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1、第5章风险评估方法之事件事件树分析法分析法本章要点:掌握：掌握：事件树的编制与实施，能根据实际分析对象编制事件树理解：理解：事件树的含义、原理和作用了解：了解：事件树分析的注意事项本章内容：5.1风险识别5.2事件树分析5.3事件树分析案例5.1风险识别5.1.1风险识别常见步骤确定风险识别范围，在此范围内找出危险源；确定风险类型；对上述各种风险类型产生的原因进行分析。5.1.2风险识别方法风险识别必须依靠现代的科学技术和方法，通常有三种方法:筛选、监控和诊断筛选是应用标准化程序对灾害进行寻找、分析并按其危险概率及强度加以排列的过程。经典的筛选办法是列出危险清单，在此基础上进行风险分析，从而按
2、风险大小排出某一地区或某一场所可能面临的灾害序列，最后筛选出风险最显著的灾害作为评价的重点。监控是对灾害风险的调查、监测、记录和分析的循环过程，特别是对那些可疑灾害风险的核查和解译更需长期的监测和追踪分析。监控的目的旨在监测某些灾害临界指示体的变化、灾害条件的积累及防灾系统的易损程度。5.1.2风险识别方法诊断是对灾害与前兆的相互关系及灾害的可能后果的分析和判断。诊断手段比如根据调查的情况编制事故树，将风险因素及其可能引起一系列致损事件的逻辑关系形象地表示在图表中。5.1.2风险识别方法5.2.1引言5.2.2ETA5.2.3事件树分析法的功能5.2.4事件树的建造5.2.5事件树分析的步骤5
3、.2.6事件树分析优点及运用注意事项5.2事件树分析（ETA）5.2.1引言事件树也是一种决策树，但它的结果仅仅依赖于系统的内在客观规律，而不是象在决策树中取决于决策者的主观控制的影响。事件树分析（EventTreeAnalysis）法是一种逻辑的演绎法，它在给定一个初因事件的情况下，分析此初因事件可能导致的各种事件序列的结果，从而定性与定量的评价了系统的特性，并帮助分析人员以获得正确的决策。由于事件序列是以图形表示，并且呈扇状，故得名事件树（如图5.2-1）。 初因事件 系统 1 事件序列 系统 2 I 成功 S1 失败 F1 成功 S2 成功 S2 失败 F2 失败 F2 IS1S2 IS
4、1F2 IF1S2 IF1F2 图5.2-1 事件树分叉示意图 5.2.1引言5.2.2ETAETAETAETAETAEvent Tree Analysis含义含义含义含义根据事故发展顺序，从事故的起因或诱发事件开始，途经原因事件直至结果事件为止，每一事件都按成功和失败两种状态分析，用树枝代表事件的发展过程的分析法事件树事件树事件树事件树分析过程所画的树状图就称为事件树5.2.2事件树分析法 事件树分析法辨析事件树分析法辨析定义事件树分析法（eventtreeanalysis，简称ETA），是一种利用图形来进行演绎的逻辑分析方法。可用来识别某假设始发事件发生后各种可能的结果。事件树概括了假设始
5、发事件下全部可能的事件序列。事件树分析法按事故发展的时间顺序，由初始事件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识。事件树分析是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向前发展中各个环节成功与失败的过程和结果。是一种时序逻辑的事故分析方法。它以一初始事件为起点，按照事故的发展顺序，分阶段，一步一步地进行分析，每一事件可能的后续事件只能取完全对立的两种状态（成功或失败，正常或故障，安全或危险等）之一的原则，逐步向结果方面发展，直到达到系统故障或事故为止。所分析的情况用树枝状图表示，故叫事件树。5.2.2事件树分析法辨析一起事故的发生，是许多原因事件相继发生的结果，其中，一些事件的发生是以另一些事件首先发生
