事件樹(shù)分析EventTreeAnalysis景國(guó)勛教授/博導(dǎo)事件樹(shù)分析(EventTreeAnalysis

,ETA)

1.事件樹(shù)分析法的概述2.事件樹(shù)的構(gòu)建及定量分析3.事件樹(shù)的應(yīng)用舉例事件樹(shù)基本概念※

事件樹(shù)分析原理事件樹(shù)分析方法的功用事件樹(shù)分析程序※事件樹(shù)構(gòu)建※事件樹(shù)定量分析AnaccidentaleventisdefinedasthefirstsignificantdeviationfromanormalsituationthatmayleadtounwantedconsequencesAnaccidentaleventmayleadtomanydifferentconsequences.Thepotentialconsequencesmaybeillustratedbyaconsequencespectrum第一節(jié)概述事件樹(shù)的基本概念

事件樹(shù)分析(ETA,EventTreeAnalysis)是安全系統(tǒng)工程中的重要分析方法之一，是從給定的一個(gè)初始事件的事故原因開(kāi)始，按時(shí)間的進(jìn)程采用追蹤方法，對(duì)構(gòu)成系統(tǒng)的各要素(事件)的狀態(tài)(成功與失敗)逐項(xiàng)進(jìn)行二者擇一邏輯分析，分析事件向前發(fā)展中各個(gè)環(huán)節(jié)成功與失敗的過(guò)程和結(jié)果。從而定性與定量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的安全性,并由此獲得正確的決策。EventTreeAnalysis(ETA)

Eventtreeanalysisisbasedonbinarylogic,inwhichaneventeitherhasorhasnothappenedoracomponenthasorhasnotfailed.Itisvaluableinanalysingtheconsequencesarisingfromafailureorundesiredevent.Aneventtreebeginswithaninitiatingevent第一節(jié)概述2.ETA的分析原理

事件樹(shù)分析的理論基礎(chǔ)是系統(tǒng)工程決策論，是由決策樹(shù)演化而來(lái)的,最初是用于可靠性分析。它的原理是每個(gè)系統(tǒng)都是由若干個(gè)元件組成的，每一個(gè)元件對(duì)規(guī)定的功能都存在具有和不具有兩種可能。元件具有其規(guī)定的功能,表明正常(成功)，其狀態(tài)值為1；不具有規(guī)定功能，表明失效(失敗)，其狀態(tài)值為0。按照系統(tǒng)的構(gòu)成順序,從初始元件開(kāi)始,由左向右分析各元件成功與失敗兩種可能，直到最后一個(gè)元件為止。分析的過(guò)程用圖形表示出來(lái),就得到近似水平的樹(shù)形圖。

通過(guò)事件樹(shù)分析，可以把事故發(fā)生發(fā)展的過(guò)程直觀地展現(xiàn)出來(lái)，如果在事件(隱患)發(fā)展的不同階段采取恰當(dāng)措施阻斷其向前發(fā)展，就可達(dá)到預(yù)防事故的目的。Aneventtreeisavisualrepresentationofalltheeventswhichcanoccurinasystem.Asthenumberofeventsincreases,thepicturefansoutlikethebranchesofatree.Eventtreescanbeusedtoanalyzesystemsinwhichallcomponentsarecontinuouslyoperating,orforsystemsinwhichsomeorallofthecomponentsareinstandbymode–thosethatinvolvesequentialoperationallogicandswitching.Thestartingpoint(referredtoastheinitiatingevent)disruptsnormalsystemoperation.Theeventtreedisplaysthesequencesofeventsinvolvingsuccessand/orfailureofthesystemcomponents.第一節(jié)概述第一節(jié)概述事件樹(shù)分析是一個(gè)動(dòng)態(tài)分析過(guò)程，因此，通過(guò)事件樹(shù)分析可以看出系統(tǒng)變化過(guò)程，查明系統(tǒng)中各個(gè)構(gòu)成要素對(duì)導(dǎo)致事故發(fā)生的作用極其相互關(guān)系，從而判別事故發(fā)生的可能途徑極其危害性。由于事件樹(shù)分析時(shí)，在事件樹(shù)上只有兩種可能狀態(tài)，成功或失敗，而不考慮某一局部或具體的故障情節(jié)，因此可以快速推斷和找出系統(tǒng)事故，并能指出避免發(fā)生事故的途徑，便于改進(jìn)系統(tǒng)的安全狀況。3.事件樹(shù)分析的功用③根據(jù)系統(tǒng)中各個(gè)要素的故障概率，可以概略的計(jì)算出不希望事件發(fā)生的概率。④找出最嚴(yán)重的事故后果，為事故樹(shù)確定頂上事件提供依據(jù)。⑤該法可以對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行原因分析。第一節(jié)概述第一節(jié)概述第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量分析1。事件樹(shù)分析程序(1)確定系統(tǒng)，尋找可能導(dǎo)致系統(tǒng)嚴(yán)重后果的初始事件（頂上事件）。初始事件是事件樹(shù)中在一定條件下造成事故后果的最初原因事件。它可以是系統(tǒng)故障、設(shè)備失效、人員誤操作或工藝過(guò)程異常等。一般是選擇分析人員最感興趣的異常事件作為初始事件。(2)分析系統(tǒng)的組成要素并進(jìn)行功能分解。找出與初始事件有關(guān)的環(huán)節(jié)事件。所謂環(huán)節(jié)事件就是出現(xiàn)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)分析各要素的因果關(guān)系極其成功失敗的兩種狀態(tài)，逐一列舉由此引起的事件并回答下列問(wèn)題。

