《事故樹分析-結(jié)構(gòu)重要度分析》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《事故樹分析-結(jié)構(gòu)重要度分析(30頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、結(jié)構(gòu)重要度分析,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性程度,是事故樹定性分析的一部分。 結(jié)構(gòu)重要度分析可采用兩種方法,一種是求結(jié)構(gòu)重要系數(shù),以系數(shù)大小排列各基本事件的重要順序,是精確的計算方法;另一種是根據(jù)最小割集或最小徑集判斷結(jié)構(gòu)重要度順序,是近似判斷方法。,根據(jù)最小割集或最小徑集判斷結(jié)構(gòu)重要度順序 如上所述,求結(jié)構(gòu)重要系數(shù)的計算是相當(dāng)復(fù)雜和占用時間的,且隨著事故樹基本事件數(shù)目的增加,其判斷、計算量按指數(shù)規(guī)律增長。因此,當(dāng)事故樹的基本事件數(shù)目較多時,縱然用計算機進行計算,往往也是很難實現(xiàn)的。所以,應(yīng)研究結(jié)構(gòu)重要度的其它求取方法。 根據(jù)最小割集或最小徑集判斷結(jié)構(gòu)重要度順序,是進
2、行結(jié)構(gòu)重要度分析的簡化方法,具有足夠的精度,又不至于過分復(fù)雜。因此,本系統(tǒng)將其做為結(jié)構(gòu)重要度分析的近似方法。當(dāng)事故樹規(guī)模不大時(其基本事件不大于18個),用戶可分別選擇用精確計算(求結(jié)構(gòu)重要系數(shù))或近似計算(由最小割集或最小徑集判斷結(jié)構(gòu)重要度順序);當(dāng)事故樹規(guī)模較大(其基本事件大于18個)時,系統(tǒng)自動采用近似計算(由最小割集或最小徑集判斷結(jié)構(gòu)重要度順序)。,結(jié)構(gòu)重要度分析,1據(jù)最小割集求結(jié)構(gòu)重要度順序 事故樹的最小割集求出后,按如下原則判斷各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度順序: (1)單事件最小割集中的基本事件,其的結(jié)構(gòu)重要度最大。 (2)僅在同一最小割集中出現(xiàn)的所有基本事件,它們的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)相等。
3、(3)若兩個基本事件僅出現(xiàn)在基本事件個數(shù)相等的若干最小割集中,則在不同最小割集中出現(xiàn)次數(shù)相等的基本事件,其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)相等;出現(xiàn)次數(shù)多的,結(jié)構(gòu)重要系數(shù)大;出現(xiàn)次數(shù)少的,結(jié)構(gòu)重要系數(shù)小。,結(jié)構(gòu)重要度分析,(4)若兩個基本事件僅出現(xiàn)在基本事件個數(shù)不相等的若干最小割集中,則有如下兩種情況: 若它們重復(fù)在各最小割集中出現(xiàn)的次數(shù)相等,在少事件最小割集中出現(xiàn)的基本事件,其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)大; 在少事件最小割集中出現(xiàn)次數(shù)少的與多事件最小割集中出現(xiàn)次數(shù)多的基本事件,一般前者的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)大于后者。此時,可按如下近似判別式計算 (3-8) 式中 I(j)基本事件xj結(jié)構(gòu)重要系數(shù)的近似判別值; K
