FTA是一種演繹推理法，這種方法把系統(tǒng)可能發(fā)生的某種事故與導(dǎo)致事故發(fā)生的各種原因之間的邏輯關(guān)系用一種稱為事故樹的樹形圖表示，通過對(duì)事故樹的定性與定量分析，找出事故發(fā)生的主要原因，為確定安全對(duì)策提供可靠依據(jù)，以達(dá)到預(yù)測(cè)與預(yù)防事故發(fā)生的目的。FTA法具有以下特點(diǎn):(1)FTA是一種圖形演繹方法，是事故事件在一定條件下的邏輯推理方法。它可以圍繞某特定的事故作層層深人的分析，因而在清晰的事故樹圖形下，表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)各事件間的內(nèi)在聯(lián)系，并指出單元故障與系統(tǒng)事故之間的邏輯關(guān)系，便于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。(2)FTA具有很大的靈活性，不僅可以分析某些單元故障對(duì)系統(tǒng)的影響，還可以對(duì)導(dǎo)致系統(tǒng)事故的特殊原因如人為因素、環(huán)境影響進(jìn)行分析。(3)進(jìn)行FTA的過程，是一個(gè)對(duì)系統(tǒng)更深人認(rèn)識(shí)的過程，它要求分析人員把握系統(tǒng)內(nèi)各要素間的內(nèi)在聯(lián)系，弄清各種潛在因素對(duì)事故發(fā)生影響的途徑和程度，因而許多問題在分析的過程中就被發(fā)現(xiàn)和解決了，從而提高了系統(tǒng)的安全性。(4)利用事故樹模型可以定量計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)生事故的概率，為改善和評(píng)價(jià)系統(tǒng)安全性提供了定量依據(jù)。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)4當(dāng)前4頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義

事故樹采用的符號(hào)包括事件符號(hào)、邏輯門符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)三大類。

在事故樹分析中，各種非正常狀態(tài)或不正常情況皆稱事故事件，各種完好狀態(tài)或正常情況皆稱成功事件，兩者均簡(jiǎn)稱為事件。不同的事件采用特定的事件符號(hào)表示，而每一個(gè)事件就是事故樹中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

事件之間的關(guān)系用邏輯門進(jìn)行連接。其中，事件符號(hào)是樹的節(jié)點(diǎn)，邏輯門是表示相關(guān)節(jié)點(diǎn)之間邏輯關(guān)系的符號(hào)，邏輯門與事件符號(hào)之間的連線是樹的邊。事故樹就是由事件符號(hào)、邏輯門符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)組成的樹。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)1、事件符號(hào)1）矩形符號(hào)

矩形符號(hào)表示頂上事件或中間事件，即需要繼續(xù)往下分析的原因事件，如圖3-3所示。作事故樹圖時(shí)，將事件的具體內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要地寫在矩形方框中。需要注意的是，由于事故樹分析是對(duì)具體系統(tǒng)作具體分析，所以頂上事件一定要清楚、明了，不能籠統(tǒng)、含糊。例如，可以將“化工廠火災(zāi)爆炸事故”作為頂上事件，而不宜將“化工廠事故”作為頂上事件。5當(dāng)前5頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義1、事件符號(hào)2）園形符號(hào)

圓形符號(hào)表示基本原因事件，即最基本的、不能再向下分析的原因事件，基本事件可以是設(shè)備故障、人的失誤或與事故有關(guān)的環(huán)境不良等，如圖3-4所示。3)屋形符號(hào)

屋形符號(hào)表示正常事件，即系統(tǒng)在正常狀態(tài)下發(fā)揮正常功能的事件，如圖3-5所示。這是由于事故樹分析是一種嚴(yán)密的邏輯分析，為了保持其邏輯的嚴(yán)密性，正常事件的參與往往是必要的。

4)菱形符號(hào)

菱形符號(hào)可表示兩種事件：其一是表示省略事件，即沒有必要詳細(xì)分析或其原因尚不明確的事件；其二是表示二次事件，即不是本系統(tǒng)的事故原因事件，而是來自系統(tǒng)以外的原因事件，如圖3-6所示。例如，在分析礦山井下火災(zāi)時(shí)，地面的火源(能引起井下火災(zāi))就是二次事件。

