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1、1,事故树分析是一种逻辑分析工具，遵照逻辑学的演绎分析原则，即从结果分析原因的原则。事故树分析是通过分析所有事故的现象、原因、结果事件及它们的组合，从而找到避免事故的措施。 3. 2. 1事故树基本结构 1.树 树是图论中的概念。图论是将客观世界中的系统抽象为图来进行研究的一门近代数学分支。图是由若干个点以及连接这些点的线段组成的图形，图中的点称为节点，线段称为边或弧。一个图中，若任何一个节点至少有一边与另一节点相连，就称为连通图。图3-1就是一个连通图。在连通图中，若某一节点和边的顺序衔接序列中，始点和终点重合，则称之为回路。在图3-1中由A,B,C围成的三角形就是一个回路。 树就是没有回路
2、的连通图。例如，将图3-1中的回路全部断掉，就变成一棵树，如图3-2所示。,3. 2事故树分析方法及相关知识,2,3. 2. 1事故树基本结构 2.事故树与事故树分析 事故树是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树。逻辑树是用逻辑门连接的树图。 事故树分析是一种逻辑分析工具，遵照逻辑学的演绎分析原则，即从结果分析原因的原则。事故树分析是通过分析所有事故的现象、原因、结果事件及它们的组合，从而找到避免事故的措施。 3.事故树分析的作用于特点 事故树分析的作用 (1)FAT能够较全面地分析导致事故发生的多种因素及其逻辑关系，并对它们做出简洁和形象的描述。 (2)FAT便于发现和查明系统内固有和潜在的
3、危险因素，为制定安全技术措施和采取安全管理对策提供依据。 (3)FAT明确各方面的失误对系统的影响，并找出重点和关键，使作业人员全面了解和掌握各项防止、控制事故发生的要点。 (4)FAT对已发生事故的原因进行全面分析，以充分吸取事故教训。 (5)FAT便于进行逻辑运算，进行定性、定量分析与评价。,3. 2事故树分析方法及相关知识,3,3. 2. 1事故树基本结构 3.事故树分析的作用于特点 事故树分析的特点 FTA是一种演绎推理法，这种方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生的主要原因，为确定安全
4、对策提供可靠依据，以达到预测与预防事故发生的目的。FTA法具有以下特点: (1) FTA是一种图形演绎方法，是事故事件在一定条件下的逻辑推理方法。它可以围绕某特定的事故作层层深人的分析，因而在清晰的事故树图形下，表达系统内各事件间的内在联系，并指出单元故障与系统事故之间的逻辑关系，便于找出系统的薄弱环节。 (2) FTA具有很大的灵活性，不仅可以分析某些单元故障对系统的影响，还可以对导致系统事故的特殊原因如人为因素、环境影响进行分析。 (3)进行FTA的过程，是一个对系统更深人认识的过程，它要求分析人员把握系统内各要素间的内在联系，弄清各种潜在因素对事故发生影响的途径和程度，因而许多问题在分析
5、的过程中就被发现和解决了，从而提高了系统的安全性。 (4)利用事故树模型可以定量计算复杂系统发生事故的概率，为改善和评价系统安全性提供了定量依据。,3. 2事故树分析方法及相关知识,4,3.2.2 FAT常用符号及其意义 事故树采用的符号包括事件符号、逻辑门符号和转移符号三大类。 在事故树分析中，各种非正常状态或不正常情况皆称事故事件，各种完好状态或正常情况皆称成功事件，两者均简称为事件。不同的事件采用特定的事件符号表示，而每一个事件就是事故树中的一个节点。 事件之间的关系用逻辑门进行连接。其中，事件符号是树的节点，逻辑门是表示相关节点之间逻辑关系的符号，逻辑门与事件符号之间的连线是树的边。事
