安全系統(tǒng)工程借給你一雙看清世界的眼睛

1、.安全系統(tǒng)工程借給你一雙看清世界的眼睛!.Today is new day,We will have a good day ! 在第一次給大家講課時(shí)，我提到在安全系統(tǒng)工程這本書中，重點(diǎn)部分是在第二章和第四章，即“系統(tǒng)安全分析”和“系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)” 今天我將和大家一起分享第二章的內(nèi)容：系統(tǒng)安全分析 .第二章 系統(tǒng)安全分析系統(tǒng)安全分析系統(tǒng)安全分析概述安全檢查表預(yù)先危險(xiǎn)性分析故障類型、影響和危險(xiǎn)度分析危險(xiǎn)可操作性研究事件樹分析事故樹分析事故樹分析系統(tǒng)可靠性分析. 第七節(jié) 事故樹分析 一、FTA的基本程序 二、事故樹的構(gòu)成 三、事故樹的編制規(guī)則 四、事故樹定性分析 五、事故樹定量分析.下面請(qǐng)隨我一起走進(jìn)

2、一個(gè)由美妙符號(hào)和神奇運(yùn)算式組成的世界吧!.事故樹分析1.事故樹分析（Fault Tree Analysis,簡稱FTA）也稱故障樹分析。2.它從一個(gè)可能的事故（頂事件）開始，自上而下、一層一層地尋找頂事件的直接原因事件和間接原因事件，直到基本原因事件（基本事件），并用邏輯圖把這些事件之間的邏輯關(guān)系表達(dá)出來。3.事故樹分析是一種演繹分析方法，即從結(jié)果分析原因的方法。.事故樹的構(gòu)成1.事件及事件符號(hào) 事故事件：在事故樹分析中各種非正常狀態(tài)或不正常情況皆稱事故事件。 成功事件：各種完好狀態(tài)或正常情況皆稱成功事件。 兩者均簡稱為事件事故樹中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都表示是一個(gè)事件。.結(jié)果事件基本事件特殊事件頂 事

3、 件中間事件 基本原因事件省 略 事 件開關(guān)事件條件事件.2.邏輯門及其符號(hào) 邏輯門是連接各事件并表示其邏輯關(guān)系的符號(hào)。與門或門非門基本門基本門.特殊門特殊門.3.轉(zhuǎn)移符號(hào)作用：表示部分事故樹的轉(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時(shí)，為了簡化整個(gè)樹圖，便可用轉(zhuǎn)出符號(hào)。轉(zhuǎn)出符號(hào)轉(zhuǎn)入符號(hào).事故樹定性分析 1.事故樹的數(shù)學(xué)描述 2.最小割集 3.最小徑集 4.最小割集和最小徑集在事故樹分析中的作用 5.結(jié)構(gòu)重要度分析.事故樹的數(shù)學(xué)描述事故樹的數(shù)學(xué)描述布爾代數(shù)運(yùn)算法則布爾代數(shù)運(yùn)算法則事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)三種基本運(yùn)算三種基本運(yùn)算幾種運(yùn)算法則幾種運(yùn)算法則結(jié)構(gòu)函數(shù)

4、簡述結(jié)構(gòu)函數(shù)簡述函數(shù)表達(dá)式函數(shù)表達(dá)式注意注意布爾代數(shù)的變量只有只有0和1兩種取值，它所代表的是某個(gè)事件存在存在與否或真與假與否或真與假的一種狀態(tài)，而并不表示變量在數(shù)量上的差別不表示變量在數(shù)量上的差別。.認(rèn)識(shí)三種基本運(yùn)算1.“或”運(yùn)算，運(yùn)算符號(hào)：+，U，即“+”=“U”2.“與”運(yùn)算，運(yùn)算符號(hào)：，即“”=“”3.“非”運(yùn)算，運(yùn)算形式：.舉例對(duì)運(yùn)算法則談?wù)勛约旱睦斫猓篹x:德摩根定律： 等效的運(yùn)算符 再結(jié)合集合中的韋恩圖就能夠很好的理解了。 需要注意的是，我么這里的A、B是代表的不同的兩個(gè)事件。.結(jié)構(gòu)函數(shù)簡述：結(jié)構(gòu)函數(shù)就是用來描述系統(tǒng)狀態(tài)的函數(shù)。函數(shù)表達(dá)式： 假定一個(gè)事故樹系統(tǒng)由n個(gè)基本事件組成，

5、可定義事件狀態(tài)函數(shù) ,其中 為第i個(gè)事件的狀態(tài)變量。 1 表示事件i發(fā)生（1，2， ，n） 0 表示事件i不發(fā)生（1，2， ，n） 頂事件的狀態(tài)就取決于各基本事件的狀態(tài)，即y是X的函數(shù)： ,或 稱為事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù) y=1表示頂事件發(fā)生；y=0表示頂事件不發(fā)生。12( ,.,)nyx xx()yX()X12( , ,., )nXx xxixix .最小割集最小割集最小割集的概念最小割集的概念最小割集的求法最小割集的求法布爾代數(shù)化簡法布爾代數(shù)化簡法行列法（福塞爾法）行列法（福塞爾法）.最小割集的概念 割集：是指由事故樹某些基本事件構(gòu)成的集合，且當(dāng)集合中的事件都發(fā)生時(shí)，頂事件必然發(fā)生。 最小割集：