4種事件符號(hào)內(nèi)都必須填寫內(nèi)容具體、概念清楚的事件內(nèi)容。在具體進(jìn)行事故樹分析時(shí)，也可以根據(jù)實(shí)際需要選用其他的圖形符號(hào)。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)6當(dāng)前6頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義1、事件符號(hào)5）特殊符號(hào)

特殊事件:

特殊事件是指在事故樹分析中需要表明其特殊性或引起注意的事件。特殊事件分為開關(guān)事件和條件事件。

1)開關(guān)事件：開關(guān)事件又稱正常事件，它是在正常工作條件下必然發(fā)生或必然不發(fā)生的事件。用圖d中的房形符號(hào)表示。

2)條件事件：條件事件是限制邏輯門開啟的事件，用圖e中的橢圓形符號(hào)表示。

3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)開關(guān)事件條件事件7當(dāng)前7頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義2、邏輯門符號(hào)

邏輯門連接著上下兩層事件，表明相連接的各事件間的邏輯關(guān)系。邏輯門的應(yīng)用是事故樹作圖的關(guān)鍵，只有正確地選擇和使用邏輯門，才能保證事故樹分析的正確性。邏輯門的種類很多，其中最為基本、應(yīng)用最多的有與門、或門、條件與門、條件或門和限制門。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)1)與門與門符號(hào)如圖3-7所示。與門連接表示，只有當(dāng)其下面的輸人事件B1、B2同時(shí)發(fā)生時(shí)，上面的輸出事件A才發(fā)生，兩者缺一不可。它們的關(guān)系是邏輯積關(guān)系，即A=Bl∩B2，或記為A=B1·B2;若有多個(gè)輸入事件時(shí)也是如此，如A=B1·B2··…Bn。8當(dāng)前8頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義2、邏輯門符號(hào)1)與門例如，對(duì)于圖3-8所示的電路，若以“K1斷開”和“K2斷開”分別表示開關(guān)1和開關(guān)2為斷開狀態(tài)，則它們?yōu)榛驹蚴录?，用圓形符號(hào)表示;電燈熄滅為事故樹分析的結(jié)果事件，用矩形符號(hào)表示。那么，基本原因事件與其造成的結(jié)果事件的關(guān)系是邏輯“與”的關(guān)系，將其畫成事故樹，如圖3-9所示。

瓦斯爆炸必須滿足3個(gè)條件:瓦斯積聚(濃度為5%-16%)、引爆火源(溫度大于650℃)以及氧含量大于12%。只有這3個(gè)原因事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，才會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸，3個(gè)事件中缺少任何一個(gè)，瓦斯爆炸都不會(huì)發(fā)生。所以，以瓦斯爆炸作為頂上事件，用邏輯門將它和3個(gè)原因事件連接起來，就形成如圖3-10所示的與門連接的事故樹圖。需要說明的是，造成上層結(jié)果的下層原因事件必須是直接原因事件，而不應(yīng)該是間接原因事件，以免造成分析混亂或漏掉重要的原因事件。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)9當(dāng)前9頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義2、邏輯門符號(hào)2)或門或門(圖3-11)連接表示輸入事件B1、B2至少有一個(gè)發(fā)生，輸出事件A就發(fā)生。它們的關(guān)系是邏輯和關(guān)系，即A=B1∪B2或A=Bl+B2。若有多個(gè)輸入事件時(shí)也是如此。例如，圖3-12所示的串聯(lián)開關(guān)電燈回路，只要開關(guān)K1、K2中任一個(gè)斷開，電燈就會(huì)熄滅。所以，“電燈熄滅”和“K1斷開”、“K2斷開”的關(guān)系是邏輯和的關(guān)系，如圖3-13所示。或門連接還有羅列輸出事件形式的作用，這在作事故樹時(shí)也是經(jīng)常用到的。例如，鍋爐爆炸事故有常壓爆炸、超壓爆炸和燒干鍋突然加水爆炸，可用或門將它們連接起來，如圖3-14所示。冒頂事故有采煤工作面冒頂和掘進(jìn)工作面冒頂，可用或門將它們連接起來，如圖3-15所示。這樣，便于分別進(jìn)行分析。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)10當(dāng)前10頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義2、邏輯門符號(hào)3)條件與門條件與門表示必須在滿足條件α的情況下，輸人事件Bl、B2同時(shí)發(fā)生，輸出事件A才發(fā)生，否則就不發(fā)生，如圖3-16所示。這里，α指輸出事件A發(fā)生的條件，而不是事件。它們的關(guān)系是邏輯積關(guān)系，即A=(Bl∩B2)∩α，或A=B1·B2·α。例如，某系統(tǒng)發(fā)生低壓觸電死亡事故的直接原因是“人體接觸帶電體”、“保護(hù)失效”和“搶救不力”。但這些直接原因事件同時(shí)發(fā)生也并不一定死亡，而最終取決于通過心臟的電流I與通電時(shí)間t的乘積I·t≧50mA·s，這一條件必須在條件與門的六邊形符號(hào)內(nèi)注明，如圖3-17所示。