6、故树就是由事件符号、逻辑门符号和转移符号组成的树。,3. 2事故树分析方法及相关知识,1、事件符号 1）矩形符号 矩形符号表示顶上事件或中间事件，即需要继续往下分析的原因事件，如图3-3所示。作事故树图时，将事件的具体内容简明扼要地写在矩形方框中。需要注意的是，由于事故树分析是对具体系统作具体分析，所以顶上事件一定要清楚、明了，不能笼统、含糊。例如，可以将“化工厂火灾爆炸事故”作为顶上事件，而不宜将“化工厂事故”作为顶上事件。,5,3.2.2 FAT常用符号及其意义 1、事件符号 2）园形符号 圆形符号表示基本原因事件，即最基本的、不能再向下分析的原因事件，基本事件可以是设备故障、人的失误或与
7、事故有关的环境不良等，如图3-4所示。 3)屋形符号 屋形符号表示正常事件，即系统在正常状态下发挥正常功能的事件，如图3-5所示。这是由于事故树分析是一种严密的逻辑分析，为了保持其逻辑的严密性，正常事件的参与往往是必要的。 4)菱形符号 菱形符号可表示两种事件：其一是表示省略事件，即没有必要详细分析或其原因尚不明确的事件；其二是表示二次事件，即不是本系统的事故原因事件，而是来自系统以外的原因事件，如图3-6所示。例如，在分析矿山井下火灾时，地面的火源(能引起井下火灾)就是二次事件。 4种事件符号内都必须填写内容具体、概念清楚的事件内容。在具体进行事故树分析时，也可以根据实际需要选用其他的图形符
8、号。,3. 2事故树分析方法及相关知识,6,3.2.2 FAT常用符号及其意义 1、事件符号 5）特殊符号 特殊事件: 特殊事件是指在事故树分析中需要表明其特殊性或引起注意的事件。特殊事件分为开关事件和条件事件。 1)开关事件：开关事件又称正常事件，它是在正常工作条件下必然发生或必然不发生的事件。用图d中的房形符号表示。 2)条件事件：条件事件是限制逻辑门开启的事件，用图e中的椭圆形符号表示。,3. 2事故树分析方法及相关知识,7,3.2.2 FAT常用符号及其意义 2、逻辑门符号 逻辑门连接着上下两层事件，表明相连接的各事件间的逻辑关系。逻辑门的应用是事故树作图的关键，只有正确地选择和使用逻
9、辑门，才能保证事故树分析的正确性。 逻辑门的种类很多，其中最为基本、应用最多的有与门、或门、条件与门、条件或门和限制门。,3. 2事故树分析方法及相关知识,1)与门 与门符号如图3-7所示。与门连接表示，只有当其下面的输人事件B1、B2同时发生时，上面的输出事件A才发生，两者缺一不可。它们的关系是逻辑积关系，即A=BlB2，或记为A=B1B2;若有多个输入事件时也是如此，如A=B1B2Bn。,8,3.2.2 FAT常用符号及其意义 2、逻辑门符号 1)与门 例如，对于图3-8所示的电路，若以“K1断开”和“K2断开”分别表示开关1和开关2为断开状态，则它们为基本原因事件，用圆形符号表示;电灯熄
10、灭为事故树分析的结果事件，用矩形符号表示。那么，基本原因事件与其造成的结果事件的关系是逻辑“与”的关系，将其画成事故树，如图3-9所示。 瓦斯爆炸必须满足3个条件:瓦斯积聚(浓度为5%-16%)、引爆火源(温度大于650)以及氧含量大于12%。只有这3个原因事件同时发生时，才会发生瓦斯爆炸，3个事件中缺少任何一个，瓦斯爆炸都不会发生。所以，以瓦斯爆炸作为顶上事件，用逻辑门将它和3个原因事件连接起来，就形成如图3-10所示的与门连接的事故树图。 需要说明的是，造成上层结果的下层原因事件必须是直接原因事件，而不应该是间接原因事件，以免造成分析混乱或漏掉重要的原因事件。,3. 2事故树分析方法及相关
11、知识,9,3.2.2 FAT常用符号及其意义 2、逻辑门符号 2)或门 或门(图3-11)连接表示输入事件B1、B2至少有一个发生，输出事件A就发生。它们的关系是逻辑和关系，即A=B1B2或A=Bl+B2。若有多个输入事件时也是如此。 例如，图3-12所示的串联开关电灯回路，只要开关K1、K2中任一个断开，电灯就会熄灭。所以，“电灯熄灭”和“K1断开”、“K2断开”的关系是逻辑和的关系，如图3-13所示。 或门连接还有罗列输出事件形式的作用，这在作事故树时也是经常用到的。例如，锅炉爆炸事故有常压爆炸、超压爆炸和烧干锅突然加水爆炸，可用或门将它们连接起来，如图3-14所示。冒顶事故有采煤工作面冒
