1、第二節第二節事件樹分析朱傳杰朱傳杰E-mail：國礦業大學安全工程學院Event Tree Analysis2n 事件樹分析法（事件樹分析法（ETAETA）是安全系統工程中重要的分）是安全系統工程中重要的分析方法之一。它是建立在概率論和運籌學基礎上。析方法之一。它是建立在概率論和運籌學基礎上。在運籌學中用于對不確定的問題作決策，又稱在運籌學中用于對不確定的問題作決策，又稱決策決策樹分析法樹分析法（Decision Tree AnalysisDecision Tree Analysis）。）。n 事件樹分析法是從一個事件樹分析法是從一個初始事件初始事件開始，按開始，按順

2、序分析順序分析事件向前事件向前發展發展中各個環節中各個環節成功與失敗成功與失敗的過程和結果。的過程和結果。事件樹是一種歸納推理方法3歸納歸納是從個別到一般的推理方法，即從許多個別事實中概括出一般原理。例如，人們在實踐中接觸瓜、豆這類個別事物，然后在反復實踐中，就會逐步認識到種瓜得瓜、種豆得豆的性質，從而積累了大量的經驗，經過分析、推理，結果得出一個一般性的認識；一切生物都有遺傳現象。這個過程就是一個歸納推理的過程。演繹是從一般到個別的推理方法，即用已知的一般原理考察某一特殊的對象，推演出有關這個對象的結論。例如，一切生物都有遺傳現象。從這個原則出發，就可以引伸出：人也是生物，所以子女象父母，也

3、是一種遺傳現象。這是由演繹推理而得出的一個結論。 4一、事件樹分析的基本原理一、事件樹分析的基本原理n事件樹分析的理論基礎是事件樹分析的理論基礎是系統工程決策論系統工程決策論。 決策論中的一種決策方法決策論中的一種決策方法決策樹分析決策樹分析（DTADTA） 事件樹分析最初用于事件樹分析最初用于可靠性分析可靠性分析，用元件的可靠性，用元件的可靠性表示系統可靠性的系統方法之一。表示系統可靠性的系統方法之一。 按照系統的按照系統的構成狀況構成狀況，順序分析各元件可能出現的，順序分析各元件可能出現的狀況，最后形成一個水平放置的狀況，最后形成一個水平放置的樹形圖樹形圖。5二、二、 事件樹分析的作用事件

4、樹分析的作用1.1. ETAETA是動態的分析過程，因此通過是動態的分析過程，因此通過ETAETA分析可分析可判別判別事故事故發生的可能發生的可能途徑途徑及其及其危害性危害性。2.2. 可以快速可以快速推斷和找出推斷和找出系統的系統的事故事故，并能找出，并能找出避免避免事故事故發生的發生的途徑途徑，便于改進系統的安全狀態。，便于改進系統的安全狀態。3.3. 根據系統中各個要素事件的故障概率，可以概略計算根據系統中各個要素事件的故障概率，可以概略計算出不希望事件的出不希望事件的發生概率發生概率；4.4. 找出最嚴重的找出最嚴重的事故后果事故后果，為事故樹分析確定頂上事件，為事故樹分析確定頂上事件

5、提供依據；提供依據；5.5. 對已發生的事故進行對已發生的事故進行原因分析原因分析。6在安全管理上用ETA對重大問題進行決策，具有其他方法所不具備的優勢。二、二、 事件樹分析的作用事件樹分析的作用三、三、 事件樹的編制程序事件樹的編制程序1.1. 確定系統及其構成因素確定系統及其構成因素，也就是明確所要分析的對，也就是明確所要分析的對象和范圍，找出系統的組成要素（子系統），以便象和范圍，找出系統的組成要素（子系統），以便展開分析。展開分析。關鍵的是要確定初始事件關鍵的是要確定初始事件：n初始事件是初始事件是事故在未發生時事故在未發生時，其發展過程中的危害事件或，其發展過程中的危害事件或危險事件

6、，如機器故障、設備損壞、能量外逸或失控、人危險事件，如機器故障、設備損壞、能量外逸或失控、人的誤動作等。的誤動作等。根據系統設計、系統危險性評價、系統運行經驗或事故經驗根據系統設計、系統危險性評價、系統運行經驗或事故經驗等確定；等確定； 根據系統重大故障或事故樹分析，從其中間事件或初始事件根據系統重大故障或事故樹分析，從其中間事件或初始事件中選擇中選擇82 2、判定安全功能。、判定安全功能。系統中包含許多安全功能，在系統中包含許多安全功能，在初始事件初始事件發生時發生時消除或減輕消除或減輕其其影響影響以以維持系統的安全運行。常見的安全功能列舉如下：維持系統的安全運行。常見的安全功能列舉如下：