再以瓦斯爆炸事故為例，當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?%~16%，氧的濃度大于12%和引火溫度大于650℃三個(gè)原因事件都具備時(shí)，但瓦斯不與火源相遇則絕對(duì)不會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸事故。所以，爆炸事故需要在同時(shí)具備以上三個(gè)原因事件且滿足“相遇”這一條件時(shí)才會(huì)發(fā)生，可用條件與門將它們連接起來，如圖3-18所示。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)11當(dāng)前11頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義2、邏輯門符號(hào)4)條件或門條件或門表示在滿足條件α的情況下，輸入事件B1、B2至少有一個(gè)發(fā)生，輸出事件A就發(fā)生，如圖3-19所示。輸入事件B1、B2與輸出事件之間是邏輯和的關(guān)系，輸入事件與條件α則是邏輯積的關(guān)系。因此，它們的邏輯關(guān)系為A=(B1∪B2)∩α或A=(B1+B2)·α。例如，氧氣瓶超壓爆炸事故的原因事件是“在陽(yáng)光下暴曬”、“接近熱源”或“接觸火源"，3個(gè)原因事件至少發(fā)生一個(gè)，又滿足“瓶?jī)?nèi)壓力超過鋼瓶承受力”條件時(shí)，都能導(dǎo)致氧氣瓶爆炸事故的發(fā)生。因此，它們之間應(yīng)該采用條件或門連接，如圖3-20所示。引起瓦斯爆炸的“引爆火源”可以是“明火”、“爆破火源”、“摩擦、撞擊火花”、“自燃火源”或“電氣火花”等，只要有一個(gè)發(fā)生，在火源能量又達(dá)到引爆能量時(shí)，都能使“引爆火源”成為瓦斯爆炸的直接原因。因此，它們之間應(yīng)該采用條件或門連接，“能量達(dá)到引爆能量”是其條件，如圖3-21所示。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)條件或門12當(dāng)前12頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義2、邏輯門符號(hào)5)限制門（禁門）限制門也稱為禁門，它表示當(dāng)輸入事件B發(fā)生時(shí)，如果滿足條件α，輸出事件A就發(fā)生，則輸出事件A就不發(fā)生，如圖3-22所示。它們是邏輯積的關(guān)系，即A=B∩a或A=B·α。要注意的是，限制門的輸人事件只有一個(gè)，這與其他邏輯門是不相同的。例如，“滑落煤倉(cāng)死亡”事故（輸出事件A），其直接原因是“誤墜煤倉(cāng)”（輸入事件B），但能否造成死亡后果，則取決于“煤倉(cāng)高度及倉(cāng)內(nèi)狀況”（條件條件α），故用限制門連接，如圖3-23所示。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)13當(dāng)前13頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義2、邏輯門符號(hào)6)表決門表決門表示n個(gè)輸入事件B2、B2、...、Bn中，至少有r個(gè)發(fā)生時(shí)輸出事件才發(fā)生的邏輯關(guān)系，如圖3-24所示。這種情況在電氣電子行業(yè)出現(xiàn)較多，其他行業(yè)不常出現(xiàn)。顯然或門和與門都是表決門的特例：或門即r=1的表決門；與門即r=n的表決門。7)排斥或門(異或門)

