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1、事故调查 与 分析技术第4章 事故分析方法Company Logo事件树分析（ETA）4.2故障假设/安全检查表分析4.3失效模式与影响分析4.4原因-结果分析法4.5事故树分析（事故树分析（FTAFTA）4.1教学要求 基本要求： 掌握事故树、事件树、安全检查表、失效模 式与影响分析等常见的事故分析方法。 重 点： 事故的定性分析与定量分析。 难 点： 定量分析Company Logo4.1 事故树分析（FTA）1.方法概述事故树分析（Fault Tree Analysis， 缩写FTA）又称故障树分析，是从结果到 原因找出与灾害有关的各种因素之间因 果关系和逻辑关系的分析法。 Compan
2、y Logo它具有以下几个优点： 1、由于事故树分析法是采用演绎方法分析事故的因果关系 ，能详细找出系统各种固有的潜在的危险因素，为安全设计 、制定安全技术措施和安全管理要点提供了依据。 2、能简洁、形象地表示出事故和各种原因之间因果关系及 逻辑关系。 3、在事故树分析中，顶上事件可以是已经发生的事故，也 可以是预想的事故。通过分析，找出原因，采取对策加以控 制，从而起到预测、预防事故的作用。 4、可以用于定性分析，求出危险因素（原因）对事故影响 的大小；也可用于定量分析，由各危险因素（原因）的概率 计算出事故发生的概率，从数量上说明是否能满足预定目标 值的要求，从而采取对策措施的重点和轻、重
3、、缓、急顺序 。Company Logo5、可选择最感兴趣的事故作为顶上事件进行分析。这和事 件树不同，因为事件树是由一个故障开始的，而引起的事故 不一定是使用者最感兴趣的。 6、分析人员必须非常熟悉对象系统，具有丰富的实践经验 ，能准确和熟练地应用分析方法。往往出现不同分析人员编 制的事故树和分析结果不同的现象。 7、复杂系统的事故树往往很庞大，分析、计算的工作量大 。 8、进行定量分析时，必须知道事故树中各事件的故障数据 ；若这些数据不准确，定量分析就不可能进行。Company Logo事故树分析的基本步骤1、熟悉分析系统 2、确定分析对象系统和要分析的对象事件（顶上事件） 3、确定分析的
4、边界 4、确定系统事故发生概率、事故损失的安全目标值。 5、调查原因事件 6、确定不予考虑的事件 7、确定分析的深度 8、编制事故树 9、定性分析 10、定量分析 11、结论Company Logo2.事故树的编制一事故树的符号 表4-1 事故树符号一览表Company Logo种 类符 号名 称意 义事 件 符 号顶上事件 或中间原 因事件表示由许多其他事件相互作用而引起的事件。这些事件都可 进一步往下分析，处在事故树的顶端或中间基本事件事故树中最基本的原因事件，不能继续往下分析，处在事故 树的底端省略事件由于缺乏资料不能进一步展开或不愿继续分析而有意省略的 事件，也处在事故树的底部。正常事
5、件正常情况下应该发生的事件。位于事故树的底部Company Logo逻 辑 门 符 号与门表示B1、B2两个事件同时发生（输入）时，A事件 都可能发生（输出）或门表示B1或B2任一事件单独发生（输入）时，A事件 都可能发生（输出）条件与 门表示B1、B2两个事件同时发生（输入）时，还必 须满足条件a，A事件才发生（输出）条件或 门表示B1或B2任一事件单独发生（输入）时，还必 须满足条件a，A事件才发生（输出）限制门表示B事件发生（输入）且满足条件a时，A事件才 能发生（输出）Company Logo转 移 符 号转入符 号表示在别处的部分树，由该处转入（在三角形内 标出从何处转入）转出符 号
