1、鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課第七節(jié)事故樹分析鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課 事故樹分析方法首先是由美國貝爾電話研究所于事故樹分析方法首先是由美國貝爾電話研究所于1961用來預(yù)測導(dǎo)彈發(fā)射的隨機(jī)故障概率。用來預(yù)測導(dǎo)彈發(fā)射的隨機(jī)故障概率。 1974年美國原子能委員會運(yùn)用年美國原子能委員會運(yùn)用FTA對核電站事故進(jìn)對核電站事故進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，發(fā)表了著名的行了風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，發(fā)表了著名的拉斯姆遜報(bào)告拉斯姆遜報(bào)告。該報(bào)告對事故樹分析作了大規(guī)模有效的應(yīng)用。迅速該報(bào)告對事故樹分析作了大規(guī)模有效的應(yīng)用。迅速在許多國家和企業(yè)，以及各行各業(yè)應(yīng)用和推廣。在

2、許多國家和企業(yè)，以及各行各業(yè)應(yīng)用和推廣。 我國開展事故樹分析的研究是從我國開展事故樹分析的研究是從1978年開始的。年開始的。事故樹分析的發(fā)展事故樹分析的發(fā)展 鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課事故樹分析的概念事故樹分析的概念 事故樹分析是一種圖形事故樹分析是一種圖形演繹方法，即把系統(tǒng)可能發(fā)演繹方法，即把系統(tǒng)可能發(fā)生的某種事故與導(dǎo)致事故發(fā)生的某種事故與導(dǎo)致事故發(fā)生的各種原因之間的邏輯關(guān)生的各種原因之間的邏輯關(guān)系用一種稱為事故樹的樹形系用一種稱為事故樹的樹形圖表示。圖表示。通過對事故樹的定性和定量分析，找出事故通過對事故樹的定性和定量分析，找出事故發(fā)生的主要原因，為

3、確定安全對策提供可靠發(fā)生的主要原因，為確定安全對策提供可靠依據(jù)。依據(jù)。+X2X4M2TM1+X1M3X2X3+X4M4X1M5鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課事故樹分析方法的優(yōu)點(diǎn)事故樹分析方法的優(yōu)點(diǎn)（1）FTA是一種圖形演繹方法，在事故樹圖形下，是一種圖形演繹方法，在事故樹圖形下，可以表達(dá)單元故障與系統(tǒng)事故之間的邏輯關(guān)系，便可以表達(dá)單元故障與系統(tǒng)事故之間的邏輯關(guān)系，便于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)；于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)；（2）FTA能對導(dǎo)致災(zāi)害或功能事故的各種因素及其能對導(dǎo)致災(zāi)害或功能事故的各種因素及其邏輯關(guān)系做出全面、簡潔和形象的描述，為改進(jìn)設(shè)邏輯關(guān)系做出全面、簡潔和形

4、象的描述，為改進(jìn)設(shè)計(jì)、制定安全技術(shù)措施提供依據(jù)；計(jì)、制定安全技術(shù)措施提供依據(jù)；（3）FTA可以弄清各種因素對事故發(fā)生影響的途徑可以弄清各種因素對事故發(fā)生影響的途徑和程度，因而許多問題在分析過程就可發(fā)現(xiàn)或解決；和程度，因而許多問題在分析過程就可發(fā)現(xiàn)或解決；（4） 利用事故樹模型可以定量計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)生事利用事故樹模型可以定量計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)生事故的概率。故的概率。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課熟悉系統(tǒng)確定頂上事件調(diào)查原因事件調(diào)查事故收集系統(tǒng)資料修改簡化事故樹建造事故樹定性分析定量分析制定安全措施鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課 矩形