排斥或門也稱異或門，若兩個(gè)(或兩個(gè)以上的)輸入事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，輸出事件就不發(fā)生。其符號(hào)及邏輯關(guān)系如圖3-25所示。8)順序與門順序與門表示，其所連接的兩個(gè)輸入事件B1、B2，只有B1優(yōu)先于B2發(fā)生才會(huì)有輸出事件A發(fā)生，順序相反則不會(huì)有輸出事件發(fā)生。這實(shí)際是條件概率事件，其符號(hào)及邏輯關(guān)系如圖3-26所示。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)14當(dāng)前14頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.2FAT常用符號(hào)及其意義3、轉(zhuǎn)移符號(hào)轉(zhuǎn)移符號(hào)包括轉(zhuǎn)人符號(hào)和轉(zhuǎn)出符號(hào)，分別表示部分樹的轉(zhuǎn)人和轉(zhuǎn)出。其作用有:其一，當(dāng)事故樹規(guī)模很大，一張圖紙不能繪出全部?jī)?nèi)容時(shí)，可應(yīng)用轉(zhuǎn)移符號(hào)，在另一張圖紙上繼續(xù)完成；其二，當(dāng)事故樹中多處包含同樣的部分樹時(shí)，為簡(jiǎn)化起見，可以用轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出符號(hào)標(biāo)明。(1)轉(zhuǎn)入符號(hào)：轉(zhuǎn)入符號(hào)表示，需要繼續(xù)完成的部分樹由此轉(zhuǎn)入，如圖3-27所示。(2)轉(zhuǎn)出符號(hào)。轉(zhuǎn)出符號(hào)表示，尚未全部完成的事故樹由此轉(zhuǎn)出，如圖3-28所示。一般來說，轉(zhuǎn)出、轉(zhuǎn)入符號(hào)的三角形內(nèi)要對(duì)應(yīng)標(biāo)明數(shù)碼或字符，以示呼應(yīng)。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)15當(dāng)前15頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.3FAT分析程序第一步:確定頂上事件。頂上事件就是所要分析的事故。選擇頂上事件，一定要在詳細(xì)分析系統(tǒng)情況、有關(guān)事故的發(fā)生情況和發(fā)生可能，以及事故的嚴(yán)重程度和事故發(fā)生概率等資料的情況下進(jìn)行，而且事先要仔細(xì)尋找造成事故的直接原因和間接原因。然后，根據(jù)事故的嚴(yán)重程度和發(fā)生概率確定要分析的頂上事件，將其扼要地填寫在矩形框內(nèi)。頂上事件也可以是在運(yùn)輸生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)生過的事故。如車輛追尾、道口火車與汽車相撞事故等事故。通過編制事故樹，找出事故原因，制定具體措施，防止事故再次發(fā)生。第二步:調(diào)查或分析造成頂上事件的各種原因。頂上事件確定之后，為了編制好事故樹，必須將造成頂上事件的所有直接原因事件找出來，盡可能不要漏掉。直接原因事件可以是機(jī)械故障、人的因素或環(huán)境原因等。要找出直接原因可以采取對(duì)造成頂上事件的原因進(jìn)行調(diào)查，召開有關(guān)人員座談會(huì)，也可根據(jù)以往的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，確定造成頂上事件的原因。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)16當(dāng)前16頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.3FAT分析程序第三步:繪事故樹。在找出造成頂上事件的和各種原因之后，就可以用相應(yīng)事件符號(hào)和適當(dāng)?shù)倪壿嬮T把它們從上到下分層連接起來，層層向下，直到最基本的原因事件，這樣就構(gòu)成一個(gè)事故樹。在用邏輯門連接上下層之間的事件原因時(shí)，若下層事件必須全部同時(shí)發(fā)生，上層事件才會(huì)發(fā)生時(shí)，就用“與門”連接。邏輯門的連接問題在事故樹中是非常重要的，含糊不得，它涉及到各種事件之間的邏輯關(guān)系，直接影響著以后的定性分析和定量分析。第四步:認(rèn)真審定事故樹。畫成的事故樹圖是邏輯模型事件的表達(dá)。既然是邏輯模型，那么各個(gè)事件之間的邏輯關(guān)系就應(yīng)該相當(dāng)嚴(yán)密、合理，否則在計(jì)算過程中將會(huì)出現(xiàn)許多意想不到的問題。因此，對(duì)事故樹的繪制要十分慎重。在制作過程中，一般要進(jìn)行反復(fù)推敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重來，有時(shí)還要反復(fù)進(jìn)行多次，直到符合實(shí)際情況，比較嚴(yán)密為止。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)17當(dāng)前17頁(yè)，總共41頁(yè)。熟悉系統(tǒng)調(diào)查事故確定頂上事件收集系統(tǒng)資料調(diào)查原因事件建造事故樹修改簡(jiǎn)化事故樹定性分析定量分析制定安全措施事故樹分析程序18當(dāng)前18頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制事故樹編制是事故樹分析中最基本、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。編制工作一般應(yīng)由系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員、操作人員和可靠性分析人員組成的編制小組來完成，經(jīng)過反復(fù)研究，不斷深人，才能趨于完善。事故樹編制的完善程度直接影響到事故樹定性分析與定量分析的結(jié)果是否正確，關(guān)系到運(yùn)用事故樹分析方法的成敗。所以，在事故樹編制實(shí)踐中及時(shí)進(jìn)行總結(jié)提高，以編制出正確、合理的事故樹，是非常重要和關(guān)鍵的步驟。1.事故樹的編制過程

