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事故树分析方法

事故树分析方法是系统安全工程中最常用的分析方法之一，是一种由事故树演绎推理事故过程和原因的评估方法，本节主要介绍该方法的基本概念和定性、定量分析的一般流程。

一、事故树分析方法基本概念

事故树评估方法是具体运用运筹学原理对事故原因和结果进行逻辑分析的方法。事故树分析方法先从事故开始，逐层次向下演绎，将全部出现的事件，用逻辑关系联成整体，将能导致事故的各种因素及相互关系，作出全面、系统、简明和形象的描述。

二、事故树的符号及其意义

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。

1.事件及事件符号

(1)结果事件。结果事件是由其他事件或事件组合所导致的事件，它总是位于某个逻辑门的输出端。用矩形符号表示。

(2)底事件。底事件是导致其他事件的原因事件，位于事故树的底部，它总是某个逻辑门的输入事件而不是输出事件。用圆形符号表示。

(3)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。用菱形符号表示。

2.逻辑门及其符号

逻辑门是连接各事件并表示其逻辑关系的符号。

(1)与门。仅当输入事件都发生，输出事件才发生。

(2)或门。至少一个输入事件发生，输出事件发生。

(3)非门。输出事件是输入事件的对立事件。

3.转移符号

当事故树规模很大或整个事故树中多处包含有相同的部分树图时，为简化树图，可用转入和转出符号。

三、事故树的定性分析

1)割集和最小割集

引起顶事件发生的基本事件的集合称为割集，也称截集或截止集。

一个事故树中的割集一般不止一个，在这些割集中，凡不包含其他割集的，叫作最小割集。换言之，如果割集中任意去掉一个基本事件后就不是割集，那么这样的割集就是最小割集。

最小割集是引起顶事件发生的充分必要条件。

最小割集在事故树分析中的作用：

①表示系统的危险性。最小割集越多，说明系统的危险性越大。

②表示顶事件发生的原因组合。顶事件发生，必然是某个最小割集中基本事件同时发生的结果。

③为降低系统的危险性，提出控制方向和预防措施。由事故树的最小割集可以直观地判断哪种事故模式最危险，哪种次之，哪种可以忽略，以及如何采取措施使事故发生概率下降。

2)径集与最小径集

事故树中，只要某些基本事件不发生顶事件就不会发生，基本事件的集合称为径集，也称通集或路集。

在同一事故树中，不包含其他径集的径集称为最小径集。

如果径集中任意去掉一个基本事件后就不再是径集，那么该径集就是最小径集。

最小径集是保证顶事件不发生的充分必要条件。

最小径集在事故树分析中的作用：

①表示系统的安全性。最小径集表明，一个最小径集中所包含的基本事件都不发生，就可防止顶事件发生。

②选取确保系统安全的最佳方案。每一个最小径集都是防止顶事件发生的一个方案，可以根据实际情况选择经济、有效地控制事故的方案。

四、事故树的定量分析

首先是确定基本事件的发生概率，然后求出事故树顶事件的发生概率。

求出顶事件的发生概率之后，可与系统安全目标值进行比较和评价，当计算值超过目标值时，就需要采取防范措施，使其降至安全目标值以下。

1)系统的单元故障概率

目前，许多工业发达国家都建立了故障率数据库，用计算机存储和检索，使用非常方便。

2)人的失误概率

人的失误是另一种基本事件。

3)顶事件的发生概率