7、對初始事件自動采取控制措施的系統，如自動停車系統等；對初始事件自動采取控制措施的系統，如自動停車系統等； 提醒操作者初始事件發生了的報警系統；提醒操作者初始事件發生了的報警系統； 根據報警或工作程序要求操作者采取的措施；根據報警或工作程序要求操作者采取的措施； 緩沖裝置，如減振、壓力泄放系統或排放系統等；緩沖裝置，如減振、壓力泄放系統或排放系統等； 局限或屏蔽措施等。局限或屏蔽措施等。三、三、 事件樹的編制程序事件樹的編制程序93 3、繪制事件樹、繪制事件樹從系統起始狀態或誘發事件開始，按照系統構成要素的排列從系統起始狀態或誘發事件開始，按照系統構成要素的排列次序，從次序，從左向右左向右逐步編

8、制與逐步編制與展開事件樹展開事件樹。首先首先考察考察初始事件初始事件一旦發生時最先起作用的安全功能，把可以發揮功能一旦發生時最先起作用的安全功能，把可以發揮功能的狀態畫在上面的分枝，不能發揮功能的狀態畫在下面的分枝。的狀態畫在上面的分枝，不能發揮功能的狀態畫在下面的分枝。然后然后依次考察依次考察各種安全功能的兩種可能狀態各種安全功能的兩種可能狀態，把發揮功能的狀態（又稱，把發揮功能的狀態（又稱成功狀態）畫在上面的分枝，把不能發揮功能的狀態（又稱失敗狀態）成功狀態）畫在上面的分枝，把不能發揮功能的狀態（又稱失敗狀態）畫在下面的分枝，直到到達系統故障或事故為止。畫在下面的分枝，直到到達系統故障或事

9、故為止。三、三、 事件樹的編制程序事件樹的編制程序104 4、簡化事件樹、簡化事件樹在繪制事件樹的過程中，可能會遇到一些與初始事件或與在繪制事件樹的過程中，可能會遇到一些與初始事件或與事故無關的安全功能，或者其功能關系相互矛盾、不協調事故無關的安全功能，或者其功能關系相互矛盾、不協調的情況，需用工程知識和系統設計的知識予以辨別，然后的情況，需用工程知識和系統設計的知識予以辨別，然后從樹枝中去掉，即構成簡化的事件樹。從樹枝中去掉，即構成簡化的事件樹。簡化的原則：簡化的原則：失敗概率極低失敗概率極低的系統不列入事件樹中；的系統不列入事件樹中；當系統已經失敗，從物理效果看，在其后繼的當系統已經失敗，

10、從物理效果看，在其后繼的各系統不可能減緩后果時，或后繼系統已由于前各系統不可能減緩后果時，或后繼系統已由于前置系統的失敗而同時失敗，則以后的系統就不必置系統的失敗而同時失敗，則以后的系統就不必再分支。再分支。三、三、 事件樹的編制程序事件樹的編制程序11在繪制事件樹時，要在每個樹枝上寫出事件狀態，樹枝橫線上面寫明事件過程內容特征，橫線下面注明成功或失敗的狀況說明。 三、三、 事件樹的編制程序事件樹的編制程序四、四、 事件樹的定性分析事件樹的定性分析事件樹定性分析在繪制事件樹的過程中就已進行，繪制事件樹必須根據事件的客觀條件和事件的特征作出符合科學性的邏輯推理，用與事件有關的技術知識確認事件可能

11、狀態，所以在繪制事件樹的過程中就已對每一發展過程和事件發展的途徑作了可能性的分析。 13四、四、 事件樹的定性分析事件樹的定性分析1 1、找出事故連鎖、找出事故連鎖 事件樹的各分枝代表初始事件一旦發生其可能的發展途徑。其中，最終導致事故的途徑即為事故連鎖。一般地，導致系統事故的途徑有很多，即有許多事故連鎖。事故連鎖中包含的初始事件和安全功能故障的后續事件之間具有“邏輯與”的關系;顯然，事故連鎖越多，系統越危險；事故連鎖中事件越少，系統越危險。 14四、四、 事件樹的定性分析事件樹的定性分析2 2、找出預防事故的途徑、找出預防事故的途徑 事件樹中最終達到安全的途徑指導我們如何采取措施預防事故。