(1)確定所分析的系統(tǒng)

確定所分析的系統(tǒng)，即確定系統(tǒng)中所包含的內(nèi)容及其邊界范圍，并要熟悉系統(tǒng)的整個(gè)情況，了解系統(tǒng)狀態(tài)、工藝過程和各種參數(shù)，以及作業(yè)情況、環(huán)境狀況等。同時(shí)要調(diào)查系統(tǒng)中發(fā)生的各類事故情況，廣泛收集同類系統(tǒng)的事故資料進(jìn)行事故統(tǒng)計(jì)，設(shè)想給定系統(tǒng)可能要發(fā)生的事故。

如果分析建筑防火系統(tǒng)，需要確定是哪種類型的建筑(如普通民用建筑、高層民用建筑等)，明確所分析建筑物的具體范圍，熟悉它們的具體狀況及其防火設(shè)備、設(shè)施的性能和參數(shù)，調(diào)查相應(yīng)建筑物中的各類火災(zāi)事故，分析事故發(fā)生的規(guī)律。如果分析煤礦采煤工作面系統(tǒng)，則要確定是哪種類型的工作面(如單一走向長(zhǎng)壁、高檔普采工作面等)，劃定工作面的具體范圍，熟悉工作面的煤層特征、頂?shù)装鈳r性、支架類型以及機(jī)電設(shè)備性能、瓦斯等級(jí)、通風(fēng)狀況等各方面的情況，并調(diào)查工作面發(fā)生的各類事故，了解事故發(fā)生的規(guī)律。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)19當(dāng)前19頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制1.事故樹的編制過程(2)確定事故樹的頂上事件頂上事件，即事故樹分析的對(duì)象事件，也就是所要分析的事故。對(duì)于某一確定的系統(tǒng)而言，可能會(huì)發(fā)生多種事故，一般首先選擇那些易于發(fā)生且后果嚴(yán)重的事故作為頂上事件。例如，在一般工廠中，可以將物體打擊和機(jī)械傷害事故作為頂上事件；同時(shí)，那些雖不經(jīng)常發(fā)生，但對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全狀況造成重大威脅的事故作為頂上事件，加工廠中的鍋爐爆炸和煤礦中的瓦斯爆炸事故等。另外，根據(jù)事故預(yù)防工作的實(shí)際需要，也可選擇其他事故作為頂上事件進(jìn)行事故樹分析。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)20當(dāng)前20頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制1.事故樹的編制過程(3)調(diào)查與頂上事件有關(guān)的所有原因事件原因事件包括與頂上事件有關(guān)的所有因素，可從4M因素著手進(jìn)行調(diào)查。例如，若頂上事件是建筑火災(zāi)事故，則建筑材料和建筑中的可燃物情況、防火設(shè)施和滅火器材情況、防滅火工作程序、現(xiàn)場(chǎng)人員和消防人員狀況等都是與頂上事件有關(guān)的原因事件，都需要調(diào)查清楚;若頂上事件是采煤工作面冒頂傷人事故，則工作面頂板狀況、支護(hù)和支架情況、操作程序、現(xiàn)場(chǎng)指揮和人員狀況等都是與頂上事件有關(guān)的原因事件，都需要加以調(diào)查和明確。(4)畫出事故樹

