事故樹(shù)分析方法的研究

事故樹(shù)分析方法的研究

事故樹(shù)分析（ta）是一種演繹推理方法。該方法使用一種稱(chēng)為事故樹(shù)的樹(shù)形圖來(lái)表示系統(tǒng)中可能發(fā)生的事故和各種原因之間的邏輯關(guān)系。通過(guò)對(duì)事故樹(shù)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。事故樹(shù)定量分析主要是根據(jù)引起事故發(fā)生的各基本事件的發(fā)生概率,計(jì)算事故樹(shù)頂上事件發(fā)生概率;計(jì)算各基本事件的概率重要度和臨界重要度。根據(jù)定量分析的結(jié)果以及事故發(fā)生以后可能造成的危害,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,以確定安全投資方向。1兩組提供依據(jù)研究基本事件的發(fā)生概率,是為了對(duì)事故進(jìn)行定量分析。通過(guò)定量分析,使人們得出能夠進(jìn)行比較的概念,為系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)提供必要的數(shù)據(jù),為選擇最優(yōu)安全措施提供依據(jù)。事故樹(shù)定量分析是在定性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。定量分析有兩個(gè)目的,首先是在求出基本事件發(fā)生概率的情況下,計(jì)算頂上事件的發(fā)生概率,并根據(jù)所取得的結(jié)果與預(yù)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較。另一個(gè)目的,計(jì)算出概率重要度系數(shù)和臨界重要度系數(shù),以便使人們了解要改善系統(tǒng)應(yīng)從何處著手,以及根據(jù)重要程度的不同,按輕重緩急,安排人力、物力,分別采取對(duì)策,或按主次編制安全檢查表,以加強(qiáng)人的控制,使系統(tǒng)處于最佳安全狀態(tài)。1.1發(fā)生概率的概率各基本事件又是獨(dú)立事件時(shí),可以直接計(jì)算頂上事件的發(fā)生概率。用“與門(mén)”連接的頂上事件發(fā)生概率為:用“或門(mén)”連接的頂上事件發(fā)生概率為:式中qi為第i個(gè)基本事件的發(fā)生概率(i=1,2,…,n)。b、重復(fù)事件計(jì)算頂上事件發(fā)生概率的方法有狀態(tài)枚舉法、最小割集法、最小徑集法、化相交集為不交集法、近似計(jì)算等多種方法,常用的兩種方法為:1最小割集與基本事件的連接用最小割集表示的事故樹(shù)等效圖,利用等效圖再來(lái)推出最小割集求頂上事件發(fā)生概率的公式。等效圖的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式是:頂上事件T與最小割集Ki的邏輯連接為或門(mén),每個(gè)最小割集Ki與其包含的基本事件的邏輯連接為與門(mén)。其對(duì)于有K個(gè)最小割集的事故樹(shù),其頂上事件發(fā)生的概率可表示為:公式中:i為基本事件的序數(shù);Xi∈Kj為第i個(gè)基本事件屬于第j個(gè)最小割集;j,s為最小割集的序數(shù);K為最小割集的個(gè)數(shù);Xi∈KJ∪Ks為第i個(gè)基本事件Xi或?qū)儆诘趈個(gè)最小割集,或?qū)儆诘趕個(gè)最小割集;1≤j≤s≤k為j,s的取值范圍。2邏輯連接方式利用最小徑集的方法以及用最小徑集表示的事故樹(shù)等效圖來(lái)求得頂上事件發(fā)生概率。其等效圖的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式是:頂上事件T與最小徑集Pi的邏輯連接為與門(mén),而每個(gè)最小的徑集Pi與其包含的基本事件的邏輯連接為或門(mén)。對(duì)于有P個(gè)最小徑集的事故樹(shù),其頂上事件發(fā)生的概率公式為:如果所有最小徑集彼此間沒(méi)有重復(fù)的基本事件,則頂上事件發(fā)生概率的計(jì)算公式為:公式表明,如果最小徑集彼此間沒(méi)有重復(fù)的基本事件,即可先求最小徑集所包含的基本事件的并集概率,然后求所有最小徑集的交集概率,其結(jié)果就是頂上事件發(fā)生概率。1.2頂事件概率重要系數(shù)基本事件概率重要度是以其概率重要系數(shù)來(lái)表示的。