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1、故障树分析FTA,故障树分析 (Fault Tree Analysis，FTA,故障树分析FTA,一）概述 事故树（Fault Tree Analysis，缩写为FTA）也称故障树，在日本称为FTA安全工学，是一种描述事故因果关系的有方向的“树”，是安全系统工程中重要的分析方法之一。它能对各种系统的危险性进行识别评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。 FTA作为安全分析评价和事故预测的一种先进的科学方法，已得到国内外的公认和广泛采用。 事故树是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树，是用逻辑门联接的树图。事故树分析法是一种图形演绎方法，在对系统分析时，围绕系统不希望发生的失效事件，做层层深入
2、的分析，直至追踪到引起失效事件发生的全部原始原因为止,故障树分析FTA,1）确定所要分析的系统 确定系统中所包含的内容及其边界范围，明确影响系统安全的主要因素。 （2）熟悉系统 详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。 （3）调查系统发生的事故 调查所要分析的系统过去和现在所发生过的各类事故，收集国内外同类系统曾发生过的所有事故，找出本系统事故发生的规律，设想给定系统可能要发生的事故,二）分析步骤,故障树分析FTA,二）分析步骤（续,4）确定顶上事件 所谓顶上事件就是要分析的对象事件。对于某一确定的系统，可能发生多种事故，但究竟以那一种事故作为分析的对象？一般来说要确定那些易于发生
3、且后果严重的事故作为事故树分析的顶上事件。 （5）调查原因事件 从人、机、环境出发调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。 （6）绘制事故树图 采用规定的符号，从顶上事件起，一级一级找出直接原因事件，按其逻辑关系，绘制出事故树图,故障树分析FTA,二）分析步骤（续,7）定性分析 按事故树结构，利用布尔代数化简事故树，求取事故树最小割集或最小径集，分析基本事件的结构重要度，根据定性分析的结论，确定预防事故发生的措施。 （8）定量分析 确定各基本事件发生的失误率，并计算其发生的概率，标在事故树上，并求出顶上事件发生的概率，分析各基本事件的概率重要度。根据定量分析结果对系统进行风险分析，以确定安全投
4、资方向。 （9）进行安全评价 根据损失率的大小评价该类事故的危险性。目前我国FTA一般都考虑到第7步进行定性分析为止，也能取得较好效果,故障树分析FTA,三）事故树编制,1事故树中的事件的几种概念 （1）顶上事件 这是人们最不希望发生的失效事件（或故障事件），是使系统不能正常工作的故障表现形式，是分析故障发生的原因、发生的概率以及可能产生的影响的最终事件，是失效分析的起点。 （2）中间事件 导致顶端事件发生，且还需要再分解的因素，包括系统组成部分自身性质的变化以及系统外界因素，统称为中间事件。在图中，置于矩形块中并除去顶端事件之外的事件均为中间事件，也称为相对最终事件。 （3）基本事件 导致系
5、统或部件发生失效的、最基本的、无需再分解的事件。在图中,置于圆圈中的均为基本事件,故障树分析FTA,三）事故树编制（续,2.事故树符号及意义 事故树中使用的符号通常分为事件符号和逻辑门符号两大类，常用的绘制事故树的符号在表15-1中介绍,故障树分析FTA,2、故障树的编制,故障树的编制方法一般分为两类，人工编制和计算机辅助编制。 人工编制故障树的常用方法是演绎法，它是通过人的思考来分析顶上事件是怎样发生的。 在编制时首先确定顶上事件，找出直接导致顶上事件发生的各种可能的因素或因素的组合，也就是中间事件，在顶上事件与直接导致其发生的中间事件之间，根据其逻辑关系相应地绘制上逻辑门。然后依此方法再对
6、每个中间事件进行分析，找出导致其发生的直接原因，逐级向下演绎，直到不能分析的基本事件为止,故障树分析FTA,图15-1 煤矿井下斜巷运输事故树图,举例:（1）煤矿井下斜巷运输事故树,故障树分析FTA,2）砂轮伤害事故的事故树图,图15-2 砂轮伤害事故的故障树图,故障树分析FTA,3）锅炉结垢事故树,图15-3 锅炉结垢事故树图,故障树分析FTA,1.布尔代数运算法则 在事故树分析中常用逻辑运算符号（ ，）将各个事件连接起来，此连接式称为布尔代数表达式。在求最小割集时，要用布尔代数运算法则，化简代数式。这些法则见表15-2所示,四）布尔代数运算法则及事故树的数学表达式,故障树分析FTA,2事故
7、树的数学表达式 为了进行事故树定性、定量分析，需要建立数学模型，写出它的数学表达式。把顶上事件用布尔代数表现，并自上而下展开就可得到布尔表达式。 例如：有某事故树如图15-4所示,故障树分析FTA,故障树分析FTA,五）最小割集的概念和求法 （1）最小割集的概念。能够引起顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合称为最小割集。换言之，如果割集中任一基本事件不发生，顶上事件就绝不发生。一般割集不具备这个性质。例如本事故树中 是最小割集， 是割集，但不是最小割集。 （2）最小割集的求法。利用布尔代数化简法，将上式归并、化简,故障树分析FTA,表示系统的危险性，每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能渠道。最小割集的数目越多，越危险。分述如下： （1）表示顶上事件发生的原因。事故发生必然是某个最小割集中几个事件同时存在的结果，求出事故树全部最小割集，就可掌握事故发生的各种可能，对掌握事故的规律，查明事故的原因大有帮助,六）最小割集的作用,故障树分析FTA,2）一个最小割集代表一种事故模式。根据最小割集，可以发现系统中最薄弱的环节，直观判断出哪种模式最危险，哪些次之，以及如何采取预防措施。 （3）可以用最小割集判断基本事件的结构重要度，计算顶上事件概率,六）最小割集的作用