首先畫出頂上事件，在它下面的一層并列寫出其直接原因事件，并用邏輯門連接上、下兩層事件；然后，再把構(gòu)成第二層各事件的直接原因?qū)懺诘谌龑由希⒂眠m當(dāng)?shù)倪壿嬮T連接起來。這樣，層層向下，直到最基本的原因事件，就畫出一個(gè)完整的事故樹。最基本的原因事件稱為基本事件，基本事件與頂上事件之間的各個(gè)事件稱為中間事件。事故樹的最下一層事件，也可能是省略事件或正常事件，它們也屬于基本事件。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)21當(dāng)前21頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制2.事故樹編制實(shí)例事故樹的編制方法一般分為兩類，一類是人工編制;另一類是計(jì)算機(jī)輔助編制。1)人工編制事故樹(1)人工編制事故樹的原則。事故樹的編制過程是一個(gè)嚴(yán)密的邏輯推理過程，遵循以下原則:①頂上事件的確定應(yīng)優(yōu)先考慮風(fēng)險(xiǎn)大的事故或事件。②合理確定邊界條件，明確規(guī)定所分析系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的界面合理的假設(shè)。③保持邏輯門的完整性。事故樹編制時(shí)應(yīng)逐級(jí)進(jìn)行，不允許跳躍;任何一個(gè)邏輯門的輸出都必須有一個(gè)結(jié)果事件，不允許不經(jīng)過結(jié)果事件而將門與門直接相連，否則，將很難保證邏輯關(guān)系的準(zhǔn)確性。④確切描述頂上事件。明確地給出頂上事件的定義，及其什么時(shí)候在何種條件下發(fā)生。⑤編制過程中及編制完成后，及時(shí)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)22當(dāng)前22頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制2.事故樹編制實(shí)例事故樹的編制方法一般分為兩類，一類是人工編制;另一類是計(jì)算機(jī)輔助編制。1)人工編制事故樹(2)人工編制事故樹的方法

人工編制事故樹的常用方法為演繹法，它是通過人的思考去分析頂上事件是怎樣發(fā)生的，并根據(jù)其邏輯關(guān)系畫出事故樹。用演繹法編制時(shí)首先須確定系統(tǒng)的頂上事件，找出直接導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的直接原因事件，即中間事件(也可能是基本事件)。在頂上事件與其緊連的直接原因事件之間，根據(jù)其邏輯關(guān)系添加合適的邏輯門。然后再對(duì)每個(gè)中間事件進(jìn)行類似的分析，找出其直接原因事件，逐級(jí)向下演繹，直到不能繼續(xù)分析的基本事件為止。這樣，就可做出完整的事故樹。編制出事故樹后，要對(duì)其正確性進(jìn)行全面檢查，判斷其邏輯關(guān)系是否正確。其判別原則是：上一層事件是下一層事件的必然結(jié)果；下一層事件是上一層事件的充分條件。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)23當(dāng)前23頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制事故樹編制Ex1:車床絞長(zhǎng)發(fā)事故

機(jī)械工廠中，車床旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)容易將員工、特別是女工的長(zhǎng)發(fā)絞進(jìn)去，造成傷害事故。所以，將這種事故作為頂上事件，進(jìn)行事故樹分析。在對(duì)車床系統(tǒng)的運(yùn)行和事故情況調(diào)查、了解清楚后，就可以按照演繹分析的原則進(jìn)行分析、編制出“車床絞長(zhǎng)發(fā)事故”的事故樹。首先確定，所分析的系統(tǒng)是機(jī)械工廠中的車床運(yùn)行系統(tǒng)，它包括車床及其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及操作車床的工人及其工作行為，不包括系統(tǒng)之外的因素。

將頂上事件“車床絞長(zhǎng)發(fā)事故”記人最上端的矩形符號(hào)內(nèi)，這是事故樹的第一層。由于車床絞長(zhǎng)發(fā)事故的直接原因事件是“車床旋轉(zhuǎn)”和“長(zhǎng)發(fā)落下”，故將這兩個(gè)原因事件記人第二層。其中，“車床旋轉(zhuǎn)”是正常事件，用屋形符號(hào)表示;“長(zhǎng)發(fā)落下”需繼續(xù)向下分析，屬于中間事件，記入矩形符號(hào)內(nèi)。兩者必須是同時(shí)發(fā)生才會(huì)導(dǎo)致頂上事件的發(fā)生，用與門將第一、第二層事件連接起來比較適宜;但是，第二層的兩個(gè)原因事件要使頂上事件發(fā)生，還應(yīng)滿足“長(zhǎng)發(fā)接觸旋轉(zhuǎn)部位”條件，所以采用條件與門將第一、第二層事件連接起來，如圖3-29的第一、第二層所示。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)24當(dāng)前24頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制事故樹編制Ex1:車床絞長(zhǎng)發(fā)事故