6、为条件的，而一事件的出现，又会引起另一些事件的出现。在事件发生的顺序上，存在着因果的逻辑关系。5.2.2事件树分析法辨析事件树分析法所分析的情况用树枝状图表示。它既可以定性地了解整个事件的动态变化过程，又可以定量计算出各阶段的概率，最终了解事故发展过程中各种状态的发生概率。5.2.2事件树分析法辨析 事件树分析基本概事件树分析基本概念念初因事件可能引发系统安全性后果的系统内部的故障或外部的事件。后续事件在初因事件发生后，可能相继发生的其他事件，这些事件可能是系统功能设计中所决定的某些备用设施或安全保证设施的启用，也可能是系统外部正常或非正常事件的发生。后续事件一般是按一定顺序发生的。后果事件由
7、初因事件和后续事件的发生或不发生所构成的不同的结果。确定初因事件确定和分析可能导致系统安全性后果的初因事件并进行分类，对那些可能导致相同事件树的初因事件划分为一类。建造事件树确定和分析初因事件发生后，可能相继发生的后续事件，并进一步确定这些事件发生的先后顺序，按后续事件发生或不发生（二态）分析各种可能的结果，找出后果事件。事件树的建造过程也是对系统的一个再认识过程。事件树的定量分析对所建完的事件树，收集、分析各事件的发生概率及其相互间的依赖关系，定量计算各后果事件的的发生概率，并进一步分析评估其风险。 事件树分析基本概事件树分析基本概念念 事件树的分支事件树的分支5.2.3事件树分析法的功能E
8、TA可以事前预测事故及不安全因素，估计事故的可能后果，寻求最经济的预防手段和方法；事后用ETA分析事故原因，十分方便明确；ETA的分析资料既可作为直观的安全教育资料，也有助于推测类似事故的预防对策；当积累了大量事故资料时，可采用计算机模拟，使ETA对事故的预测更为有效；在安全管理上用ETA对重大问题进行决策，具有其他方法所不具备的优势。1预测事故及其不安全因素，估计事故的可能后果，寻求最佳预防手段和方法3ETA的资料可作为安全教育的资料2能事后分析事故原因5作为确定事故树顶上事件的一种方法4定性了解整个事件变化过程，定量了解事故的各种状态的发生概率5.2.3事件树分析法的功能功用：5.2.4事
9、件树的建造建造原理5.2.4事件树的建造建造原理定义定义马尔科夫链马尔科夫链马尔科夫过程马尔科夫过程概率论的一个分支。其特性为：在已知目前状态（现在）的条件下，它未来的演变（将来）不依赖于它以往的演变(过去) 若一连串的状态，在一个有限的状态空间中发生，而每一种状态的出现，完全是由其前一种状态决定的话，这种动态的变化过程就称为MarkovProcess马尔科夫链是时间离散、状态离散的马尔科夫过程5.2.4事件树的建造建造原理荷花池中一只青蛙的跳跃，是马尔可夫过程的形象化的范例。青蛙依照它瞬间形成的念头，从一片荷叶跳上另一片荷叶。因为青蛙没有记忆，即使现在所处的位置已知，它下一步跳往何处和它以往
10、走过的路径无关。如果将荷叶编号并用X0, X1, X2，分别表示青蛙最初处的荷叶号码及第一次、第二次、跳跃后所处的荷叶号码，那么Xn，n0就是马尔可夫过程。马尔科夫过程建造原理事件树分析流程事件树分析流程事件发展途径数事件发展途径数马尔科夫马尔科夫安德烈安德列耶维奇马尔科夫（18561922），俄国数学家。事故的发生，就是许多事件按时间顺序相继出现的结果，一些事件的出现就是以另一事件首先发生为前提。事件事件树分析树分析就是从初始事件出发，考察由此引起的不同事件过程每一个事件的发展只有2种可能途径，由n个相继发生的事件组成的事故过程则一般有2n个可能发展途径5.2.4事件树的建造事件树分析原理事
11、件树分析程序1234 确定系统的构成因素并找出事件的起因，也就是明确所要分析的对象和范围，找出系统的组成要素，以便展开分析 分析各要素的因果关系及各事件发生成功与失败的二种状态 从系统的起始状态或诱发事件开始，按照系统构成要素的排列次序，对事件进行分析，并在分析的基础上展开绘制事件树 根据需要，标出各节点的成功与失败的概率值，进行定量计算，求出因失败造成事故的“发生概率”5.2.4事件树的建造事件树的建造方法 根据需要，也可标示出各支(成功与失败)的概率值，以便进行定量计算。实际上，画图的过程就是分析的过程。4321直至得出最后结果为止直至得出最后结果为止成功上支成功上支(1)(1)，失败下支
