1、課課 程程 內內 容容F 緒論緒論F 系統安全基本原理系統安全基本原理F 系統安全分析系統安全分析F 事故樹分析事故樹分析F 系統安全評價系統安全評價F 系統安全預測系統安全預測F 安全決策安全決策4.1 概述概述4.2 事故樹分析的步驟事故樹分析的步驟4.3 事故樹符號及其意義事故樹符號及其意義4.4 事故樹的編制事故樹的編制4.5 事故樹的化簡事故樹的化簡4.6 最小割集及其求法最小割集及其求法4.7 最小徑集及其求法最小徑集及其求法4.8 最小割集和徑集在事故樹分析中的作用最小割集和徑集在事故樹分析中的作用4.9 結構重要度分析結構重要度分析4.10 基本事件的發生概率基本事件的發生概率

2、4.11 頂上事件發生概率的計算頂上事件發生概率的計算4.12 概率重要度和臨界重要度分析概率重要度和臨界重要度分析4.13 事故樹分析的應用事故樹分析的應用4.1.1 事故樹分析的發展過程事故樹分析的發展過程FTA（Fault Tree Analysis）又稱故障樹分析，是）又稱故障樹分析，是安全系統工程最重要的分析方法。安全系統工程最重要的分析方法。1961年，美國貝爾電話研究所的沃特森年，美國貝爾電話研究所的沃特森(Watson)在研究民兵式導彈發射控制系統的安全性評價時，在研究民兵式導彈發射控制系統的安全性評價時，首先提出了這個方法，對民兵式導彈的發射和火首先提出了這個方法，對民兵式導

3、彈的發射和火箭偶發事故的預測問題作出了貢獻。其后，美國箭偶發事故的預測問題作出了貢獻。其后，美國波音飛機公司的哈斯爾波音飛機公司的哈斯爾(Hassl)等人對這個方法又等人對這個方法又作了重大改進，并采用計算機進行輔助分析和計作了重大改進，并采用計算機進行輔助分析和計算。算。4.1.1 事故樹分析的發展過程事故樹分析的發展過程1974年，美國原子能委員會應用年，美國原子能委員會應用FTA對商用核對商用核電站的災害危險性進行評價，發表了拉斯姆森電站的災害危險性進行評價，發表了拉斯姆森報告，引起世界各國的關注。報告，引起世界各國的關注。此后，此后，FTA從軍工迅速推廣到機械、電子、交從軍工迅速推廣到

4、機械、電子、交通、化工、冶金等民用工業。目前，許多國家通、化工、冶金等民用工業。目前，許多國家都在研究應用這一方法。都在研究應用這一方法。我國我國在在20世紀世紀70年代開始應用年代開始應用FTA。1976年，年，清華大學核能技術研究所在核反應堆的安全評清華大學核能技術研究所在核反應堆的安全評價方面應用了價方面應用了FTA 。在。在1982年的第一次安全系年的第一次安全系統工程座談會后，開始推行統工程座談會后，開始推行FTA。4.1.1事故樹分析的發展過程事故樹分析的發展過程實踐證明，實踐證明， FTA完全適用于我國完全適用于我國國民經濟各部門、各行業的安全國民經濟各部門、各行業的安全管理，是

5、一種具有廣闊的應用范管理，是一種具有廣闊的應用范圍和發展前途的系統安全分析方圍和發展前途的系統安全分析方法。法。 4.1.2 事事 故故 樹樹 的的 概概 念念 定義定義：樹是一個無圈的連通圖，事故樹是從結：樹是一個無圈的連通圖，事故樹是從結果到原因描繪事故發生的有向邏輯樹，形似倒果到原因描繪事故發生的有向邏輯樹，形似倒立著的樹。立著的樹。“根部根部” (頂點頂點)表表示系統的某一事故；示系統的某一事故；“梢梢”(葉節葉節點點)表示事表示事故發生的基本原故發生的基本原因；因；“樹樹叉叉”(中間節中間節點點)表示表示事故的中間事故的中間原因。原因。樹中的節點具有邏輯判別性質，樹中的節點具有邏輯判