6、表示这部分树由此处转移至他处（在三角形内标 出向何处转移）编制事故树1顶上事件放在最上端，将其所有直接原因事件（中间事 件）列在第二层，并用逻辑门连接上下层事件（输出、输 入事件）；再将第二层各事件的所有原因事件写在对应事 件的下面（第三层），用适当的逻辑门把第二、三层事件 连接起来；如此层层向下，直至找出全部基本事件（或根 据需要分析到必要的事件）为止，从而构成一株完整的事 故树。 2完成每个逻辑门的全部出入事件后再去分析其他逻辑门 的输入事件。两个逻辑门不能直接连接，必须通过中间事 件连接 Company Logo简化事故树 事故树编制完成后，需要应用数学方法对事 故树中在不同位置重复的基
7、本事件进行简化 处理，然后才能进行定性、定量分析，否则 就可能造成分析的错误。 常用的简化事故树方法有布尔代数法和行列 法。Company Logo3.事故树定性分析Company Logo1最小割集2最小径集3基本事件 结构重要 度分析最小割集在事故树中凡能导致顶上事件发生的基本事件的集合称作 割集；割集中全部基本事件均发生时，则顶上事件一定发 生。Company Logo4个最小割集表达了顶上事故T发生的4种模式；以为例 ，若X3、X5两个基本事件同时发生，则X3使B1、B2均发生 ，X5导致B3发生，B1、B2、B3同时发生则A2发生，故T发生 。其余模式的物理意义类同。Company
8、Logo最小径集 Company Logo在事故树中凡是不能导致顶上事件发生的最低 限度的基本事件的集合，称作最小径集。在最小径 集中，去掉任何一个基本事件，便不能保证一定不 发生事故。因此最小径集表达了系统的安全性。Company Logo4.事故树定量分析定量分析是在求出各基本事件发生概率 的情况下，计算顶上事件的发生概率，求出 概率重要度和临界重要度。计算事故树顶上事件（事故）的发生概率。其计算过程 采用下面方式分步进行。具体做法是： 1、收集树中各基本事件的发生概率；2、下面基本事件开始计算每一个逻辑门输出事件的发 生概率；3、将计算过的逻辑门输出事件的概率，代入它上面的 逻辑门，计算
9、其输出概率，依次上推，直达顶部事件，最终 求出的即为该事故发生概率。 Company LogoCompany Logo5.基本事件的结构重要度分 析结构重要度分析，就是不考虑基本事件 发生的概率的多少，仅从事故树结构上分析 各基本事件的发生对顶上事件发生的影响程 度。Company Logo结构重要系数的求取方法 Company Logo上述三种情况，只有第二种情况是基 本事件Xi发生，顶上事件也发生，这说明Xi 事件对事故发生起着重要作用，这种情况越 多，Xi的重要性就越大。Company Logo对有n个基本事件构成的事故树，n个基本事件两种状态 的组合数为2n个。把其中一个事件Xi作为变
10、化对象（从0变 到1），其他基本事件的状态保持不变的对照组共有2n-i个 。在这些对照组中属于第二种情况（(1i,x) -(0i,x) 1）所占的比例既是Xi事件的结构重要系数，用(i)表示，可 以用下式求得：Company Logo举 例Company Logo此事故树有5个基本事件，按照 二进制列出所有基本事件两种状态 的组合数，共有2532个，这些组 合列于表4-2。为便于对照，将32 组分成左右两部分各占16组，然后 根据事故树图或最小割集确定 (0i,x)和(1i,x)的值，以0和1 两种状态表示。由表可见，Xi在左半部的状态 值都为0，右半部都为1，右半部和 左半部对应找出(1i,
11、x) - (0i,x) 1的组合，共有7个， 因此，基本事件Xi的结构重要系数表4-2 基本事件与顶上事件状态值Company Logov 基本事件X2在表中左 右两侧，其状态值都 分成上下两部分，每 部分8组，在同一侧 上下部分对照找出 (1i,x) -(0i,x) 1的组合，只有1个 ，故四条原则用最小割集或最小径集似判断结构重要系 数的方法也有几种，这里只介绍其中一种， 就是用四条原则来判断，这四条原则是： 1单事件最小割（径）集中基本事件结构 重要系数最大；Company Logo 2仅出现在同一个最小割（径）集中的所 有基本事件结构重要系数相等；Company Logo 3仅出现在基