12、顶和掘进工作面冒顶，可用或门将它们连接起来，如图3-15所示。这样，便于分别进行分析。,3. 2事故树分析方法及相关知识,10,3.2.2 FAT常用符号及其意义 2、逻辑门符号 3)条件与门 条件与门表示必须在满足条件的情况下，输人事件Bl、 B2同时发生，输出事件A才发生，否则就不发生，如图3-16所示。这里，指输出事件A发生的条件，而不是事件。它们的关系是逻辑积关系，即A=(BlB2)，或A=B1B2。 例如，某系统发生低压触电死亡事故的直接原因是“人体接触带电体”、“保护失效”和“抢救不力”。但这些直接原因事件同时发生也并不一定死亡，而最终取决于通过心脏的电流I与通电时间t的乘积It5
13、0mAs，这一条件必须在条件与门的六边形符号内注明，如图3-17所示。 再以瓦斯爆炸事故为例，当瓦斯浓度为5%16%，氧的浓度大于12%和引火温度大于650三个原因事件都具备时，但瓦斯不与火源相遇则绝对不会发生瓦斯爆炸事故。所以， 爆炸事故需要在同时具备以上三个原因事件且满足“相遇”这一条件时才会发生，可用条件与门将它们连接起来，如图3-18所示。,3. 2事故树分析方法及相关知识,11,3.2.2 FAT常用符号及其意义 2、逻辑门符号 4)条件或门 条件或门表示在满足条件的情况下，输入事件B1、B2至少有一个发生，输出事件A就发生，如图3-19所示。输入事件B1、B2与输出事件之间是逻辑和
14、的关系，输入事件与条件则是逻辑积的关系。因此，它们的逻辑关系为A=(B1B2)或A= (B1 +B2 )。 例如，氧气瓶超压爆炸事故的原因事件是“在阳光下暴晒”、“接近热源”或“接触火源“， 3个原因事件至少发生一个，又满足“瓶内压力超过钢瓶承受力”条件时，都能导致氧气瓶爆炸事故的发生。因此，它们之间应该采用条件或门连接，如图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、撞击火花”、“自燃火源”或“电气火花”等，只要有一个发生，在火源能量又达到引爆能量时，都能使“引爆火源”成为瓦斯爆炸的直接原因。因此，它们之间应该采用条件或门连接，“能量达到引爆能量”是其条件
15、，如图3-21所示。,3. 2事故树分析方法及相关知识,条件或门,12,3.2.2 FAT常用符号及其意义 2、逻辑门符号 5)限制门（禁门） 限制门也称为禁门，它表示当输入事件B发生时，如果满足条件，输出事件A就发生，则输出事件A就不发生，如图3-22所示。它们是逻辑积的关系，即A=Ba或A=B。要注意的是，限制门的输人事件只有一个，这与其他逻辑门是不相同的。 例如，“滑落煤仓死亡”事故（输出事件A），其直接原因是“误坠煤仓”（输入事件B），但能否造成死亡后果，则取决于“煤仓高度及仓内状况”（条件条件），故用限制门连接，如图3-23所示。,3. 2事故树分析方法及相关知识,13,3.2.2
16、FAT常用符号及其意义 2、逻辑门符号 6)表决门 表决门表示n个输入事件B2、B2、.、Bn中，至少有r个发生时输出事件才发生的逻辑关系，如图3-24所示。这种情况在电气电子行业出现较多，其他行业不常出现。 显然或门和与门都是表决门的特例：或门即r=1的表决门；与门即r=n的表决门。 7)排斥或门(异或门) 排斥或门也称异或门，若两个(或两个以上的)输入事件同时发生时，输出事件就不发生。其符号及逻辑关系如图3-25所示。 8) 顺序与门 顺序与门表示，其所连接的两个输入事件B1、B2，只有B1优先于B2发生才会有输出事件A发生，顺序相反则不会有输出事件发生。这实际是条件概率事件，其符号及逻辑关系如图3-26所示。,3. 2事故树分析方法及相关知识,14,3.2.2 FAT常用符号及其意义 3、转移符号 转移符号包括转人符号和转出符号，分别表示部分树的转人和转出。其作用有:其一，当事故树规模很大，一张图纸不能绘出全部内容时，可应用转移符号，在另一张图纸上继续完成；其二，当事故树中多处包含同样的部分树时，为简化
