1.事故樹分析(Fault Tree Analysis FTA)

　　A.事故樹基本知識(shí)

　　事故樹分析是系統(tǒng)安全分析中最重要的定量分析方法之一。該方

　　法由美國貝爾電話實(shí)驗(yàn)室的H. A. Watson(維森)提出，最先用于民

　　兵式導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)的可靠性分析，之后被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。

　　事故樹是一種表示導(dǎo)致事故的各種原因之間的因果和邏輯關(guān)系圖，其分析可以是定性的，也可以是定量的。其理論基礎(chǔ)是布爾代數(shù)，它不但可以給我們提供解決問題的方法，更可給我們提供一條解決系統(tǒng)安全問題的思路。

　　布爾代數(shù)基本運(yùn)算律

　　定義：由元素a, b, …組成的集合稱為一個(gè)布爾代數(shù)。它具有如

　　下基本運(yùn)算規(guī)律。

　　割集指事故樹中某些基本事件的集合，當(dāng)這些事件均發(fā)生時(shí)，頂

　　上事件必然發(fā)生。

　　最小割集即某一割集中任意去掉一個(gè)基本事件時(shí)，該集合就不是

　　割集了。值得注意的是，從事故樹可以通過改變可以轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒�樹，如果將事故的補(bǔ)事件—成功事件作為頂上事件，采取以下措施，則可將一事故樹轉(zhuǎn)化為成功樹。

　　(1) 以補(bǔ)事件代替原事件;

　　(2) 將與門換成或門，將或門換成與門。這樣做不但可以直觀反映系統(tǒng)“安全”的邏輯關(guān)系，有時(shí)在事故樹過于復(fù)雜時(shí)，成功樹還可能比較簡(jiǎn)單，便于分析。

　　徑集指事故樹中某些基本事件的集合，這些事件均不發(fā)生時(shí)，頂上事

　　件必然不發(fā)生。如果某徑集中任意去掉一個(gè)基本事件，它就不再是徑

　　集了，稱其為最小徑集。

　　求取事故樹的最小徑集步驟：

　　(1) 將事故樹首先變?yōu)槌晒��?

　　(2) 求成功樹的最小割集;

　　(3) 成功樹最小割集的各基本事件求補(bǔ)，即得到事故樹的最小徑集。

　　最小割集反映了系統(tǒng)危險(xiǎn)的程度，一般認(rèn)為，事故樹最小割集越多，

　　系統(tǒng)越危險(xiǎn)。

　　最小徑集反映了系統(tǒng)的“安全”程度，一般認(rèn)為，事故樹最小徑集

　　越多，系統(tǒng)越安全。

　　B.事故樹定量分析

　　(1) 基本事件發(fā)生概率

　　獲取基本事件發(fā)生概率是事故樹定量分析的基礎(chǔ)，它可通過事

　　故統(tǒng)計(jì)或?qū)嶒?yàn)觀測(cè)得到。例如機(jī)械杠桿的故障率是10-6~10-9，繼電

　　器的故障發(fā)生率是10-4~10-7 等。

　　(2)頂上事件發(fā)生概率

　　利用最小割集計(jì)算頂上事件發(fā)生概率;

　　利用最小徑集計(jì)算頂上事件發(fā)生概率。

　　(3)結(jié)構(gòu)重要度分析

　　(4)概率重要度分析

　　結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹的結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要程

　　度。如果進(jìn)一步考慮各基本事件發(fā)生概率的變化會(huì)給頂上事件發(fā)生概

　　率以多大影響，就要分析基本事件的概率重要度。

　　利用頂上事件發(fā)生概率g 函數(shù)是一個(gè)多重線性函數(shù)這一性質(zhì)，只

　　要對(duì)自變量qi 求一次偏導(dǎo)，就可得到該基本事件的概率重要系數(shù)，即：

　　當(dāng)利用上式求出各基本事件的概率重要系數(shù)后，就可以了解：諸

　　多基本事件，減少哪個(gè)基本事件的發(fā)生概率可以有效地降低頂上事件

　　的發(fā)生概率。

　　(5) 臨界重要度

　　一般情況下，減少概率大的基本事件的概率要比減少率的容易，

　　而概率重要系數(shù)并為反映這一事實(shí)。因而，它不是從本質(zhì)上反映各基

　　本事件在事故樹中的重要程度。而臨界重要度系數(shù)CIg(i)則是從敏感度和自身發(fā)生概率的雙重角度衡量各基本事件的重要度標(biāo)準(zhǔn)，其定義為：

　　通過偏導(dǎo)數(shù)的公式變幻，可以得到它與概率重要系數(shù)的關(guān)系：

　　2.火災(zāi)爆炸指數(shù)法

　　道化學(xué)公司首先提出的火災(zāi)與爆炸危險(xiǎn)指數(shù)F&EI 被化學(xué)工業(yè)

　　界公認(rèn)為是最主要的危險(xiǎn)指數(shù);其最初的目的是作為選擇火災(zāi)預(yù)防方

　　法的指南，而經(jīng)過幾十年的應(yīng)用發(fā)展后，已成為一種能給出單一工藝

　　單元潛在火災(zāi)、爆炸損失相對(duì)值的綜合指數(shù)，從而可以對(duì)此單元進(jìn)行

　　相對(duì)分級(jí)的評(píng)價(jià)方法。Dow 化法自創(chuàng)立以來，已發(fā)表了7 版。

　　一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)(F1)

　　特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)(F2)

　　工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F3 = F1×F2

　　F&EI=F3×MF

　　工藝控制安全補(bǔ)償系統(tǒng)(C1)

　　物質(zhì)隔離安全補(bǔ)償系數(shù)(C2)

　　防火設(shè)施安全補(bǔ)償系數(shù)(C3)

　　安全措施補(bǔ)償系數(shù)C=C1×C2×C3

　　F&EI′= F3×MF×C

　　3.概率危險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)

　　概率風(fēng)險(xiǎn)分析方法是通過綜合分析單個(gè)元件(如管路、泵、閥門、壓力容器、控制裝置、操作人員等)的設(shè)計(jì)和操作性能來估計(jì)整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生事故概率。

　　在核工業(yè)中，概率法用來替代傳統(tǒng)的決定論方法評(píng)價(jià)工廠的安全性。

　　使用概率危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法便于設(shè)計(jì)冗余安全系統(tǒng)和高度防護(hù)裝置。概率

　　危險(xiǎn)評(píng)價(jià)通常由三個(gè)步驟組成：

　　(1) 辨識(shí)引發(fā)事件;

　　(2) 對(duì)已辨識(shí)事件發(fā)生的后果及概率建模;

　　(3) 對(duì)危險(xiǎn)性進(jìn)行量化分析。

　　概率危險(xiǎn)評(píng)價(jià)可進(jìn)行不同層次的分析。核工業(yè)中有三種概率危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法：一級(jí)評(píng)價(jià)僅考慮反應(yīng)堆芯熔化的概率;二級(jí)評(píng)價(jià)分析釋放到環(huán)境中的放射性物質(zhì)的濃度;三級(jí)評(píng)價(jià)分析事故產(chǎn)生的個(gè)體和群體危險(xiǎn)。后者常稱作綜合性或大規(guī)模危險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

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