通過(guò)基本事件概率重要度分析,可知在各基本事件中,哪個(gè)基本事件的概率變化對(duì)頂上事件的發(fā)生概率的變化影響大,從而采取有效措施減少概率重要系數(shù)大的基本事件的發(fā)生概率,有效地降低頂上事件的發(fā)生概率。概率重要系數(shù)IP(i),是通過(guò)將頂上事件發(fā)生概率Q函數(shù)對(duì)自變量qi求一次偏導(dǎo)就可獲得該基本事件的概率重要度系數(shù),即公式中:Q為頂上事件的發(fā)生概率;qi為第i個(gè)基本事件的發(fā)生概率。1.3相關(guān)度系數(shù)未反映所反映的事實(shí)一般情況下,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(shí)。因此,需要用相對(duì)變化率的比值,來(lái)衡量各基本事件的重要度,即用基本事件發(fā)生概率的變化率與頂上事件發(fā)生概率的變化率的比,來(lái)確定各基本事件的重要度,這個(gè)比值稱(chēng)為臨界重要度系數(shù)Ic(i),即:2實(shí)例分析2.1瓦斯襲擊事故樹(shù)圖通過(guò)調(diào)查和搜集資料對(duì)1994年至2004年間的特大瓦斯爆炸事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)得出特大瓦斯爆炸事故44起,引起瓦斯爆炸的相關(guān)危險(xiǎn)基本事件30起,繪制瓦斯爆炸事故樹(shù)圖(見(jiàn)圖1)。事故統(tǒng)計(jì)過(guò)程中在確定基本事件后,對(duì)事故樹(shù)底部基本事件發(fā)生次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,確定了基本事件的發(fā)生概率(見(jiàn)表1)。2.2事故樹(shù)分析根據(jù)事故樹(shù)及其基本事件發(fā)生概率,對(duì)特大瓦斯爆炸事故進(jìn)行分析。通過(guò)求其頂上事件概率、概率重要度系數(shù)、臨界重要度系數(shù),得出相關(guān)結(jié)論。1確定事件發(fā)生的概率利用最小徑集的方法根據(jù)公式(5)可以求得頂上事件發(fā)生概率為0.376。2率重要系數(shù)頻率根據(jù)公式(6)可得其對(duì)應(yīng)的概率重要系數(shù),其所得值如表2所示。由表2可得,按其概率重要系數(shù)的大小排出各基本事件的概率重要順序?yàn)?3臨界重要系數(shù)根據(jù)公式(7)可以求出基本事件對(duì)應(yīng)的臨界重要系數(shù),其所得值見(jiàn)表3。由表3可得,按照臨界重要系數(shù)大小排列出各基本事件的重要順序:2.3礦井瓦斯管理的激發(fā)因素是積極應(yīng)對(duì)事故的抗在概率重要系數(shù)中基本事件X14的概率重要度系數(shù)最大,其次是X2、X8、X11、X15、X16、X9、X12,這些基本事件的概率系數(shù)發(fā)生改變對(duì)頂上事件起主導(dǎo)作用,在縮小其概率時(shí),可以有效地將頂上事件發(fā)生概率降下來(lái)。在臨界重要系數(shù)中,可以得出X19在各基本事件中的臨界重要系數(shù)最大,其次是X14、X2、X8、X11、X15、X16、X23、X29。由于臨界重要系數(shù)能夠從敏感度和自身概率大小的雙重角度反映基本事件的重要程度,因此通過(guò)重點(diǎn)觀察各基本事件的臨界重要度系數(shù)并結(jié)合概率重要度系數(shù),我們可以針對(duì)X19、X14及其次的X11、X15、X16、X23、X29等基本事件,著重加強(qiáng)相關(guān)方面的管理,進(jìn)而提高瓦斯爆炸的預(yù)防能力。針對(duì)事故的定量分析得出煤礦瓦斯管理的幾點(diǎn)看法和意見(jiàn):1)要不斷完善瓦斯檢查制度,提高瓦斯檢查員的素質(zhì),并能合理地處理瓦斯積聚;同時(shí)瓦斯監(jiān)測(cè)設(shè)備要配備齊全,使其能夠?qū)峦咚弓h(huán)境做到及時(shí)了解,及時(shí)控制。2)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的管理,不斷提高人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平,注重安全意識(shí)的培養(yǎng),盡量使因人為因素導(dǎo)致的事故降到最低。3)完善井下機(jī)電設(shè)備管理,發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患及時(shí)維修,使機(jī)電設(shè)備