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,事件树分析 Event Tree Analysis,景国勋 教授/博导,事件树分析(Event Tree Analysis,ETA),1.事件树分析法的概述2.事件树的构建及定量分析3.事件树的应用举例,事件树基本概念 事件树分析原理事件树分析方法的功用,事件树分析程序事件树构建事件树定量分析,An accidental event is defined as the first significant deviation from a normal situation that may lead to unwanted consequencesAn accidental event may lead to many different consequences.The potential consequences may be illustrated by a consequence spectrum,第一节 概述,事件树的基本概念事件树分析(ETA,Event Tree Analysis)是安全系统工程中的重要分析方法之一，是从给定的一个初始事件的事故原因开始，按时间的进程采用追踪方法，对构成系统的各要素(事件)的状态(成功与失败)逐项进行二者择一逻辑分析，分析事件向前发展中各个环节成功与失败的过程和结果。从而定性与定量评价系统的安全性,并由此获得正确的决策。,Event Tree Analysis(ETA),Event tree analysis is based on binary logic,in which an event either has or has not happened or a component has or has not failed.It is valuable in analysing the consequences arising from a failure or undesired event.An event tree begins with an initiating event,第一节 概述,2.ETA的分析原理事件树分析的理论基础是系统工程决策论，是由决策树演化而来的,最初是用于可靠性分析。它的原理是每个系统都是由若干个元件组成的，每一个元件对规定的功能都存在具有和不具有两种可能。元件具有其规定的功能,表明正常(成功)，其状态值为1；不具有规定功能，表明失效(失败)，其状态值为0。按照系统的构成顺序,从初始元件开始,由左向右分析各元件成功与失败两种可能，直到最后一个元件为止。分析的过程用图形表示出来,就得到近似水平的树形图。通过事件树分析，可以把事故发生发展的过程直观地展现出来，如果在事件(隐患)发展的不同阶段采取恰当措施阻断其向前发展，就可达到预防事故的目的。,An event tree is a visual representation of all the events which can occur in a system.As the number of events increases,the picture fans out like the branches of a tree.Event trees can be used to analyze systems in which all components are continuously operating,or for systems in which some or all of the components are in standby mode those that involve sequential operational logic and switching.The starting point(referred to as the initiating event)disrupts normal system operation.The event tree displays the sequences of events involving success and/or failure of the system components.,第一节 概述,第一节 概述,事件树分析是一个动态分析过程，因此，通过事件树分析可以看出系统变化过程，查明系统中各个构成要素对导致事故发生的作用极其相互关系，从而判别事故发生的可能途径极其危害性。由于事件树分析时，在事件树上只有两种可能状态，成功或失败，而不考虑某一局部或具体的故障情节，因此可以快速推断和找出系统事故，并能指出避免发生事故的途径，便于改进系统的安全状况。,3.事件树分析的功用,根据系统中各个要素的故障概率，可以概略的计算出不希望事件发生的概率。找出最严重的事故后果，为事故树确定顶上事件提供依据。该法可以对已发生的事故进行原因分析。,第一节 概述,第一节 概述,第二节 事件树构建与定量分析,1。事件树分析程序,(1)确定系统，寻找可能导致系统严重后果的初始事件（顶上事件）。初始事件是事 件树中在一定条件下造成事故后果的最初原因事件。它可以是系统故障、设备失效、人员误操作或工艺过程异常等。一般是选择分析人员最感兴趣的异常事件作为初始事件。,(2)分析系统的组成要素并进行功能分解。找出与初始事件有关的环节事件。所谓环节事件就是出现在初始事件后一系列可能造成事故后果的其他原因事件。(3)分析各要素的因果关系极其成功失败的两种状态，逐一列举由此引起的事件并回答下列问题。1、在何种条件下此事件会引起其它是件，2、在何种不同的条件下会引起不同的其他事件。这些事件影响到那些事件。,第二节 事件树构建与定量分析,第二节 事件树构建与定量分析,(4)构造事件树。根据因果关系及状态，从初始时间开始由左向右展开。把初始事件写在最左边,各种环节事件按顺序写在右面；从初始事件画一条水平线到第一个环节事件,在水平线未端画一垂直线段,垂直线段上端表示成功,下端表示失败;再从垂直线两端分别向右画水平线到下个环节事件,同样用垂直线段表示成功和失败两种状态;依次类推,直到最后一个环节事件为止。如果某一个环节事件不需要往下分析,则水平线延伸下去,不发生分支,如此便得到事件树。,(5)说明分析结果。在事件树最后面写明由初始事件引起的各种事故结果或后果。为清楚起见,对事件树的初始时间和各环节事件用不同字母加以标记。(6)进行事件树简化。(7)进行定量计算,第二节 事件树构建与定量分析,树与事件树形状的区别,树的形状,事件树的形状,第二节 事件树构建与定量分析,1.事件树构建串联的物料输送系统为例,第二节 事件树构建与定量分析,2.