4、r第r個最小割集; Nj基本事件xj所在的最小割集包含的基本事件個數(shù)。,結(jié)構(gòu)重要度分析,,2據(jù)最小徑集求結(jié)構(gòu)重要度順序 事故樹的最小徑集求出后,即可按它判斷各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度順序。判斷原則與按最小割集判斷相同,也是上述4條,只是把其中的最小割集改為最小徑集,亦將(3-8)式中的Kr換成最小徑集Pr。,結(jié)構(gòu)重要度分析,一般的事故樹分析可用布爾代數(shù)化簡法化簡后進行計算。但對于一個大型復(fù)雜的事故樹,無論是編制事故樹,還是求最小割集、計算頂事件的發(fā)生概率,其工作量都非常巨大,即產(chǎn)生所謂“組合爆炸”問題。為了減少事故樹的計算量,能利用計算機順利進行事故樹分析,對于規(guī)模較大的事故樹常采用事故樹的模塊分
5、割和早期不交化方法進行化簡。 所謂模塊是至少包含兩個基本事件的集合,這些事件向上可以到達同一邏輯門(稱為模塊的輸出或模塊的頂點),且必須通過此門才能達到頂事件。模塊沒有來自其余部分的輸入,也沒有與其余部分重復(fù)的事件。 事故樹的模塊分割示例如下圖所示。 事故樹的模塊可以從整個事故樹中分割出來,單獨地計算最小割集和事故概率。這些模塊的最小割集是眾多基本事件最小割集的分組代表。在原事故樹中可用一個“準(zhǔn)基本事件”代替分割出來的模塊,“準(zhǔn)基本事件”的概率為這個模塊的概率。這樣經(jīng)過模塊分解后,其規(guī)模比原事故樹小,從而減少了計算量,提高了分析效率。,事故樹的模塊分割,,事故樹的模塊分割,簡而言之,模塊分割就
6、是將一復(fù)雜完整的事故樹分割成數(shù)個模塊和基本事件的組合,這些模塊中所含的基本事件不會在其他模塊中重復(fù)出現(xiàn),也不會在分割后剩余的基本事件中出現(xiàn)。若分離出的模塊仍然較復(fù)雜的話,則可對模塊重復(fù)上述模塊分割步驟。 一般他說,沒有重復(fù)事件的事故樹可以任意分解模塊以減少規(guī)模,簡化計算。當(dāng)存在重復(fù)事件時可采用分割頂點的方法,最有效的方法是進行事故樹的早期不交化。,事故樹的模塊分割,重復(fù)事件對于FTA有很大的破壞性,使模塊分割無能為力。但是,早期不交化恰恰有利于消除重復(fù)事件的影響。所以將布爾化簡、模塊分割、早期不交化相結(jié)合,在大多數(shù)情況下可以顯著減少FTA的組合爆炸。 所謂事故樹的早期不交化,就是對給定的任一事
7、故樹在求解之前先進行不交化,得到與原事故樹對應(yīng)的不交事故樹。不交事故樹反映在結(jié)構(gòu)上,就是對原事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)不交化,得到不交化的結(jié)構(gòu)函數(shù)式,這種分析方法稱為事故樹的早期不交化。 而常規(guī)途徑的事故樹分析方法是一種晚期不交化,晚期不交化是建立在事故樹的最小割集求解之后進行不交化,求解工作量很大,尤其是當(dāng)最小割集個數(shù)很多時,不僅手工難以完成,計算機運算也很困難。 兩種事故樹分析方法的比較如圖3一17所示。,事故樹的早期不交化,,事故樹的早期不交化,1不交事故樹的編制規(guī)則 不交事故樹的編制規(guī)則是:遇到原事故樹中的“與門”,其輸入、輸出均不變;遇到“或門”則對其輸入進行不交化。 不交化的規(guī)則,則是前述化