12、，失败下支(0)(0)从左往右画，每要素两分支从左往右画，每要素两分支从事故的起因事件开始从事故的起因事件开始5.2.4事件树的建造例1水泵A与阀门B串联，用ETA分析该系统。若知A、B可靠度分别为0.98、0.95，求系统运行成功概率和失败概率。解：由图可知，水由泵A抽起，经阀门B排出，假定管道无故障，则能否顺利的运行将取决于A与B。A有二种状态，即正常能抽水，故障不能抽水。如果A正常，则看B的情况，B也是两种状态。故可得到其事件树图如下所示：AB事件树的建造实例0启动A正常0.981A故障（1-0.98）B正常0.951B故障（1-0.95）0（11）（10）（0）系统状态S0正常S1故障
13、S2故障各元件状态例1事件树的建造实例 例例1 1解：P(s)0.980.950.931P (s )=1- P (s)= 1-0.931=0.069或P(s)=P(s1)+P(s2)=0.98(1-0.95)+(1-0.98)=0.049+0.02=0.069事件树的建造实例例2有一泵A与二个阀门B、C串联组成物料输送系统如图，试用ETA分析该系统并画出ET图。ABC事件树的建造实例解：由图可知，物料是经泵A、阀门B、C以后排出的，那么，对于A、B、C而言，它们均可能出现二种状态，即正常(1)或不正常(0)；如果A正常，则要看B的情况，如果B正常，则还需看C阀门的情况。显然，对于该系统，只有在
14、A、B、C都正常的情况下，系统才属正常，否则，系统就失败。因此，可做事件树如下：ABC事件树的建造实例例2启动信号A正常A故障10B正常B故障10C正常C故障10各元件状态（111）（110）（10）（0）系统状况正常失效失效失效事件树的建造实例例2例2若例2中的A、B、C的可靠度分别为0.95、0.9、0.9，求系统成功概率和失败概率。ABC事件树的建造实例例2解：由题意，先绘ET图：启动信号P（A）=0.95P(A)=(1-0.95)10P(B)=0.9P(B)=(1-0.9)10P(C)=0.9P(C)=(1-0.9)10各元件状态（111）（110）（10）（0）系统状况P(S1)P(
15、S2)P(S3)P(S)ABC事件树的建造实例由ET图知，只有在三个元件的所有状态都成功的状态下，它才能成功。故其成功的概率应为概率积求解。P(S)=P(A)*P(B)*P(C)=0.950.90.9=0.7695对于失败的概率，令其为P(S)则P(S)=P(S1)+P(S2)+P(S3)=P(A)*P(B)*P(C)+P(A)*P(B)+P(A)=0.950.9(1-0.9)+0.95(1-0.9)+(1-0.95)=0.2305事件树的建造实例例2例3如下图所示，系统为一个泵和二个阀门并联的简单系统，试绘出其事件树图并求其成功及失败概率(A、B、C的可靠度分别为0.95、0.9、0.9)。
16、ABC事件树的建造实例例3解：由题意，画出ET如图：所以，P(S)=0.855+0.0855=0.9405P(S)=0.0095+0.05=0.0595启动P（A）=0.95P(A)=(1-0.95)10P(B)=0.9P(B)=(1-0.9)10P(C)=(1-0.9)0（101）（100）（0）（11）P（C）=0.90.8550.08550.00950.05事件树的建造实例确定初始事件判定安全功能绘制事件树简化事件树进行事件序列的定量化5.2.5事件树分析的步骤根据系统设计、系统危险性评价、系统运行经验或事故经验等确定；根据系统重大故障或事故树分析，从其中间事件或初始事件中选择。确定初始
17、事件对初始事件自动采取控制措施的系统，如自动停车系统等；提醒操作者初始事件发生了的报警系统；根据报警或工作程序要求操作者采取的措施；缓冲装置，如减振、压力泄放系统或排放系统等；局限或屏蔽措施等。判定安全功能从初始事件开始，按事件发展过程自左向右绘制事件树。树枝代表发展途径。首先考察初始事件一旦发生时最先起作用的安全功能，把可以发挥功能的状态画在上面的分枝，不能发挥功能的状态画在下面的分枝。然后依次考察各种安全功能的两种可能状态，把发挥功能的状态（又称成功状态）画在上面的分枝，把不能发挥功能的状态（又称失败状态）画在下面的分枝，直到到达系统故障或事故为止。绘制事件树在绘制事件树的过程中，可能会遇