12、在達到安全的途徑中，發揮安全功能的事件構成事件樹的成功連鎖。如果能保證這些安全功能發揮作用，則可以防止事故。 一般地，事件樹中包含的成功連鎖可能有多個，即可以通過若干途徑來防止事故發生。顯然，成功連鎖越多，系統越安全，成功連鎖中事件越少，系統越安全。 由于事件樹反映了事件之間的時間順序，所以應該盡可能地從最先發揮功能的安全功能著手。 15五、事件樹分析的定量計算五、事件樹分析的定量計算事件樹定量分析是指根據每一事件的發生概率，計算各種途徑的事故發生概率，比較各個途徑概率值的大小，作出事故發生可能性序列，確定最易發生事故的途徑。一般地，當各事件之間相互統計獨立時，其定量分析比較簡單。當事件之間相

13、互統計不獨立時（如共同原因故障，順序運行等），則定量分析變得非常復雜。這里僅討論前一種情況。16五、事件樹分析的定量計算五、事件樹分析的定量計算1 1、各發展途徑的概率、各發展途徑的概率 各發展途徑的概率等于自初始事件開始的各事件發生概率的乘積。 2 2、事故發生概率、事故發生概率 事件樹定量分析中，事故發生概率等于導致事故的各發展途徑的。 定量分析要有事件概率數據作為計算的依據，而且事件過程的狀態又是多種多樣的，一般都因缺少概率數據而不能實一般都因缺少概率數據而不能實現定量分析現定量分析。 3 3、事故預防、事故預防事件樹分析把事故的發生發展過程表述得清楚而有條理，對設計事故預防方案，制定事

14、故預防措施提供了有力的依據。 已知已知PA=0.95(PA=0.05)；PB=0.9(PB=0.1)；PC=0.9(PC=0.1)，則可求出系統的可靠度，則可求出系統的可靠度Ps。Ps為（為（111）狀態時的概率，即三事件的積事件概率：）狀態時的概率，即三事件的積事件概率： 五、事件樹分析的定量計算五、事件樹分析的定量計算事件樹分析法的應用事件樹分析法的應用水泵排水事故分析水泵排水事故分析五、事件樹分析的定量計算五、事件樹分析的定量計算Ps=PAPBPC=0.950.90.9=0.7695而系統失效概率而系統失效概率,即不可靠度為即不可靠度為:Ps =1-Ps =1-0.7695=0.2305

15、假定水泵供水系統圖如下圖所示，其可靠度和不可靠度假定水泵供水系統圖如下圖所示，其可靠度和不可靠度又為多少？又為多少？五、事件樹分析的定量計算五、事件樹分析的定量計算20如下圖所示，系統為一個泵和二個閥門并聯的簡單系統，試繪出其事件樹圖并求其成功及失敗概率(A、B、C的可靠度分別為0.95、0.9、0.9)。ABC五、事件樹分析的定量計算五、事件樹分析的定量計算啟 動P（A）=0.95P(A)=(1-0.95)10P(B)=0.9P(B)=(1-0.9)10P(C)=(1-0.9)0（101）（100）（0）（11）P（C）=0.90.8550.08550.00950.05五、事件樹分析的定量計

16、算五、事件樹分析的定量計算解：由題意,畫出ET如圖: 所以，P(S)=0.855+0.0855=0.9405 P(S)=0.0095+0.05=0.0595 事件樹分析舉例事件樹分析舉例五、事件樹分析的定量計算五、事件樹分析的定量計算事件樹分析舉例事件樹分析舉例-原料輸送系統事件樹原料輸送系統事件樹五、事件樹分析的定量計算五、事件樹分析的定量計算24六、事件樹分析注意事項六、事件樹分析注意事項1.1. 起始事件通常選擇為系統中可能出現的、能導致事故的偏起始事件通常選擇為系統中可能出現的、能導致事故的偏差或差錯，并保證所選擇的起始事件與所有考慮的全部事差或差錯，并保證所選擇的起始事件與所有考慮的全部事件相比處在時間順序的最前端。件相比處在時間順序的最前端。2.2. 所需