8、相交集合為不交集合的規(guī)則。 經(jīng)過不交化變換后得到的就是不交事故樹,或稱為不交型結(jié)構(gòu)函數(shù)。 2不交事故樹的性質(zhì)與特點 (課本第72頁) 需要注意的是:采用不交事故樹,并非真的畫出不交事故樹,只是將其中的布爾和變成不交布爾積即可。,事故樹的早期不交化,,,經(jīng)計算,割集為9個: 徑集為3個: (2)求取最小徑集 做出原事故樹的成功樹:圖6-59。 寫出成功樹的結(jié)構(gòu)式,并化簡,求取其最小割集: 從而得到事故樹的最小徑集為:,,,2)結(jié)構(gòu)重要度分析,,3事故樹定量分析 1)基本事件發(fā)生概率估計值 為了計算,最重要的是確定故障率數(shù)據(jù)。而現(xiàn)在只能憑經(jīng)驗估計。從理論上講,事故發(fā)生概率應(yīng)為任瞬間發(fā)生的可能性,是
9、一無量綱值。但從工程實踐出發(fā),許多文獻皆采用計算頻率的辦法代替概率的計算,即計算單位時間事故發(fā)生的次數(shù)。表614中的數(shù)據(jù)是從這一點出發(fā)給出的。,,,,2)頂上事件發(fā)生概率 g = 0.000003009/h,,高空墜落事故是水電施工中最常見的事故類型,也是很難預(yù)防的控制的事故之一。三峽工程由于其特有的施工強度和難度,施工現(xiàn)場高處墜落事故時有發(fā)生。隨著二期工程的興建,大壩混凝土澆筑部位不斷上升,施工部位上下高差越來越大,高處作業(yè)頻繁,加上頂帶機、塔帶機等世界先進的砼澆筑設(shè)備的使用,人、機、環(huán)境不安全因素增多,高處墜落事故不斷上升,占據(jù)各類生產(chǎn)性事故首位,且呈居高不下態(tài)勢。特別是2000年發(fā)生一起
10、高處墜落重大事故給職工家屬帶來了巨大傷害,給企業(yè)造成了巨大經(jīng)濟損失。為了有效遏制這種態(tài)勢的進一步發(fā)展,保證三峽工程的順利進行,在三峽工程施工安全管理過程中,我們應(yīng)用了事故樹分析技術(shù),并將重點放在預(yù)防高空墜落事故上。,,1 事故樹技術(shù)應(yīng)用實例 1.1 事故樹 某施工單位在近3年的三峽工程大壩砼施工期間,由于違章作業(yè)、安全檢查不夠,共發(fā)生高處墜落事故和事件20多起,其中從腳手架或操作平臺上墜落占高處墜落事故總數(shù)的60%以上,這些事故造成人員傷亡,對安全生產(chǎn)造成一定損失和影響。為了研究這種墜落事故發(fā)生的原因及其規(guī)律,及時排除不安全隱患,選擇從腳手架或操作平臺上墜落作為事故樹頂上事件,編制了如圖1所示
11、的事故樹。,,,,1.2 定性分析 1.2.1 該事故樹的最小割集:E1=X1,E2=X4,E3=X5,E4=X2X3,E5=X7X8,E6=X6X9,E7=X6X10,用最小割集表示的等效圖如圖2。由圖2可見,發(fā)生頂上事件的途徑有7種。 1.2.2 該事故樹的最小徑集:,,,,1.2.3 各基本事件的結(jié)構(gòu)重要順序:根據(jù)事故樹及最小割集表示的等效事故樹分析,X1,X4,X5最重要,處于同等地位;X6次之,X2、X3和X7、X8、X9、X10處于同等地位,最不重要。 各基本事件的結(jié)構(gòu)重要順序為: I1=I4=I5I6I2=I3=I7=I8=I9=I10,,1.3 定量分析 1.3.1 各基本事件
12、發(fā)生的概率統(tǒng)計 根據(jù)某單位1999年7月至2001年12月發(fā)生的從腳手架或操作平臺上墜落事件統(tǒng)計,估算各基本事件發(fā)生的概率為:無安全防護或安全防護不嚴(yán)密(X1),q1=0.27次/月;腳踩空(X2),q2=0.17次/月;腳手架未滿鋪(X3),q3=0.3次/月;違章搭設(shè)腳手架(X4),q4=0.2次/月;腳手架堅固件松脫(X5),q5=0.13次/月;無安全緊急應(yīng)急措施(X6),q6=0.33次/月;腳手架上堆放重物(X7),q7=0.2次/月;支撐變形折斷(X8),q8=0.1次/月;安全帶因走動而取下(X9),q9=0.5次/月;因磨損安全帶脫扣(X10),q10=0.2次/月。,,1.