5、符號。用它表示頂上事件或矩形符號。用它表示頂上事件或中間事件。將事件扼要記入矩形中間事件。將事件扼要記入矩形框內(nèi)?？騼?nèi)。 圓形符號。它表示基本圓形符號。它表示基本(原因原因)事事件，可以是人的差錯(cuò)，也可以是件，可以是人的差錯(cuò)，也可以是設(shè)備、機(jī)械故障、環(huán)境因素等。設(shè)備、機(jī)械故障、環(huán)境因素等。1）事件及事件符號）事件及事件符號鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課 菱形符號。它表示省略事件，即菱形符號。它表示省略事件，即表示事前不能分表示事前不能分 析，或者沒有再析，或者沒有再分析下去的必要的事件。分析下去的必要的事件。 屋形符號。它表示正常事件，是屋形符號。它表示正常事

6、件，是系統(tǒng)在正常狀態(tài)下發(fā)生的正常事件。系統(tǒng)在正常狀態(tài)下發(fā)生的正常事件。 橢圓形符號。它表示條件事件，橢圓形符號。它表示條件事件，除此以外還需附加的條件。除此以外還需附加的條件。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課2）邏輯門符號）邏輯門符號邏輯門是連接各事件并表示其邏輯關(guān)系的符號邏輯門是連接各事件并表示其邏輯關(guān)系的符號（1）與門與門可以連接數(shù)個(gè)輸入事件，表示僅當(dāng)所有輸入事件與門可以連接數(shù)個(gè)輸入事件，表示僅當(dāng)所有輸入事件B1、B2都發(fā)生時(shí)，輸出事件都發(fā)生時(shí)，輸出事件A才發(fā)生。才發(fā)生。AB1B2K1K2燈亮K1閉合K2閉合鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工

7、程專業(yè)課專業(yè)課（2）或門或門可以連接數(shù)個(gè)輸入事件，表示至少有一個(gè)輸入事或門可以連接數(shù)個(gè)輸入事件，表示至少有一個(gè)輸入事件件B1或或B2發(fā)生時(shí)，輸出事件發(fā)生時(shí)，輸出事件A就發(fā)生。就發(fā)生。AB1B2K1K2燈亮+K1閉合K2閉合鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課（3）條件門條件與門條件或門+AB1B2條件門的例子條件門的例子AB1B2aa鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課達(dá)到爆炸極限1.4%7.6%油氣聚集油庫爆炸火源條件與門的例子鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課+應(yīng)力超過鋼瓶強(qiáng)度極限在陽光下曝曬氧氣瓶超壓爆

8、炸與火源接近接近熱源條件或門的例子鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課轉(zhuǎn)移符號的作用是表示部分事故樹圖的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出，當(dāng)事轉(zhuǎn)移符號的作用是表示部分事故樹圖的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出，當(dāng)事故樹規(guī)模很大或整個(gè)事故樹中多處包含有相同的部分樹圖故樹規(guī)模很大或整個(gè)事故樹中多處包含有相同的部分樹圖時(shí)，為化簡整個(gè)樹圖，便可使用轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出符號。時(shí)，為化簡整個(gè)樹圖，便可使用轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出符號。3）轉(zhuǎn)移符號）轉(zhuǎn)移符號（1）轉(zhuǎn)出符號A（2）轉(zhuǎn)入符號A表示這部分樹由此處轉(zhuǎn)移表示這部分樹由此處轉(zhuǎn)移至他處（在三角形內(nèi)標(biāo)出至他處（在三角形內(nèi)標(biāo)出向何處轉(zhuǎn)移）向何處轉(zhuǎn)移）表示在別處的部分樹，表示在別處的部分樹，由該處轉(zhuǎn)

9、入（在三角形由該處轉(zhuǎn)入（在三角形內(nèi)標(biāo)出從何處轉(zhuǎn)入）內(nèi)標(biāo)出從何處轉(zhuǎn)入）鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課1）優(yōu)先考慮風(fēng)險(xiǎn)較大的事故事件作為頂上事件）優(yōu)先考慮風(fēng)險(xiǎn)較大的事故事件作為頂上事件2）合理確定邊界條件）合理確定邊界條件3）保持門的完整性（逐級進(jìn)行，不許跳躍）保持門的完整性（逐級進(jìn)行，不許跳躍）4）明確給出頂事件的定義）明確給出頂事件的定義5）編制過程和結(jié)束后，需及時(shí)進(jìn)行簡化）編制過程和結(jié)束后，需及時(shí)進(jìn)行簡化編制規(guī)則編制規(guī)則鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課1.選好頂上事件選好頂上事件 對安全構(gòu)成威脅的事件對安全構(gòu)成威脅的事件-造成