18、到一些与初始事件无关的安全功能，或者其功能关系相互矛盾、不协调的情况，需用工程知识和系统设计的知识予以辨别，然后从树枝中去掉，即构成简化的事件树。在绘制事件树时，要在每个树枝上写出事件状态，树枝横线上面写明事件过程内容特征，横线下面注明成功或失败的状况说明。简化事件树失效概率极低的系统不列入事件树的题头中；即：当某一非正常事件的发生概率极低时可以不列入后续事件中；当系统已经失效，在其以后的各系统已经不可能缓减后果时，那么以后的系统不必再分叉。即：当某一后续事件发生后，其后的其他事件无论发生与否均不能减缓该事件链的后果时，该事件链即已结束。事件树简化事件树的简化例1#车控制器失效（方向盘）失控初
19、因事件1#车司机正确工作2#车司机躲避操作路边障碍物P12I后果AABBP21P22P11CP31CP32CCP34P33C1C2C3C4C5避免碰撞无危险与路栏相撞避免相撞无危险两车相撞车头相撞与路栏相撞危险+ 考虑人为因素的事件树进行事件序列的定性化 事件树定性分析，是根据事件的客观条件和事件的特征，作出符合科学性的逻辑推理，用与事件有关的技术知识确认事件可能状态，对每一发展过程和事件发展的途径作可能性的分析。事件树定性分析在绘制事件树的过程中就已进行。进行事件序列定性分析目的找出事故连锁找出预防事故的途径进行事件序列的定量化（事件树定量分析） 是指根据每一事件的发生概率，计算各种途径的事
20、故发生概率，比较各个途径概率值的大小，作出事故发生可能性序列，确定最易发生事故的途径。 各发展途径的概率 事故发生概率 进行事件序列的定量化 事件树的定量化任务： 计算每条事件序列（每个环节事件）发生的频率； 确定初因事件发生频率； 确定后续事件及各后果事件的发生概率； 评估各后果事件的风险。 计算中应考虑环节事件之间的不独立性； 初因事件的频率是通过大量的统计数据而得到。简化计算后果事件的概率P (IS1S2) = P (I)P (S1)P (S2) P (I)P (IS1F2) = P (I)P (S1)P(F2) P (I)P (F2)P (IF1S2) = P (I)P (F1)P(S
21、2) P (I)P (F1)P (IF1F2) = P (I)P (F1)P (F2)精确计算后果事件的概率当事件树中的各事件的发生不是相互独立时，进行事件树中后果事件发生概率的计算将更为复杂，此时必须考虑各事件发生的条件概率。以图1 1中的事件树为例，后果事件IF1F2的发生概率为：P（IF1F2）= P（I）P（F1/I）P（F2/F1，I） P（F1/I）表示在初因事件I 发生的条件下，系统1 1失效事件（F1）发生的概率。而P（F2/F1，I）表示在初因事件I 发生、系统1 1失效事件（F1）也发生的条件下，系统2 2失效事件(F2) 发生的概率。后果事件的风险评估事件的风险即为事件的
22、发生概率与其损失值的乘积：R=PC R 后果事件的风险值；P 单位时间内后果事件的发生概率； C 后果事件的的损失值。事件树分析的优点1简单易懂，启发性强3可以定性，也可以定量分析2逻辑严密，判断准确，找出事故发展规律5.2.6事件树分析优点及运用注意事项5.2.6事件树分析优点及运用注意事项事件树分析运用注意事项在风险树中，上一层的分枝点表示某类风险问题，在该点处分枝的各个分枝末端点则表示引起该类风险问题的各种风险因素。通过绘制风险树，可以表示出引起风险的各种因素，从而看清各类风险问题和各种风险因素之间的关系。也就是说，应适当地选定起因事件:在选择时，重点应放在对系统的安全影响最大、发生频率