6、是指如果某個(gè)割集中任意除去一個(gè)基本事件就不再是割集，則稱該割集為最小割集。.最小割集的求法關(guān)于最小割集的求法，請(qǐng)大家翻到教材4344頁，認(rèn)真看一下例題。.最小徑集最小徑集最小徑集的概念最小徑集的概念最小徑集的求法最小徑集的求法“三換三換”或門換成與門或門換成與門與門換成或門與門換成或門各類事件發(fā)生換各類事件發(fā)生換成不發(fā)生成不發(fā)生.最小割集和最小徑集在事故樹分析中的作用最小割集在事故樹分析中的作用1.表示系統(tǒng)的危險(xiǎn)性；2.表示頂事件發(fā)生的原因組合；3.為降低系統(tǒng)的危險(xiǎn)性提出控制方向和預(yù)防措施；4.判定事故樹中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度和方便地計(jì)算頂事件發(fā)生的概率。.最小徑集在事故樹分析中的作用1.表示

7、系統(tǒng)的安全性；2.依據(jù)最小徑集可選取確保系統(tǒng)安全的最佳方案；3.判定事故樹中最基本事件的結(jié)構(gòu)重要度和計(jì)算頂事件發(fā)生的概率。.結(jié)構(gòu)重要度分析結(jié)構(gòu)重要度分析結(jié)構(gòu)重要度分析基本概念基本概念分析方法分析方法基本事件的結(jié)構(gòu)重要基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)度系數(shù)利用最小割集或最小利用最小割集或最小徑集進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度徑集進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度排序排序簡易算法簡易算法利用最小割集確定利用最小割集確定基本事件結(jié)構(gòu)重要基本事件結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)的幾個(gè)近似度系數(shù)的幾個(gè)近似計(jì)算公式計(jì)算公式.結(jié)構(gòu)重要度分析 1結(jié)構(gòu)重要度分析，是從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要程度，即在不考慮各基本事件的發(fā)生概率，來分析各基本事件的發(fā)生對(duì)頂事件所產(chǎn)生

8、的影響程度。 2結(jié)構(gòu)重要度分析，是從事故樹結(jié)構(gòu)分析各基本事件的重要度，在假定各基本事件的發(fā)生概率都想等的情況下，來分析各基本事件的發(fā)生對(duì)頂事件所產(chǎn)生的影響程度。 3表示符號(hào)： ( )Ii.基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)(0 ,)0(1 ,)1,)(0 ,)1iiiiXXXX即 （1121111( )(1,)(0,)-22niijijnnjmI iXX （2 3）.利用最小割集或最小徑集進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度排序 1若最小割（徑）集中包含的基本事件數(shù)目相等，則累計(jì)出現(xiàn)次數(shù)多的基本事件，結(jié)構(gòu)重要度大，出現(xiàn)次數(shù)相等的結(jié)構(gòu)重要度相等。 2如單個(gè)事件即可構(gòu)成最小割（徑）集，則該基本事件結(jié)構(gòu)重要度最大。 3在同一最小割

9、（徑）集中出現(xiàn)且在其他最小割（徑）集中不再出現(xiàn)的基本事件，結(jié)構(gòu)重要度相同。 4若幾個(gè)基本事件在不同最小割（徑）集中重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)相等，則在少事件的割（徑）集中出現(xiàn)的事件結(jié)構(gòu)重要度大。.利用最小割集確定基本事件結(jié)構(gòu)重要系數(shù)的幾個(gè)近似計(jì)算公式11( )-ijxkjiNn近似計(jì)算式一： I （2 4）1)1( )-2jijnxki（近似計(jì)算式二： I （2 5）(1)1( ) 1(1)-2jjjnxki 近似計(jì)算式三： I （2 6）.實(shí)例 說明：該實(shí)例系來自百度文庫，在此引用僅為教學(xué)之用，不存在版權(quán)問題。其中加入讀者自己思考和批注，如有不足，還請(qǐng)不吝指出，謝謝!. .輪式起重吊車輪式起重吊車橋式起

10、重機(jī)橋式起重機(jī).（4040）分）分 輪式汽車起重吊車，在吊物時(shí)，吊裝物墜落傷人是一種經(jīng)輪式汽車起重吊車，在吊物時(shí)，吊裝物墜落傷人是一種經(jīng)常發(fā)生的起重傷人事故，常發(fā)生的起重傷人事故，是造成吊裝物墜落的是造成吊裝物墜落的主要原因，吊裝物墜落與主要原因，吊裝物墜落與和和有直接關(guān)系。鋼絲繩斷脫的主要原因是有直接關(guān)系。鋼絲繩斷脫的主要原因是，鋼絲繩強(qiáng)度下降是由于鋼絲繩質(zhì)量，鋼絲繩強(qiáng)度下降是由于鋼絲繩質(zhì)量不良、鋼絲繩腐蝕斷股和變形，而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩強(qiáng)度下降不良、鋼絲繩腐蝕斷股和變形，而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩強(qiáng)度下降主要原因是日常檢查不夠和未定期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行檢測；吊鉤沖主要原因是日常檢查不夠和未定期對(duì)鋼絲繩進(jìn)行