12、本事件个数相等的若干个最小 割（径）集中的各基本事件结构重要系数依 出现次数而定，即出现次数少，其结构重要 系数小；出现次数多，其结构重要系数大； 出现次数相等，其结构重要系数相等。Company Logo 4两个基本事件出现在基本事件个数不等的若干个最小割 （径）集中，其结构重要系数依下列情况而定：（1）若他们在最小割（径）集中重复出现的次数相等，则 在少事件最小割（径）集中出现的基本事件结构重要系数大Company Logo（2）若它们在少事件最小割（径）集中出现次数少，在多事件 最小割（径）集中出现次数多，以及其他更为复杂的情况， 可用下列近似判别式计算：Company Logo基本事件
13、X1与X2比较，X1出现2 次，但所在的两个最小径集都含 有2个基本事件，X2出现3次，所 在的3个最小径集都含有3个基本 事件，根据这个原则判断应用示例 油库燃爆事故树 Company Logo一 、 求 最 小 割 径 集 Company LogoCompany Logo二、结构重要度分析Company Logo因为x27是单事件最小径集，所以I (27)最大。x22， x23同在一个最小径集中；x24，x25，x26同在一个最小径 集中，x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7同在8个最小径集中； x8，x9，x10，x11同在4个最小径集中；x12，x13，x14同 在4个最小径集中；
14、x17，x18，x19，x20同在4个最小径集 中。Company LogoCompany LogoCompany Logo4.2 事件树分析（ETA）事件树分析（Event Tree Analysis，缩写ETA）是一种从 原因推论结果的（归纳的）系统安全分析方法，它按事故发 展的时间顺序由初始事件出发，按每一事件的后继事件只能 取完全对立的两种状态（成功或失败、正常或故障、安全或 事故等）之一的原则，逐步向事故方面发展，直至分析出可 能发生的事故或故障为止，从而展示事故或故障发生的原因 和条件。通过事件树分析，可以看出系统的变化过程，从而 查明系统可能发生的事故和找出预防事故发生的途径。C
15、ompany Logo分析步骤 1.确定初始事件 2.判定安全功能 3.发展事件树和简化事件树 4.分析事件树（1）找出事故连锁和最小割集（2）找出预防事故的途径 5.事件树的定量分析（1）各发展途径的概率（2）事故发生的概率Company Logo例如，图4-6所示事件树中各发展途径的概率计算如下： Company Logo应用示例露天矿断钩跑车事故的事件树分析。 某露天矿铁路运输过程中，一列上坡行驶的列车的尾车连接 器的钩舌断裂，沿坡道下滑；由于调车员没有及时采取制止 车辆下滑的措施，车速不断增加；当尾车滑行到135站时， 该站运转员误将尾车放行到上线；尾车进入上线后继续滑行 ，经过117
16、站时，该站运转员惊慌失措，导致尾车与前方检 修车相撞，造成多人伤亡事故。 选择断钩跑车为初始事件，针对该初始事件有三种安全功能 （调车员采取制动措施、135站运转员将尾车放行入安全线 、117站运转员将尾车放行入安全线）。由初始事件开始发 展事件树，得出图4-7所示的事件树。Company LogoCompany Logo4.3 故障假设/安全检查表分析 1.分析方法 故障假设/安全检查表分析（What- If/Safety Checklist Analysis）是将故障 假设与安全检查表分析两种分析方法组合在 一起的分析方法，由熟悉工艺过程的人员所 组成的分析组来进行。 故障假设/安全检查表分析方法可用于各 种类型的工艺过程或者是项目发展的各个阶 段。一般用于分析主要的事故情况及其可能 后果，是一种粗略的在较大层面上的分析。 Company Logo2.分析步骤1、分析准备 2、构建一系列的故障假设问题和项目 3、使用安全检查表进行补充 4、分析每个