10、人員傷亡，導(dǎo)造成人員傷亡，導(dǎo)致設(shè)備財(cái)產(chǎn)的重大損失（火災(zāi)、爆炸、中毒、致設(shè)備財(cái)產(chǎn)的重大損失（火災(zāi)、爆炸、中毒、嚴(yán)重污染等）；嚴(yán)重污染等）； 妨礙完成任務(wù)的事件妨礙完成任務(wù)的事件-系統(tǒng)停工，或喪失大系統(tǒng)停工，或喪失大部分功能；部分功能； 嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益的事件嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益的事件-通訊線路中斷、通訊線路中斷、交通停頓等妨礙提高直接收益的因素。交通停頓等妨礙提高直接收益的因素。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課2.建造方法與過程建造方法與過程頂上事件頂上事件中間事件中間事件基本事件基本事件直接原因事件可以從以下三個(gè)方面考慮：直接原因事件可以從以下三個(gè)方面考慮： 機(jī)械（

11、電器）設(shè)備機(jī)械（電器）設(shè)備故障或損壞；故障或損壞； 人人的差錯(cuò)（操作、管理、指揮）；的差錯(cuò)（操作、管理、指揮）； 環(huán)境環(huán)境不良。不良。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課汽油、柴油作為燃料在生產(chǎn)過程中被大量使用，由于汽油汽油、柴油作為燃料在生產(chǎn)過程中被大量使用，由于汽油和柴油的閃點(diǎn)很低，爆炸極限又處于低值范圍，所以油料和柴油的閃點(diǎn)很低，爆炸極限又處于低值范圍，所以油料一旦泄漏碰到火源，或揮發(fā)后與空氣混合到一定比例遇到一旦泄漏碰到火源，或揮發(fā)后與空氣混合到一定比例遇到火源，就會發(fā)生燃燒爆炸事故?；鹪矗蜁l(fā)生燃燒爆炸事故。火源種類較多，有明火、撞擊火花、雷擊火花和靜電

12、火花火源種類較多，有明火、撞擊火花、雷擊火花和靜電火花等。等。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課步驟：逐級分析步驟：逐級分析1. 確定頂上事件確定頂上事件-油庫靜電爆炸；油庫靜電爆炸；2. 調(diào)查爆炸的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)調(diào)查爆炸的直接原因事件、事件的性質(zhì)和邏輯關(guān)系。直接原因事件：系。直接原因事件：“靜電火花靜電火花”和和“油氣達(dá)到可油氣達(dá)到可燃濃度燃濃度”。這兩個(gè)事件不僅要同時(shí)發(fā)生，而且必須。這兩個(gè)事件不僅要同時(shí)發(fā)生，而且必須在在“油氣濃度達(dá)到爆炸極限油氣濃度達(dá)到爆炸極限”時(shí)，爆炸事件才會發(fā)時(shí)，爆炸事件才會發(fā)生，因此，用生，因此，用“條件與條件與”門連

13、接；門連接；3. “靜電火花靜電火花”的直接原因：的直接原因：“油庫靜電放電油庫靜電放電”和和“人體靜電放電人體靜電放電”，其中有一個(gè)發(fā)生，則，其中有一個(gè)發(fā)生，則“靜電火靜電火花花”事件就會發(fā)生，用事件就會發(fā)生，用“或或”門連接。門連接。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課4. “油氣達(dá)到可燃濃度油氣達(dá)到可燃濃度” 的直接原因：的直接原因：“油氣存在油氣存在”和和“庫區(qū)內(nèi)通風(fēng)不良庫區(qū)內(nèi)通風(fēng)不良” 。前者是一個(gè)正常狀態(tài)下。前者是一個(gè)正常狀態(tài)下的正常功能事件，用房形符號。后者為基本事件，的正常功能事件，用房形符號。后者為基本事件，兩者只有同時(shí)發(fā)生，兩者只有同時(shí)發(fā)生，“油