11、檢測；吊鉤沖頂是由于頂是由于造成的；吊裝物超載造成的；吊裝物超載則是由于則是由于造成的。請(qǐng)用故障樹分造成的。請(qǐng)用故障樹分析法對(duì)該案例進(jìn)行分析，做出故障樹，求出最小割集和最小徑析法對(duì)該案例進(jìn)行分析，做出故障樹，求出最小割集和最小徑集。假如集。假如每個(gè)基本事件都是獨(dú)立發(fā)生每個(gè)基本事件都是獨(dú)立發(fā)生的，且發(fā)生概率均為的，且發(fā)生概率均為0.10.1，即即q q1 1q q2 2q q3 3qqn n0.10.1，試求鋼絲繩裂事故發(fā)生的概率。試求鋼絲繩裂事故發(fā)生的概率。H批注：起重機(jī)吊鉤沖頂是指吊鉤上升越過限位撞到吊臂批注：起重機(jī)吊鉤沖頂是指吊鉤上升越過限位撞到吊臂滑輪組上，原因有兩個(gè)：滑輪組上，原因有兩

12、個(gè)：1.起升終點(diǎn)限位開關(guān)失效，起升終點(diǎn)限位開關(guān)失效，2.起起升零檔剎車失效，其中一個(gè)原因都會(huì)造成沖頂。升零檔剎車失效，其中一個(gè)原因都會(huì)造成沖頂。 .吊裝物吊裝物超重超重起重限起重限制器失制器失 靈靈X8X6X9.T=A1+A2+A3T=A1+A2+A3 =B1B2+X6X7+X8X9 =B1B2+X6X7+X8X9 =(X1+X2+X3)(X4+X5)+X6X7+X8X9 =(X1+X2+X3)(X4+X5)+X6X7+X8X9 = X1X4+X1X5+X2X4+X2X5+X3X4+X3X5+X6X7+X8X9 = X1X4+X1X5+X2X4+X2X5+X3X4+X3X5+X6X7+X8X9

13、 則最小割集有則最小割集有8 8個(gè)，即個(gè)，即K1=K1=X1X1，X4X4；K2=K2=X1X1，X5X5；K3=K3=X2X2，X4X4；K4=K4=X2X2，X5X5； K5=K5=X3X3，X4X4；K6=K6=X3X3，X5X5；K7=K7=X6X6，X7X7；K8=K8=X8X8，X9X9。 .T=A1A2A3T=A1A2A3= =（B1+B2)B1+B2)（X6X6+ +X7X7）（）（X8+X9)X8+X9)= =（X1X2X3+X4X5)X1X2X3+X4X5)（X6X6+ +X7X7) )（X8+X9)X8+X9)= = （X1X2X3X1X2X3X6X6+X1X2X3+X1

14、X2X3X7X7+X4X5 +X4X5 X6X6+X4X5+X4X5X7X7) )（X8+X9)X8+X9) X1X2X3X6X8+X1X2X3X6X9X1X2X3X6X8+X1X2X3X6X9+X1X2X3X7X8+ X1X2X3X7X9+X1X2X3X7X8+ X1X2X3X7X9+X4X5X6X8+X4X5X6X9+X4X5X6X8+X4X5X6X9+X4X5X7X8+ X4X5X7X9+X4X5X7X8+ X4X5X7X9H批注：注意與最小割集計(jì)算方法的批注：注意與最小割集計(jì)算方法的區(qū)別區(qū)別.P1=P1=X1X1，X2X2，X3X3，X6X6，X8X8；P2=P2=X1X1，X2X2，

15、X3X3，X6X6，X9X9；P3=P3=X1X1，X2X2，X3X3，X7X7，X8X8；P4=P4=X1X1，X2X2，X3X3，X7X7，X9X9；P5=P5=X4X4，X5X5，X6X6，X8X8；P6=P6=X4X4，X5X5，X6X6，X9X9；P7=P7=X4X4，X5X5，X7X7，X8X8；P8=P8=X4X4，X5X5，X7X7，X9X9；. 根據(jù)最小割集計(jì)算頂上事件的概率根據(jù)最小割集計(jì)算頂上事件的概率 g g1 1(1(1qk1)(1qk1)(1qk2)(1qk2)(1qk3)(1qk3)(1qk4)(1qk4)(1qk5) (1qk5) (1qk6)(1qk6)(1qk7)(1qk7)(1qk8qk8） 1 1(1(1q1q4)(1q1q4)(1q1q5)(1q1q5)(1q2q4)(1q2q4)(1q2q5)(1q2q5)(1q3q4)(1q3q4)(1q3q5)(1q3q5)(1q6q7)(1q6q7)(1q8q9)q8q9) 由于由于q1q1q2q2q3q3q4q4q