再以第二層事件作為結(jié)果事件，找出它們的所有直接原因事件，記人第三層的相應(yīng)事件符號(hào)內(nèi)，并用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T將它們與第二層連接起來。第二層的“車床旋轉(zhuǎn)”為正常事件，無須向下分析?！伴L(zhǎng)發(fā)落下”為中間事件，則需繼續(xù)向下分析?！伴L(zhǎng)發(fā)落下”的直接原因事件為“留有長(zhǎng)發(fā)”和“長(zhǎng)發(fā)未在帽內(nèi)”，將它們記人“長(zhǎng)發(fā)落下”下方的第三層，并根據(jù)它們的邏輯關(guān)系用與門連接?！傲粲虚L(zhǎng)發(fā)”是基本原因事件，用圓形符號(hào);“長(zhǎng)發(fā)未在帽內(nèi)”是中間事件，用矩形符號(hào)，如圖3-29的第二、第三層所示。

第三層中的“留有長(zhǎng)發(fā)”是基本原因事件，不再向下分析;“長(zhǎng)發(fā)未在帽內(nèi)”的直接原因事件是“未戴防護(hù)帽”和“未塞入帽內(nèi)”，兩事件都是基本原因事件，用圓形符號(hào)表示，并將其寫在事故樹的第四層，根據(jù)它們的邏輯關(guān)系用或門連接。至此，該事故樹分析到了最基本的原因事件，也即完成了整個(gè)事故樹的編制，如圖3-29所示。繪出事故樹圖后，還要按照上述原則進(jìn)行全面的正確性檢查，判斷事故樹編制得是否正確。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)25當(dāng)前25頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制事故樹編制Ex1:車床絞長(zhǎng)發(fā)事故3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)第一層：頂上事件第二層：長(zhǎng)發(fā)落下，車床旋轉(zhuǎn)第三層：留有長(zhǎng)發(fā)，長(zhǎng)發(fā)未在帽子里第四層：未帶防護(hù)帽，或者頭發(fā)沒有塞入防護(hù)帽正常事件中間事件基本事件（條件）與門與門或門26當(dāng)前26頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制事故樹編制Ex2:斜井運(yùn)輸事故（P81）

3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)27當(dāng)前27頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制事故樹編制Ex3:從腳手架墜落死亡事故（P81-82）

3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)α限制門

事故樹編制完成后，為了分析方便，一般將各個(gè)事件標(biāo)上字符符號(hào)。

一般用x1,x2,、、xn表示基本事件，用T表示頂上事件，用A、B等表示中間事件。28當(dāng)前28頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制2.事故樹編制實(shí)例2)計(jì)算機(jī)輔助編制事故樹

計(jì)算機(jī)輔助編制事故樹，是借助于計(jì)算機(jī)程序，在已有系統(tǒng)部件模式分析的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)的事故過程進(jìn)行編輯，從而達(dá)到在一定范圍內(nèi)迅速準(zhǔn)確地自動(dòng)編制事故樹的目的。計(jì)算機(jī)輔助編制事故樹主要可分為兩類:一類是合成法，主要用于解決電路系統(tǒng)的事故樹編制間題;另一類是判定表法。(1)合成法合成法是建立在部件事故模式分析的基礎(chǔ)上，用計(jì)算機(jī)程序?qū)ψ邮鹿蕵溥M(jìn)行編輯的一種方法。合成法與演繹法的不同點(diǎn)是：只要部件事故模式所決定的子事故樹定，由合成法得到的事故樹就唯一。因此它是一種規(guī)范化的編制方法，與所分析的系統(tǒng)是獨(dú)立考慮的。由這些部件組成的任何系統(tǒng)都可以借助已確定的子事故樹重新組合該系統(tǒng)的事故樹。但合成法不能像演繹法那樣有效地考慮人為因素和環(huán)境條件的影響，它是針對(duì)系統(tǒng)硬件事故而編制事故樹的。因此，建立系統(tǒng)典型的子事故樹庫(kù)是合成法的關(guān)鍵。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)29當(dāng)前29頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.4事故樹編制2.事故樹編制實(shí)例2)計(jì)算機(jī)輔助編制事故樹(1)判定表法判定表法是根據(jù)部件的判定表來合成的。判定表法要求確定每個(gè)事件的輸入/輸出事件，即輸入/輸出的某種狀態(tài)。把每個(gè)部件的這種輸人/輸出事件的關(guān)系列成表，該表稱為判定表，見表3-1所示。一個(gè)判定表上只允許有一個(gè)輸出事件，當(dāng)在事件中出現(xiàn)不止一個(gè)輸出事件時(shí)，須建立多個(gè)判定表。編制事故樹時(shí)，將系統(tǒng)按節(jié)點(diǎn)(輸入與輸出的連接點(diǎn))劃分開，并確定頂上事件及其相關(guān)的邊界條件。一般認(rèn)為，來自系統(tǒng)環(huán)境的每一個(gè)輸人事件屬于基本事件，來自部件的輸出事件屬于中間事件。在判定表都已齊備后，從頂上事件出發(fā)，根據(jù)判定表追蹤中間事件并追蹤到基本事件，就編制成所需要的事故樹。判定表的優(yōu)點(diǎn)是可以任意確定部件的狀態(tài)數(shù)目、多態(tài)系統(tǒng)以及有關(guān)的參量，因此特別適用于帶反饋和自動(dòng)控制的系統(tǒng)。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)30當(dāng)前30頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.5事故樹數(shù)學(xué)表達(dá)1.布爾代數(shù)簡(jiǎn)介