6、別性質，用不同邏輯門表示。用不同邏輯門表示。4.1.3 FTA的優點及應用的優點及應用v優點：優點：（1）既能找到引起事故的直接原因，）既能找到引起事故的直接原因，又能揭示事故發生的潛在原因、本質原因。又能揭示事故發生的潛在原因、本質原因。（2）邏輯性強，靈活性高，適應范圍廣。）邏輯性強，靈活性高，適應范圍廣。（3）既可定性分析，又可定量分析。）既可定性分析，又可定量分析。（4）簡單適用，宜于推廣。）簡單適用，宜于推廣。v應用：應用：可用來分析事故，特別是重大惡性事故可用來分析事故，特別是重大惡性事故的因果關系。可進行事故的調查分析、系統的的因果關系。可進行事故的調查分析、系統的危險性評價、事

7、故的預測、安全措施優化決策、危險性評價、事故的預測、安全措施優化決策、系統安全性設計等很多方面。系統安全性設計等很多方面。4.1 概述概述4.2 事故樹分析的步驟事故樹分析的步驟4.3 事故樹符號及其意義事故樹符號及其意義4.4 事故樹的編制事故樹的編制4.5 事故樹的化簡事故樹的化簡4.6 最小割集及其求法最小割集及其求法4.7 最小徑集及其求法最小徑集及其求法4.2 事故樹分析的步驟事故樹分析的步驟（1） 編制事故樹編制事故樹1）確定所分析的系統，即確定系統所包括的內容）確定所分析的系統，即確定系統所包括的內容及其邊界范圍。及其邊界范圍。 2）熟悉所分析的系統，即熟悉系統的整體情況。）熟悉

8、所分析的系統，即熟悉系統的整體情況。3）調查系統發生的各類事故，收集、調查所分析）調查系統發生的各類事故，收集、調查所分析系統或其它同類系統過去、現在發生的所有事系統或其它同類系統過去、現在發生的所有事故以及將來可能發生的事故。故以及將來可能發生的事故。4）確定事故樹的頂上事件，綜合考慮事故發生的）確定事故樹的頂上事件，綜合考慮事故發生的頻率和事故的嚴重程度這兩個參數來確定。頻率和事故的嚴重程度這兩個參數來確定。事故樹分析的步驟事故樹分析的步驟(續續)5）調查與頂上事件有關的所有原因事件。）調查與頂上事件有關的所有原因事件。 6）事故樹作圖。從頂上事件起，一級一級往下）事故樹作圖。從頂上事件起

9、，一級一級往下分析各自的直接原因事件，根據彼此間的邏分析各自的直接原因事件，根據彼此間的邏輯關系，用邏輯門連接上下層事件，直至所輯關系，用邏輯門連接上下層事件，直至所要求的分析深度，最后就形成一株倒置的邏要求的分析深度，最后就形成一株倒置的邏輯樹形圖。輯樹形圖。 （2）事故樹定性分析）事故樹定性分析 1）利用布爾代數化簡事故樹。）利用布爾代數化簡事故樹。 2）求取事故樹的最小割集或最小徑集。）求取事故樹的最小割集或最小徑集。 3）進行結構重要度分析。）進行結構重要度分析。事故樹分析的步驟事故樹分析的步驟(續續) （3）事故樹定量分析）事故樹定量分析 1）確定各基本原因事件的發生概率。）確定各基

