安全系统工程借给你一双看清世界的眼睛!.ppt

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1、安全系统工程,借给你一双看清世界的眼睛!,Today is new day,We will have a good day!,在第一次给大家讲课时，我提到在安全系统工程这本书中，重点部分是在第二章和第四章，即“系统安全分析”和“系统安全评价”今天我将和大家一起分享第二章的内容：,系统安全分析,第二章 系统安全分析,系统安全分析,系统安全分析概述,安全检查表,预先危险性分析,故障类型、影响和危险度分析,危险可操作性研究,事件树分析,事故树分析,系统可靠性分析,第七节 事故树分析,一、FTA的基本程序 二、事故树的构成 三、事故树的编制规则 四、事故树定性分析 五、事故树定量分析,下面请随我一起走

2、进一个由美妙符号和神奇运算式组成的世界吧!,事故树分析,1.事故树分析（Fault Tree Analysis,简称FTA）也称故障树分析。2.它从一个可能的事故（顶事件）开始，自上而下、一层一层地寻找顶事件的直接原因事件和间接原因事件，直到基本原因事件（基本事件），并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。3.事故树分析是一种演绎分析方法，即从结果分析原因的方法。,事故树的构成,1.事件及事件符号 事故事件：在事故树分析中各种非正常状态或不正常情况皆称事故事件。成功事件：各种完好状态或正常情况皆称成功事件。两者均简称为事件事故树中的每一个节点都表示是一个事件。,结果事件,基本事件,特殊事件

3、,顶 事 件,中间事件,基本原因事件,省 略 事 件,开关事件,条件事件,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。,与门,或门,非门,基本门,特殊门,3.转移符号,作用：表示部分事故树的转入和转出。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，为了简化整个树图，便可用转出符号。,转出符号,转入符号,事故树定性分析,1.事故树的数学描述2.最小割集3.最小径集4.最小割集和最小径集在事故树分析中的作用5.结构重要度分析,事故树的数学描述,布尔代数运算法则,事故树的结构函数,三种基本运算,几种运算法则,结构函数简述,函数表达式,注意,布尔代数的变量只有0和1两种取

4、值，它所代表的是某个事件存在与否或真与假的一种状态，而并不表示变量在数量上的差别。,认识三种基本运算,1.“或”运算，运算符号：+，U，即“+”=“U”2.“与”运算，运算符号：，即“”=“”3.“非”运算，运算形式：,举例对运算法则谈谈自己的理解：,ex:德摩根定律：等效的运算符 再结合集合中的韦恩图就能够很好的理解了。需要注意的是，我么这里的A、B是代表的不同的两个事件。,结构函数简述：结构函数就是用来描述系统状态的函数。,函数表达式：假定一个事故树系统由n个基本事件组成，可定义事件状态函数,其中 为第i个事件的状态变量。1 表示事件i发生（1，2，n）0 表示事件i不发生（1，2，n）顶

5、事件的状态就取决于各基本事件的状态，即y是X的函数：,或 称为事故树的结构函数 y=1表示顶事件发生；y=0表示顶事件不发生。,最小割集,最小割集的概念,最小割集的求法,布尔代数化简法,行列法（福塞尔法）,最小割集的概念,割集：是指由事故树某些基本事件构成的集合，且当集合中的事件都发生时，顶事件必然发生。最小割集：是指如果某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集，则称该割集为最小割集。,最小割集的求法,关于最小割集的求法，请大家翻到教材4344页，认真看一下例题。,最小径集,最小径集的概念,最小径集的求法,“三换”,或门换成与门,与门换成或门,各类事件发生换成不发生,最小割集和最小径集在事故

6、树分析中的作用,最小割集在事故树分析中的作用1.表示系统的危险性；2.表示顶事件发生的原因组合；3.为降低系统的危险性提出控制方向和预防措施；4.判定事故树中基本事件的结构重要度和方便地计算顶事件发生的概率。,最小径集在事故树分析中的作用,1.表示系统的安全性；2.依据最小径集可选取确保系统安全的最佳方案；3.判定事故树中最基本事件的结构重要度和计算顶事件发生的概率。,结构重要度分析,结构重要度分析,基本概念,分析方法,基本事件的结构重要度系数,利用最小割集或最小径集进行结构重要度排序,简易算法,利用最小割集确定基本事件结构重要度系数的几个近似计算公式,结构重要度分析,1结构重要度分析，是从事