布爾代數(shù)也叫邏輯代數(shù)，它是一種邏輯運(yùn)算方法，它是集合論的一部分。布爾代數(shù)與其他數(shù)學(xué)分支的最主要區(qū)別在于布爾代數(shù)所進(jìn)行的運(yùn)算是邏輯運(yùn)算，布爾代數(shù)的數(shù)值只有兩個(gè):0和1。在事故樹分析中，所研究的事件也只有兩種狀態(tài)，即發(fā)生和不發(fā)生，而不存在其中間狀態(tài)。所以，可以借助布爾代數(shù)進(jìn)行事故樹分析。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)集合及元素：把具有某種屬性的事物的全體稱為一個(gè)集合；集合中的各個(gè)事物稱為集合的元素。全集合及空集：具有某種共同屬性的一切事物組成的集合稱為全集合,簡(jiǎn)稱全集,用Ω表示；沒有任何元素的集合稱為空集,用?表示。

子集：若集合A的元素都是集合B的元素,則稱A是B的子集。圖3-33中，矩形Ω表示全集，三個(gè)圓A、B、C均是其子集；而B可以看成A的子集。如果一個(gè)子集合中的元素不被其他子集合所包含，則稱為不相交的或相互排斥的子集合。圖3一33中的A和C為不相交的子集合。

補(bǔ)集：全集Ω中不屬于集合A的元素的全體構(gòu)成集合A的補(bǔ)集,記為A′或圖3-34中的陰影部分即是A的補(bǔ)集。31當(dāng)前31頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.5事故樹數(shù)學(xué)表達(dá)2.集合的運(yùn)算

并集：由集合A和集合B的所有元素組成的集合C稱為集合A和集合B的并集，記為C=A∪B。符號(hào)“∪”讀作“并”、或者讀作“或”；也可寫成“+”即也可以記為C=A+B。

交集：由集合A和集合B的一切相同元素所組成的新集合C稱為集合A和集合B的交集，記為C=A∩B。符號(hào)“∩”讀作“交”、或者讀作“與”；也可以用“?”表示，即也可記為C=A?B或C=AB。

事故樹中，或門的輸出事件是所有輸人事件的并集，與門的輸出事件是所有輸人事件的交集。3.2事故樹分析方法及相關(guān)知識(shí)3.集合的運(yùn)算32當(dāng)前32頁(yè)，總共41頁(yè)。3.2.5事故樹數(shù)學(xué)表達(dá)4.布爾代數(shù)作為二值代數(shù)的特殊定義及其性質(zhì)（自學(xué)）5.布爾代數(shù)定理（自學(xué)）6.邏輯式范式邏輯式的范式是用布爾代數(shù)法化簡(jiǎn)事故樹和求最小割集、最小徑集的基礎(chǔ)。

僅用運(yùn)算符“?”連接而成的邏輯式稱為與邏輯式，例如A、AB'、ABC等都是與邏輯式；由若干與邏輯式經(jīng)過運(yùn)算符“+”連接而成的邏輯式，稱為與或范式，例如：ABC+DE、A+BC等都是與或范式。

邏輯式的與或范式不是唯一的。在用布爾代數(shù)進(jìn)行事故樹分析時(shí)，我們總是將其化為最簡(jiǎn)單的形式，即要求與或范式中的項(xiàng)數(shù)最少，每項(xiàng)(與邏輯式)中所含的元素最少。例如：

3.2