安全系统工程:第三章 系统安全定量分析
129页1、安全系统工程安全系统工程Safety System Engineering 5/22/20221第三章第三章系系 统统 安安 全全 定定 量量 分分 析析5/22/20222主要内容主要内容1. 1. 事件树分析事件树分析2. 2. 事故树分析事故树分析3. 3. 系统安全分析方法的选择系统安全分析方法的选择安全系统工程安全系统工程5/22/20223 重重 点点: 理解事件树分析和事故树分析的含义;理解事件树分析的原理;掌握事件树、事故树的建造方法;掌握事故树最小割集和最小径集的求解,进行事故树定性分析;掌握利用最小割集和最小径集求解顶上事件发生概率的方法,进行事故树定量分析;掌握结构重要度、概率重要度和临界重要度的计算;熟练应用事故树分析方法、事件树分析方法进行生产事故分析。安全系统工程安全系统工程5/22/20224Event Tree AnalysisETA3.1 3.1 事件树分析(决策树分析)事件树分析(决策树分析)Decision Tree AnalysisDTA5/22/202253.13.1事件树分析事件树分析3.1.13.1.1事件树分析的含义和作用事件树分析的含义
2、和作用 事件树分析事件树分析是从给定的一个是从给定的一个初始事件初始事件的事故原因开始,按的事故原因开始,按时间进程时间进程采用追踪方法,对构成系统的各要素(事件)的状态(成功或失败)逐采用追踪方法,对构成系统的各要素(事件)的状态(成功或失败)逐项进行项进行二者择一二者择一的逻辑分析,分析初始条件的事故原因可能导致的事件的逻辑分析,分析初始条件的事故原因可能导致的事件序列的结果,将会造成什么样的状态,从而定性与定量地评价系统的安序列的结果,将会造成什么样的状态,从而定性与定量地评价系统的安全性,并由此获得正确的决策。事件树分析是一种以全性,并由此获得正确的决策。事件树分析是一种以图形图形表示的、其形表示的、其形状呈状呈树枝状树枝状的动态分析过程的动态分析过程。安全系统工程安全系统工程5/22/20226事件树分析的目的:事件树分析的目的:(1 1)能够判断出事故)能够判断出事故发生发生与与否否,以便采取直观的安全方式;,以便采取直观的安全方式;(2 2)能够指出消除事故的)能够指出消除事故的根本措施根本措施,改进系统的安全状况;,改进系统的安全状况;(3 3)从宏观角度分析系统可能发
3、生的事故,掌握事故发生的)从宏观角度分析系统可能发生的事故,掌握事故发生的规律规律;(4 4)可以找出最严重的事故后果,为确定顶上事件提供依据。)可以找出最严重的事故后果,为确定顶上事件提供依据。5/22/202273.1.23.1.2事件树分析的基本原理事件树分析的基本原理 任何事物从初始原因到最终结果所经历的每一个中间环节都有成功任何事物从初始原因到最终结果所经历的每一个中间环节都有成功(或正常)或失败(或失效)两种可能或分支。如果将(或正常)或失败(或失效)两种可能或分支。如果将成功记为成功记为1 1,并作,并作为上分支,将为上分支,将失败记为失败记为0 0,作为下分支,然后再分别从这两个状态开始,作为下分支,然后再分别从这两个状态开始,仍按成功(记为仍按成功(记为1 1)或失败(记为)或失败(记为0 0)两种可能分析。这样一直分析下去,)两种可能分析。这样一直分析下去,直到最后结果为止,最后即形成一个水平放置的树状图。直到最后结果为止,最后即形成一个水平放置的树状图。5/22/202283.1.33.1.3事件树分析的步骤事件树分析的步骤确确定定初初始始事事件件找找出出环环节节
4、事事件件绘绘制制事事件件树树说说明明分分析析结结果果初始事件:初始事件:事事 件件树树中在一定条中在一定条件下造成事故后果的件下造成事故后果的 最初原因最初原因事件。它可以是系事件。它可以是系统统故障、故障、设设备备失效、人失效、人员误员误操作或工操作或工艺过艺过程异常等程异常等 环节环节事件就是出事件就是出现现在初始在初始.事件后一系列可能造成事事件后一系列可能造成事故后果的其他原因事件故后果的其他原因事件 5/22/202293.1.4 3.1.4 事件树分析实例事件树分析实例 图图3-2 3-2 原料原料A A输送系统示意图输送系统示意图 图图3-3 3-3 原料原料A A输送系统事件树输送系统事件树由由图图3-3可以看出,可以看出,导导致事故的危致事故的危险险源有源有泵泵A失效、失效、阀门阀门B关关闭闭、流量、流量调节阀调节阀C不正常。不正常。 5/22/202210图图3-4 3-4 阀门串联的物料输送系统阀门串联的物料输送系统3.1.4 3.1.4 事件树分析实例事件树分析实例 图图3-5 3-5 阀门串联输送系统事件树图阀门串联输送系统事件树图 5/22/2022113.
5、1.4 3.1.4 事件树分析实例事件树分析实例 图图3-6 3-6 阀门并联的物料输送系统阀门并联的物料输送系统 图图3-7 3-7 阀门并联输送系统事件树图阀门并联输送系统事件树图 5/22/202212说明说明:1.在工程中经常要求炮孔一次单孔起爆,为保证每个炮孔准爆,在炮孔中使用两发雷管引爆。从激发点开始激发能沿着箭头方向顺序经过传爆路线A激发、雷管1、雷管2,然后引爆炸药。假设将四个部分看作相互独立的单元,那么每一个单元可能有两种状态;正常传爆,或传爆中断。课堂练习课堂练习1构建单孔双发雷管引爆炸药事件树并计算系统可靠度构建单孔双发雷管引爆炸药事件树并计算系统可靠度 2.激发、传爆、雷管和炸药的可靠度分别为:0.9980,0.9958,0.9995,0.9864,5/22/202213 从事件树可以看出,只有当激发从事件树可以看出,只有当激发(A)(A)、传爆、传爆(B)(B)、雷管、雷管(C/D)(C/D)和炸药和炸药(E)(E)均处于正常状态下,才能保证炸药正常起爆,而其它状态组合均有可能导均处于正常状态下,才能保证炸药正常起爆,而其它状态组合均有可能导致炸药的拒爆致炸药
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