事件树构建并联的物料输送系统为例,阀门B,An event tree begins with an initiating event,such as a component failure,increase in temperature/pressure or a release of a hazardous substance.The consequences of the event are followed through a series of possible paths.Each path is assigned a probability of occurrence and the probability of the various possible outcomes can be calculated.In the following example fire protection is provided by a sprinkler system.A detector will either detect the rise in temperature or it will not.If the detector succeeds the control box will either work correctly or it will not-and so on.There is only one branch in the tree that indicates that all the subsystems have succeeded:,第二节 事件树构建与定量分析,2.事件树简化串联系统 失败率极低的的系统可以不列入事件树中,当系统已经失败从物理效果看在其后继的各系统不可能减缓后果时，或其后继系统已由于前置系统的失败而同时失败，则以后的系统不在分支。,事件树定性分析,事件树定性分析在绘制事件树的过程中就已进行，绘制事件树必须根据事件的客观条件和事件的特征作出符合科学性的逻辑推理，用与事件有关的技术知识确认事件可能状态，所以在绘制事件树的过程中就已对每一发展过程和事件发展的途径作了可能性的分析。事件树画好之后的工作，就是找出发生事故的途径和类型以及预防事故的对策。,事件树定性分析,找出事故连锁 事件树的各分枝代表初始事件一旦发生其可能的发展途径。其中，最终导致事故的途径即为事故连锁。一般地，导致系统事故的途径有很多，即有许多事故连锁。事故连锁中包含的初始事件和安全功能故障的后续事件之间具有“逻辑与”的关系，显然，事故连锁越多，系统越危险；事故连锁中事件树越少，系统越危险。,事件树定性分析,找出预防事故的途径事件树中最终达到安全的途径指导我们如何采取措施预防事故。在达到安全的途径中，发挥安全功能的事件构成事件树的成功连锁。如果能保证这些安全功能发挥作用，则可以防止事故。一般地，事件树中包含的成功连锁可能有多个，即可以通过若干途径来防止事故发生。显然，成功连锁越多，系统越安全，成功连锁中事件树越少，系统越安全。由于事件树反映了事件之间的时间顺序，所以应该尽可能地从最先发挥功能的安全功能着手。,事件树定量分析,事件树定量分析是指根据每一事件的发生概率，计算各种途径的事故发生概率，比较各个途径概率值的大小，作出事故发生可能性序列，确定最易发生事故的途径。一般地，当各事件之间相互统计独立时，其定量分析比较简单。当事件之间相互统计不独立时（如共同原因故障，顺序运行等），则定量分析变得非常复杂。这里仅讨论前一种情况。1.各发展途径的概率各发展途径的概率等于自初始事件开始的各事件发生概率的乘积。,2.事故发生概率,事件树定量分析中，事故发生概率等于导致事故的各发展途径的概率和。定量分析要有事件概率数据作为计算的依据，而且事件过程的状态又是多种多样的，一般都因缺少概率数据而不能实现定量分析。,事件树定量分析,事件树定量分析,3.事故预防事件树分析把事故的发生发展过程表述得清楚而有条理，对设计事故预防方案，制定事故预防措施提供了有力的依据。从事件树上可以看出，最后的事故是一系列危害和危险的发展结果，如果中断这种发展过程就可以避免事故发生。因此，在事故发展过程的各阶段，应采取各种可能措施，控制事件的可能性状态，减少危害状态出现概率，增大安全状态出现概率，把事件发展过程引向安全的发展途径。采取在事件不同发展阶段阻截事件向危险状态转化的措施，最好在事件发展前期过程实现，从而产生阻截多种事故发生的效果。但有时因为技术经济等原因无法控制，这时就要在事件发展后期过程采取控制措施。显然，要在各条事件发展途径上都采取措施才行。,第二节 事件树构建与定量分析,2.事件树简化串联的物料输送系统,系统状态 元件状态,（111）,（110）,（10）,（0）,第二节 事件树构建与定量计算,系统状态 元件状态,阀门B,成功（1）,失败（0）,自动信号,泵A,成功（1）,失败（0）,成功（1）,失败（0）,阀门C,成功,成功,失败,失败,（11）,（101）,（100）,（0）,第二节 事件树构建与定量计算,3.事件树分析的定量计算ETA的定量计算就是计算每个分支发生的概率。为了计算这些分支的概率，首先要确定每个因素的概率。如果各个因素的可靠度已知，根据事件树就可以求得系统的可靠度。,有一泵和两个串联阀门组成的物料输送系统（如图所示）。物料沿箭头方向顺序经过泵A、阀门B和阀门C，泵启动后的物料输送系统的事件树如图72所示。设泵A、阀门B和阀门C的可靠度分别为0.95、0.9、0.9，则系统成功的概率为0.7695，系统失败的概率为0.2305。,第三节 应用举例,第三节 应用举例,第三节 应用举例,2.火灾事故过程中的事件树分析,火车上有易燃品引起火灾事故的事件树分析 在铁路旅客运输中是严禁旅客携带易燃品上车的，以确保旅客运输安全。但有的旅客违反规定携带易燃品，进站时未查出，将其带上火车，这就可能引起火灾事故，造成人员伤亡和财物损失；但处理得当，也可以避免火灾事故的发生。具体分析如下图所示：,机动车辆行驶在无人看守的平交道口，发动机突然熄火，车辆正停留在轨道上。这一事件可 能导致的事故用事件树分析如下图所示:,先来看看倒霉熊是怎么处理该事件的,坠入煤仓事件树,某矿一工人在煤仓上口附近工作，不慎坠入煤仓窒息死亡。分析这一事故，如果煤仓口装设安全栅栏并且安全栅栏完好的话，不会发生坠仓事故；如果未装安全栅栏或栅栏损坏，但工人看见煤仓，亦无危险；否则，虽未看见煤仓，但未走到仓口，亦可侥幸不发生事故；若走到仓口，则坠人煤仓。此时，只能看仓内状况如何，可能会摔死、摔伤或窒息死亡。作出该事故的事件树，如下图所示。从该事件树中，可以明显地看出可能发生的各种事故以及避免事故的途径。,作业,1、事件树分析方法的含义2、如何构建事件树3、一反应炉夹套的冷却系统；当正常冷却水系统突然断水（管道损坏）而造成系统失水，这时失水信号检测器D探得失水信号，将启动备用水泵P1和P2，如果两台备用泵均启动成功则系统成功，若只有一台成功，则系统50部分成功，两台均停则系统失败。若所有元件成功的概率为0.99。试建造事件树，并计算每个系统输出的概率,