7、故树结构上分析各基本事件的重要程度，即在不考虑各基本事件的发生概率，来分析各基本事件的发生对顶事件所产生的影响程度。2结构重要度分析，是从事故树结构分析各基本事件的重要度，在假定各基本事件的发生概率都想等的情况下，来分析各基本事件的发生对顶事件所产生的影响程度。3表示符号：,基本事件的结构重要度系数,利用最小割集或最小径集进行结构重要度排序,1若最小割（径）集中包含的基本事件数目相等，则累计出现次数多的基本事件，结构重要度大，出现次数相等的结构重要度相等。2如单个事件即可构成最小割（径）集，则该基本事件结构重要度最大。3在同一最小割（径）集中出现且在其他最小割（径）集中不再出现的基本事件，结构

8、重要度相同。4若几个基本事件在不同最小割（径）集中重复出现的次数相等，则在少事件的割（径）集中出现的事件结构重要度大。,利用最小割集确定基本事件结构重要系数的几个近似计算公式,实例,说明：该实例系来自百度文库，在此引用仅为教学之用，不存在版权问题。其中加入读者自己思考和批注，如有不足，还请不吝指出，谢谢!,起重机钢丝绳断裂事故树,轮式起重吊车,桥式起重机,案例分析题：（40）分 轮式汽车起重吊车，在吊物时，吊装物坠落伤人是一种经常发生的起重伤人事故，起重钢丝绳断裂是造成吊装物坠落的主要原因，吊装物坠落与钢丝绳断脱、吊钩冲顶和吊装物超载有直接关系。钢丝绳断脱的主要原因是钢丝绳强度下降和未及时发现

9、钢丝绳强度下降，钢丝绳强度下降是由于钢丝绳质量不良、钢丝绳腐蚀断股和变形，而未及时发现钢丝绳强度下降主要原因是日常检查不够和未定期对钢丝绳进行检测；吊钩冲顶是由于吊装工操作失误和未安装限速器造成的；吊装物超载则是由于吊装物超重和起重限制器失灵造成的。请用故障树分析法对该案例进行分析，做出故障树，求出最小割集和最小径集。假如每个基本事件都是独立发生的，且发生概率均为0.1，即q1q2q3qn0.1，试求钢丝绳裂事故发生的概率。,H批注：起重机吊钩冲顶是指吊钩上升越过限位撞到吊臂滑轮组上，原因有两个：1.起升终点限位开关失效，2.起升零档刹车失效，其中一个原因都会造成冲顶。,吊装物坠落伤人T,+,

10、钢丝绳断脱,吊勾冲顶,吊装物超载,钢丝绳强度下降,钢丝绳强度下降未及时发现,+,+,钢丝绳腐蚀断 股,钢丝绳变形,日常检查不够,未定期检测,X1,X2,X3,X4,吊工操作失误,未安装限速器,吊装物超重,起重限制器失 灵,X7,X8,A1,A3,A2,B1,B2,X5,X6,钢丝绳质量不 良,X9,最小割集计算：T=A1+A2+A3=B1B2+X6X7+X8X9=(X1+X2+X3)(X4+X5)+X6X7+X8X9=X1X4+X1X5+X2X4+X2X5+X3X4+X3X5+X6X7+X8X9 则最小割集有8个，即K1=X1，X4；K2=X1，X5；K3=X2，X4；K4=X2，X5；K5=

11、X3，X4；K6=X3，X5；K7=X6，X7；K8=X8，X9。,最小径集计算：T=A1A2A3=（B1+B2)（X6+X7）（X8+X9)=（X1X2X3+X4X5)（X6+X7)（X8+X9)=（X1X2X3X6+X1X2X3X7+X4X5 X6+X4X5X7)（X8+X9)X1X2X3X6X8+X1X2X3X6X9+X1X2X3X7X8+X1X2X3X7X9+X4X5X6X8+X4X5X6X9+X4X5X7X8+X4X5X7X9,H批注：注意与最小割集计算方法的区别,则故障树的最小径集为8个，即P1=X1，X2，X3，X6，X8；P2=X1，X2，X3，X6，X9；P3=X1，X2，X

12、3，X7，X8；P4=X1，X2，X3，X7，X9；P5=X4，X5，X6，X8；P6=X4，X5，X6，X9；P7=X4，X5，X7，X8；P8=X4，X5，X7，X9；,起重钢丝绳断裂事故发生概率计算：根据最小割集计算顶上事件的概率 g1(1qk1)(1qk2)(1qk3)(1qk4)(1qk5)(1qk6)(1qk7)(1qk8）1(1q1q4)(1q1q5)(1q2q4)(1q2q5)(1q3q4)(1q3q5)(1q6q7)(1q8q9)由于q1q2q3q4q5q6q7q8q90.1 G1(10.10.1)(10.10.1)(10.10.1)(10.10.1)(10.10.1)(10.10.1)(10.10.1)(10.10.1）1（10.10.1）8 10.998 0.07726,Thank you!,