10、本原因事件的發生概率。 2）計算事故樹頂上事件發生概率，并驗證計算）計算事故樹頂上事件發生概率，并驗證計算結果的正確性。結果的正確性。 3）進行概率重要度和臨界重要度分析。）進行概率重要度和臨界重要度分析。 （4）制定事故預防對策）制定事故預防對策 根據分析結論并結合本企業的實際情況，訂出根據分析結論并結合本企業的實際情況，訂出具體、切實可行的預防措施。具體、切實可行的預防措施。FTA包括了定性和定量分析兩大類，但也可以包括了定性和定量分析兩大類，但也可以只進行定性分析。只進行定性分析。 4.1 概述概述4.2 事故樹分析的步驟事故樹分析的步驟4.3 事故樹符號及其意義事故樹符號及其意義4.4

11、 事故樹的編制事故樹的編制4.5 事故樹的化簡事故樹的化簡4.6 最小割集及其求法最小割集及其求法4.7 最小徑集及其求法最小徑集及其求法4.3 事故樹符號及其意義事故樹符號及其意義4.3.1 事件符號事件符號（1）矩形符號）矩形符號。表示頂上事件或中間事件，也就表示頂上事件或中間事件，也就是需要往下分析的事件。頂上事件一定要明確是需要往下分析的事件。頂上事件一定要明確定義，不能籠統、含糊。定義，不能籠統、含糊。 高處作業墜落死亡高處作業墜落死亡。表示基本原因事件。即最基本的、表示基本原因事件。即最基本的、不能再往下分析的事件，一般表示缺陷事件。不能再往下分析的事件，一般表示缺陷事件。 閥門故

12、障閥門故障事件符號及其意義事件符號及其意義（3）屋形符號）屋形符號。表示正常事件，即系統在正常狀表示正常事件，即系統在正常狀態下發揮正常功能的事件。態下發揮正常功能的事件。 因走動取因走動取下安全帶下安全帶（4）菱形符號）菱形符號。有兩種含義：有兩種含義：1）省略事件，即沒）省略事件，即沒有必要詳細分析或其原因尚不明確的事件；有必要詳細分析或其原因尚不明確的事件；2）二次事件，即來自系統之外的原因事件。二次事件，即來自系統之外的原因事件。 2、3、4合稱基本事件，不必再往下分析。合稱基本事件，不必再往下分析。身體失去平衡身體失去平衡邏輯門符號及其意義邏輯門符號及其意義4.3.2 邏輯門符號邏輯

13、門符號（1）與門）與門(AND gate) 。表示輸入事件表示輸入事件E1、E2 En 都發生時，輸出事件都發生時，輸出事件A才才發生。發生。A = E1E2 En (邏輯乘邏輯乘) E1E2A滑塊誤下行軋斷手指滑塊誤下行軋斷手指手在壓模內手在壓模內滑塊誤下行滑塊誤下行安全裝置沒起作用安全裝置沒起作用邏輯門符號及其意義邏輯門符號及其意義(續續)（2）或門）或門(OR gate) 。表示輸入事件表示輸入事件E1、E2 En 中任意一個發生時，中任意一個發生時，輸出事件輸出事件A就會發生。就會發生。A = E1+E2+ En (邏輯和邏輯和) E1E2A鍋爐爆炸鍋爐爆炸超壓爆炸超壓爆炸常壓爆炸常壓

14、爆炸邏輯門符號及其意義邏輯門符號及其意義(續續)（3）條件與門）條件與門。表示輸入事件表示輸入事件E1、E2 En同時發生，且滿足條件同時發生，且滿足條件時，時，事件事件A發生。發生。 A = E1E2 En E1E2A低壓觸電死亡低壓觸電死亡保護失效保護失效人體接觸帶電體人體接觸帶電體搶救不力搶救不力It 50 mAs邏輯門符號及其意義邏輯門符號及其意義(續續)（4）條件或門）條件或門。表示輸入事件表示輸入事件E1、E2 En任一事件發生，還必須滿任一事件發生，還必須滿足條件足條件時，輸出事件時，輸出事件A才會發生。才會發生。 A = (E1+E2+ En) E1E2A氧氣瓶超壓爆炸氧氣瓶超

