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事故树分析法(Accident Tree Analysis,简称ATA),是安全系统工程中常用的一种演绎推理分析方法,它将系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示,通过对事故树的定性与定量分析,找出事故发生的主要原因,为确定安全对策提供可靠依据,以达到预测与预防事故发生的目的。
一、事故树分析基础
1、基本符号及意义
事故树是由各种符号和其连接的逻辑门组成的。这些符号有事件符号、逻辑门符号、转移符号三种类型。
2、各种符号及意义汇总如下:
转出符号 表示这部分树由该处转移到其他处,由该处转入(在三角形内标出向何处转移)
3、布尔代数规则
(1)交换律X.Y=Y.X X+Y =Y+X
(2)结合律X+(Y+Z)=(X+Y)+Z X.(Y .Z)=(X .Y).Z
(3)分配律X.(Y+Z)=X.Y+X.Z X+(Y.Z)=(X+Y).(X+Z)
(4)吸收律X.(X+Y)=X X+(X.Y)=X
(5)互补律X+X =Ω=1 X.X =φ(φ表示空集)
(6)幂等律X.X=X X+X=X
(7)狄.摩根定律(X.Y)' =X' +Y'(X+Y)' =X'.Y'
(8)对合律(X')' =X
(9)重叠律X+X' Y=X+Y=Y+Y 'X
4、概念术语
1)、最小割集
在事故树中,我们把引起顶事件发生的基本事件的集合称为割集。能够引起顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合叫做最小割集。
2)、最小径集
在事故树中,只要某些基本事件不发生顶事件就不会发生。这些不发生的基本事件的集合称为径集,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。
二、事故树分析的程序
1、熟悉系统。
2、调查事故。
3、确定顶上事件。分析系统发生事故的损失和频率大小,从中找出后果严重,且较容易发生的事故,作为分析的顶上事件。
4、确定目标。根据以往的事故记录和同类系统的事故资料,进行统计分析,求出事故发生的概率(或频率),然后根据这一事故的严重程度,确定我们要控制的事故发生概率的目标值。
5、调查原因事件。调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。
6、画出事故树。根据上述资料,从顶上事件起进行演绎分析,一级一级地找出所有直接原因事件,直到所要分析的深度,按照其逻辑关系,画出事故树。
7、定性分析。根据事故树结构进行化简,求出最小割集和最小径集,确定各基本事件的结构重要度排序。
8、计算顶上事件发生概率。
9、进行比较。要根据可维修系统和不可维修系统分别考虑。对可维修系统,把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较,如果二者不符,则必须重新研究,看原因事件是否齐全,事故树逻辑关系是否清楚,基本原因事件的数值是否設定得过高或过低等等。对不可维修系统,求出顶上事件发生概率即可。
10、定量分析。
事故树分析方法原则上是这10个步骤。但在具体分析时,可以根据分析的目的、投入人力物力的多少、人的分析能力的高低、以及对基础数据的掌握程度等,分别进行到不同步骤。如果事故树规模很大,也可以借助电子计算机进行分析。
三、举例说明
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,而钢丝绳断裂是吊装物坠落伤人的主要原因,我们可以选择起重钢丝绳断裂作为事故树顶上事件,编制出如下图所示的事故树。
一、事故树分析基础
1、基本符号及意义
事故树是由各种符号和其连接的逻辑门组成的。这些符号有事件符号、逻辑门符号、转移符号三种类型。
2、各种符号及意义汇总如下:
转出符号 表示这部分树由该处转移到其他处,由该处转入(在三角形内标出向何处转移)
3、布尔代数规则
(1)交换律X.Y=Y.X X+Y =Y+X
(2)结合律X+(Y+Z)=(X+Y)+Z X.(Y .Z)=(X .Y).Z
(3)分配律X.(Y+Z)=X.Y+X.Z X+(Y.Z)=(X+Y).(X+Z)
(4)吸收律X.(X+Y)=X X+(X.Y)=X
(5)互补律X+X =Ω=1 X.X =φ(φ表示空集)
(6)幂等律X.X=X X+X=X
(7)狄.摩根定律(X.Y)' =X' +Y'(X+Y)' =X'.Y'
(8)对合律(X')' =X
(9)重叠律X+X' Y=X+Y=Y+Y 'X
4、概念术语
1)、最小割集
在事故树中,我们把引起顶事件发生的基本事件的集合称为割集。能够引起顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合叫做最小割集。
2)、最小径集
在事故树中,只要某些基本事件不发生顶事件就不会发生。这些不发生的基本事件的集合称为径集,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。
二、事故树分析的程序
1、熟悉系统。
2、调查事故。
3、确定顶上事件。分析系统发生事故的损失和频率大小,从中找出后果严重,且较容易发生的事故,作为分析的顶上事件。
4、确定目标。根据以往的事故记录和同类系统的事故资料,进行统计分析,求出事故发生的概率(或频率),然后根据这一事故的严重程度,确定我们要控制的事故发生概率的目标值。
5、调查原因事件。调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。
6、画出事故树。根据上述资料,从顶上事件起进行演绎分析,一级一级地找出所有直接原因事件,直到所要分析的深度,按照其逻辑关系,画出事故树。
7、定性分析。根据事故树结构进行化简,求出最小割集和最小径集,确定各基本事件的结构重要度排序。
8、计算顶上事件发生概率。
9、进行比较。要根据可维修系统和不可维修系统分别考虑。对可维修系统,把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较,如果二者不符,则必须重新研究,看原因事件是否齐全,事故树逻辑关系是否清楚,基本原因事件的数值是否設定得过高或过低等等。对不可维修系统,求出顶上事件发生概率即可。
10、定量分析。
事故树分析方法原则上是这10个步骤。但在具体分析时,可以根据分析的目的、投入人力物力的多少、人的分析能力的高低、以及对基础数据的掌握程度等,分别进行到不同步骤。如果事故树规模很大,也可以借助电子计算机进行分析。
三、举例说明
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,而钢丝绳断裂是吊装物坠落伤人的主要原因,我们可以选择起重钢丝绳断裂作为事故树顶上事件,编制出如下图所示的事故树。