14、氣達(dá)到可燃濃度油氣達(dá)到可燃濃度” 事件事件才能發(fā)生，故用與門連接。才能發(fā)生，故用與門連接。5. “油庫靜電放電油庫靜電放電”的直接原因：的直接原因：“靜電積累靜電積累”和和“接觸不良接觸不良”兩者是兩者是“與與”門關(guān)系。門關(guān)系。6. “人體靜電放電人體靜電放電”的直接原因：的直接原因：“化纖品與人體化纖品與人體摩擦摩擦”和和“作業(yè)中與導(dǎo)體接近作業(yè)中與導(dǎo)體接近”，兩者，兩者“與與”門關(guān)門關(guān)系。系。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課7. “靜電積累靜電積累”的直接原因：的直接原因：“油液流速高油液流速高”、“管管道內(nèi)壁粗糙道內(nèi)壁粗糙”、“高速抽水高速抽水”、“油液沖擊

15、金屬容油液沖擊金屬容器器”、“飛濺油液與空氣摩擦飛濺油液與空氣摩擦”、“油面有金屬漂油面有金屬漂浮物浮物”和和“測量操作失誤測量操作失誤”。其中有一個(gè)發(fā)生，就。其中有一個(gè)發(fā)生，就會發(fā)生會發(fā)生“靜電積累靜電積累”，因此，用，因此，用“或或”門連接。門連接。8. “接地不良接地不良”的直接原因：的直接原因：“未設(shè)防靜電接地裝未設(shè)防靜電接地裝置置”、“接地電阻不符合要求接地電阻不符合要求”和和“接地線損壞接地線損壞”，三者為三者為“或或”門關(guān)系。門關(guān)系。9. “測量操作失誤測量操作失誤”的直接原因：的直接原因：“器具不符合標(biāo)準(zhǔn)器具不符合標(biāo)準(zhǔn)”和和“靜置時(shí)間不夠靜置時(shí)間不夠”兩者為兩者為“或或”門關(guān)系

16、。門關(guān)系。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課將以上分析整理后，將油庫靜電爆炸事故樹圖將以上分析整理后，將油庫靜電爆炸事故樹圖繪制如下：繪制如下：達(dá)到爆炸極限油氣達(dá)到可燃濃度油庫靜電爆炸靜電火花+油庫靜電放電人體靜電放電庫區(qū)內(nèi)通風(fēng)不良油氣存在化纖品與人體摩擦作業(yè)中與人體接近靜電積累接地不良+油液流速高高速抽水管道內(nèi)壁粗糙油液沖擊金屬容器測量操作失誤+器具不符合標(biāo)準(zhǔn)靜置時(shí)間不夠未設(shè)防靜電接地裝置接地電阻不符合要求接地線損壞達(dá)到爆炸極限油庫靜電爆炸靜電火花達(dá)到爆炸極限油庫靜電爆炸鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課課堂練習(xí)課堂練習(xí)鄭州大學(xué)工程

17、力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課一、布爾代數(shù)以及概率論的基本知識一、布爾代數(shù)以及概率論的基本知識 1）邏輯加）邏輯加給定兩個(gè)命題給定兩個(gè)命題A、B，對它們進(jìn)行邏輯運(yùn)算后構(gòu)成的新命題，對它們進(jìn)行邏輯運(yùn)算后構(gòu)成的新命題為為S，若，若A、B兩者有一個(gè)成立或同時(shí)成立，兩者有一個(gè)成立或同時(shí)成立，S就成立；否則就成立；否則S不不成立。則這種成立。則這種A、B間的邏輯運(yùn)算叫做邏輯加，也叫間的邏輯運(yùn)算叫做邏輯加，也叫“或或”運(yùn)運(yùn)算。構(gòu)成的新命題算。構(gòu)成的新命題S，