15、壓爆炸接近熱源接近熱源在陽光下曝曬在陽光下曝曬接觸火源接觸火源壓力超過極限壓力超過極限邏輯門符號及其意義邏輯門符號及其意義(續續)（5）限制門。）限制門。 是邏輯上的一種修飾是邏輯上的一種修飾符號，即當輸入事件符號，即當輸入事件E發生且滿足發生且滿足事件事件時，才產生輸出事件時，才產生輸出事件A。 A = E EA高度和地面狀況高度和地面狀況高處作業墜落死亡高處作業墜落死亡不慎墜落不慎墜落其它邏輯門其它邏輯門：非門、排斥或門、優先與門、表決門等。：非門、排斥或門、優先與門、表決門等。 轉移符號及其意義轉移符號及其意義4.3.3 轉移符號轉移符號 u 表示部分樹的轉入和轉出。主要用在：表示部分樹

16、的轉入和轉出。主要用在： 1）當事故樹規模很大，一張圖紙不能繪出樹的）當事故樹規模很大，一張圖紙不能繪出樹的全部內容，需要在其它圖紙上繼續完成時；全部內容，需要在其它圖紙上繼續完成時； 2）整個樹中多處包含同樣的部分樹。）整個樹中多處包含同樣的部分樹。u 常用的轉移符號有兩種：常用的轉移符號有兩種： 1）轉出符號；）轉出符號； 2）轉入符號。）轉入符號。轉移符號及其意義轉移符號及其意義（1）轉出符號。表示事故樹的這部分向其它）轉出符號。表示事故樹的這部分向其它部分轉出。部分轉出。（2）轉入符號。表示來自于）轉入符號。表示來自于“轉出轉出”相對應相對應的轉入。的轉入。 三角形內應標出向何處轉移或

17、何處轉入。三角形內應標出向何處轉移或何處轉入。有多處轉移時，三角形內要對應標明數碼。有多處轉移時，三角形內要對應標明數碼。轉出符號轉出符號轉入符號轉入符號4.1 概述概述4.2 事故樹分析的步驟事故樹分析的步驟4.3 事故樹符號及其意義事故樹符號及其意義4.4 事故樹的編制事故樹的編制4.5 事故樹的化簡事故樹的化簡4.6 最小割集及其求法最小割集及其求法4.7 最小徑集及其求法最小徑集及其求法4.4 事故樹的編制事故樹的編制FTA采用演繹分析方法，即采用演繹分析方法，即先確定先確定事故的結果，事故的結果，稱為頂上事件或目標事件，畫在最頂端；稱為頂上事件或目標事件，畫在最頂端；然后再然后再找出

18、它的直接原因或構成它的缺陷事件，找出它的直接原因或構成它的缺陷事件，諸如設備的缺陷和操作者的失誤等，這是第一諸如設備的缺陷和操作者的失誤等，這是第一層。層。再進一步再進一步找出造成第一層事件的原因，成找出造成第一層事件的原因，成為第二層。按照這樣一層一層地分析下去，為第二層。按照這樣一層一層地分析下去，直直到找到到找到最基本原因事件為止。每層之間用邏輯最基本原因事件為止。每層之間用邏輯符號連接以說明它們之間的關系。符號連接以說明它們之間的關系。整個分析過程類似一株倒掛樹形，其末梢就是整個分析過程類似一株倒掛樹形，其末梢就是構成事故的基本原因。構成事故的基本原因。 初期滅火失敗事故樹初期滅火失敗事故樹滅火措施不力滅火措施不力初期滅火失敗初期滅火失敗火難于撲滅火難于撲滅沒人及時滅火沒人及時滅火火勢迅速增長火勢迅速增長大量大量的易的易燃可燃可燃物燃物有充有充足的足的空氣空氣供應供應無恰當無恰當滅火用滅火用品品人負恐人負恐慌而離慌