13、3.2 頂上事件發(fā)生的概率 用近似法計算頂上事件的發(fā)生概率: q=q1+q4+q5+q2q3+q7q8+q6q9+q6q10 =0.902(次/月) 由此可見,該事故樹頂上事件T的發(fā)生概率在該施工單位每月接近1起,必須采取措施加以控制。,,2 控制措施 通過事故樹分析,我們發(fā)現(xiàn)高處墜落事故的主要原因是:在臨邊洞口處施工無防護或防護設(shè)施不嚴(yán)密、不牢固;違章搭設(shè)腳手架或操作平臺;腳手架或操作平臺緊扣件緊固不牢以及安全帶未嚴(yán)格按規(guī)定使用,且沒有應(yīng)急措施等。概括起來還是人的因素,即人的責(zé)任心和技術(shù)素質(zhì),當(dāng)然,也不排除設(shè)備缺陷導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的可能性。但操作者是否按規(guī)程規(guī)范作業(yè)、是否遵章守紀(jì)、責(zé)任心是否
14、強等,是保證不發(fā)生高處墜落事故的關(guān)鍵。由此,提出并強調(diào)以下措施:,,2.1 高處作業(yè)的安全技術(shù)措施必須列入工程的施工組織設(shè)計,并逐級進行安全技術(shù)教育和交底。遇惡劣天氣不得進行露天攀登與懸空高處作業(yè)。 2.2 從事高處作業(yè)的人員必須經(jīng)專門的培訓(xùn)考核合格后方可上崗,要求身體健康,沒有不適于高處作業(yè)的疾病,并應(yīng)定期進行體格檢查。 2.3 嚴(yán)格按規(guī)定掛設(shè)安全網(wǎng),安全網(wǎng)必須合格有效,對安全網(wǎng)要定期進行檢查清理。 2.4 高處作業(yè)人員必須按規(guī)定系好合格的安全帶,安全帶要定期檢查。 2.5 用于高處作業(yè)的防護設(shè)施,不得擅自拆除,確因作業(yè)需要臨時拆除時,必須經(jīng)施工負責(zé)人同意,并采取相應(yīng)的輔助措施,作業(yè)后應(yīng)立即
15、恢復(fù)。 2.6 高空走道要按要求設(shè)置防護圍欄,圍欄的高度要合適。各種腳手架要按規(guī)定架設(shè)牢固,并有防滑措施。 2.7 作業(yè)人員應(yīng)從規(guī)定的通道上下,不得在作業(yè)面之間的非規(guī)定的地方攀登,也不得隨意利用吊車臂架等施工設(shè)備進行攀登。,,2.8 支模應(yīng)按規(guī)定的作業(yè)程序進行,模板未固定前不得進行下一道工序。嚴(yán)禁攀登連接件和支撐件,嚴(yán)禁在上下同一垂直面安裝、拆卸模板。拆模高處作業(yè),應(yīng)配置登高用具或搭設(shè)支架。 2.9 拆除的鋼模作平臺底模時,應(yīng)分批拆除頂撐,然后按順序拆下隔柵、底模,以免發(fā)生鋼模在自重荷載作用下一次性大面積脫落。 2.10 支模間歇過程中,應(yīng)將支撐搭頭、柱頭板釘牢。拆模間歇過程中,應(yīng)將已拆卸的模板、牽杠、支撐等運走或妥善堆放,防止因踏空、扶空而墜落。 通過一年多的實踐我們感到事故樹分析技術(shù)能幫助我們準(zhǔn)確地找出發(fā)生事故的原因,并有針對性地制定事故防范措施。2001年三峽工地高處墜落事故得到有效遏制,該類事故發(fā)生率比2000年下降了30%。,,,