23、最高的事件上。在绘制风险树时，并不是分枝越多、层次越多越好，根据系统的实际情况，明确所研究的主要问题，分清主次，对影响重大的风险因素要深人细分，对一般问题则不要过多分枝；逻辑思维要首尾一贯，无矛盾，有根据；事件树分析运用注意事项在风险分析时，有时并不需要对各个方面的风险问题作全面的分析，可以把有关的某个重要的风险问题单独提出来，绘制该问题的风险树；如果在绘制风险树时，能对各种风险因素的概率作出估计，则可将估计的概率数值标注于该分枝的旁边。要注意人的不安全因素，否则会得错误结果。事件树分析运用注意事项小结：小结： 事件树分析把事故的发生发展过程表述得清楚而有条理，对设计事故预防方案，制定事故预防
24、措施提供了有力的依据。 从事件树上可以看出，最后的事故是一系列危害和危险的发展结果。因此，在事故发展过程的各阶段，应采取各种可能措施，控制事件的可能性状态，减少危害状态出现概率，增大安全状态出现概率。采取在事件不同发展阶段阻截事件向危险状态转化的措施，最好在事件发展前期过程实现。显然，要在各条事件发展途径上都采取措施才行。5.3事件树分析案例案例1.火车危险品事件树案例2.行人过马路事件树案例3.化学反应器事件树案例4.电机发热事件树案例5.氯磺酸罐爆炸事件树案例6.升降机开关失灵案例7.煤矿发生外源火灾案案例例 1 1火火车车危危险险品品事事件件树树案例案例2 2 行人过马路事件树行人过马路
25、事件树案例案例3 3 化学反应器事件树化学反应器事件树案例案例3 3 化学反应器事件树化学反应器事件树案例案例4 4 电机发热事件电机发热事件树树案例案例4 4 电机发热事件树电机发热事件树案例案例5 5 氯磺酸罐爆炸事件树氯磺酸罐爆炸事件树某工厂的氯磺酸罐发生爆炸，致使3人死亡，用事件树分析的结果如下页图所示。该厂有4台氯磺酸贮罐。因其中两台的紧急切断阀失灵而准备检修，一般按如下程序准备：将罐内的氯磺酸移至其他罐；将水徐徐注入，使残留的浆状氯磺酸分解；氯磺酸全部分解且烟雾消失以后，往罐内注水至满罐为止；静置一段时间后，将水排出；打开入孔盖，进入罐内检修。可在这次检修时，负责人为了争取时间，在
26、上述第3项任务未完成的情况下，连水也没排净就命令维修工人去开入孔盖。由于入孔盖螺栓锈死，两检修工用气割切断螺栓时，突然发生爆炸，负责人和两名检修工当场死亡。案例案例6 6 升降机开关失升降机开关失灵灵1984年，某厂工人甲等2人上班，欲从仓库乘升降机上二楼，因不懂开机。请教在场的生产股长乙，乙教甲开机，仓管员丙随机上楼。升降机开至二楼时发生操纵开关失灵，继续上升过五楼，由于升降机未装限位开关，吊钩到极限位置不能停止，甲从吊栏跳出，甲的头、腿被坠吊栏与栏杆剪切死亡。试以事件树分析。分析：从事故整个过程可以看出，如果有限位开关，则吊车就不至于到最高极限还停不下来，若能停下来，则可避免这场事故。所以
27、起因事件应为无限位开关。起因事件确定后，根据其发展过程做事件树如下图：案例案例6 6 升降机开关失升降机开关失灵灵无限位开关及时安装（成功）1升降机带故障（失败）0工人甲不开（成功）1工人甲要开（失败）0生产股长制止（成功）1股长未制止（失败）0仓管员制止（成功）1仓管员未制止（失败）0操纵开关无故障（成功）1开关故障（失败）0临时处理成功（成功）1临时处理失败（失败）0意外生存（成功）1人出机外（失败）010100100010000100000100000010000000案例案例6 6 升降机开关失升降机开关失灵灵1981年1月，福建省某煤矿发生外源火灾，死亡28人。试编制该外源火灾伤亡事
28、故的事件树图。案例案例7 7 煤矿发生外源火煤矿发生外源火灾灾火灾发生及时扑灭成功1及时扑灭失败 0撤离烟雾污染区成功1撤离烟雾污染区失败 0撤离井下成功撤离井下失败1 0自救、躲避、外部救援成功自救、躲避、外部求援失败1 0（1）（011）（0101）（0100）（00）案例案例7 7 煤矿发生外源火煤矿发生外源火灾灾课后探讨：1.事件树分析和事故树（故障树）分析的异同点。2.什么是事件树分析法？它的功能有哪些？3.如何绘制事件树？试举例说明。4.试绘制行人过马路事件树。5.火车与机动车辆在道口相撞事件树分析6.机动车辆驶至无人看守的平交道口，发动机突然熄火，车辆正停在轨道上。这一事件可能导致的事故用事件树分析。