18、叫做，叫做A、B的邏輯和。的邏輯和。記作記作AB=S或記或記作作A+B=S。均讀作。均讀作“A+B”。邏輯加相當(dāng)于集合運(yùn)算中的。邏輯加相當(dāng)于集合運(yùn)算中的“并并集集”。根據(jù)邏輯加的定義可知根據(jù)邏輯加的定義可知：111；101；011；000。 鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課2）邏輯乘）邏輯乘給定兩個(gè)命題給定兩個(gè)命題A、B，對它們進(jìn)行邏輯運(yùn)算后構(gòu)成，對它們進(jìn)行邏輯運(yùn)算后構(gòu)成新的命題新的命題P。若。若A、B同時(shí)成立，同時(shí)成立，P就成立，否則就成立，否則P不成立。則這種不成立。則這種A、B間的邏輯運(yùn)算，叫做邏輯乘，間的邏輯運(yùn)算，叫做邏輯乘，也叫也叫“與與”運(yùn)算。構(gòu)成的

19、新命題運(yùn)算。構(gòu)成的新命題P叫做叫做A、B的邏的邏輯積。輯積。記作記作AB=P，或記作，或記作AB=P，也可記作，也可記作AB=P，均讀作，均讀作A乘乘B。邏輯乘相當(dāng)于集合運(yùn)算中。邏輯乘相當(dāng)于集合運(yùn)算中的的“交集交集”。根據(jù)邏輯乘的定義可知：根據(jù)邏輯乘的定義可知：111；100：010：000。鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課3）邏輯非）邏輯非給定一個(gè)命題給定一個(gè)命題A，對它進(jìn)行邏輯運(yùn)算后，構(gòu)成，對它進(jìn)行邏輯運(yùn)算后，構(gòu)成新的命題為新的命題為F，若，若A成立，成立，F(xiàn)就不成立；若就不成立；若A不成立，不成立，F(xiàn)就成立。這種對就成立。這種對A所進(jìn)行的邏輯運(yùn)所進(jìn)行的邏輯

20、運(yùn)算，叫做命題算，叫做命題A的邏輯非，構(gòu)成的新命題的邏輯非，構(gòu)成的新命題F叫叫做命題做命題A的邏輯非。的邏輯非。A的邏輯非記作的邏輯非記作“-”，讀，讀作作“A非非”。邏輯非相當(dāng)于集合運(yùn)算的求。邏輯非相當(dāng)于集合運(yùn)算的求“補(bǔ)集補(bǔ)集”。A的對立事件的對立事件。根據(jù)邏輯非的定義，可以知道根據(jù)邏輯非的定義，可以知道：10；01；11；00AA鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課定理1：AA(對合律)定理2：ABBA，ABBA(交換律)定理定理3：A(BC) (AB)C， A(BC) (AB)C (結(jié)合律結(jié)合律) 定理定理4：ABC(AB)(AC) A(BC) ABAC (分

21、配律分配律) 定理定理5：AAA，AAA (等冪律等冪律) 定理6：A+A=1；AA=0（互補(bǔ)律）定理定理7：AABA，A(AB) A (吸收律吸收律)定理8：(AB)AB,(AB)AB(德德莫根律莫根律) 邏邏輯輯運(yùn)運(yùn)算算法法則則鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課課堂練習(xí)：分配律分配律T=（X1+X3X5）（X2+X5）X3+X4鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課答案T=（X1+X3X5）（X2+X5）X3+X4T=（X1+X3X5）（X2+X5）X3+X4=（X1+X3X5）（X2X3+X3X5+X4）=（X1+X3）（X1+X5）（X2+X3X5+X4）（X3+X3X5+X4）=（X1+X3）（X1+X5）（X2+X3+X4）（X2+X5+X4）（X3+X3+X4）（X3+X5+X4）=（X1+X3）（X1+X5）（X3+X4）（X2+X4+X5）鄭州大學(xué)工程力學(xué)系鄭州大學(xué)工程力學(xué)系安全工程安全工程專業(yè)課專業(yè)課