1、在何種條件下此事件會(huì)引起其它是件，2、在何種不同的條件下會(huì)引起不同的其他事件。這些事件影響到那些事件。第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量分析第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量分析(4)構(gòu)造事件樹(shù)。根據(jù)因果關(guān)系及狀態(tài)，從初始時(shí)間開(kāi)始由左向右展開(kāi)。把初始事件寫(xiě)在最左邊,各種環(huán)節(jié)事件按順序?qū)懺谟颐?；從初始事件?huà)一條水平線到第一個(gè)環(huán)節(jié)事件,在水平線未端畫(huà)一垂直線段,垂直線段上端表示成功,下端表示失敗;再?gòu)拇怪本€兩端分別向右畫(huà)水平線到下個(gè)環(huán)節(jié)事件,同樣用垂直線段表示成功和失敗兩種狀態(tài);依次類推,直到最后一個(gè)環(huán)節(jié)事件為止。如果某一個(gè)環(huán)節(jié)事件不需要往下分析,則水平線延伸下去,不發(fā)生分支,如此便得到事件樹(shù)。(5)說(shuō)明分析結(jié)果。在事件樹(shù)最后面寫(xiě)明由初始事件引起的各種事故結(jié)果或后果。為清楚起見(jiàn),對(duì)事件樹(shù)的初始時(shí)間和各環(huán)節(jié)事件用不同字母加以標(biāo)記。(6)進(jìn)行事件樹(shù)簡(jiǎn)化。(7)進(jìn)行定量計(jì)算第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量分析樹(shù)與事件樹(shù)形狀的區(qū)別樹(shù)的形狀事件樹(shù)的形狀第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量分析1.事件樹(shù)構(gòu)建—串聯(lián)的物料輸送系統(tǒng)為例自動(dòng)信號(hào)泵A成功（1）失?。?）閥門(mén)B閥門(mén)C成功（1）成功（1）成功（1）成功（1）成功（1）失敗（0）失?。?）失?。?）失敗（0）失?。?）失?。?）閥門(mén)B成功（1）閥門(mén)C閥門(mén)C閥門(mén)C系統(tǒng)狀態(tài)

元件狀態(tài)成功失敗失敗失敗失敗失敗失敗失?。?11）（110）（101）（100）（011）（010）（001）（000）第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量分析2.事件樹(shù)構(gòu)建—并聯(lián)的物料輸送系統(tǒng)為例閥門(mén)B成功（1）成功（1）失?。?）失?。?）自動(dòng)信號(hào)泵A成功（1）失?。?）成功（1）失敗（0）失?。?）閥門(mén)B成功（1）閥門(mén)C閥門(mén)C系統(tǒng)狀態(tài)

元件狀態(tài)成功成功失敗失敗失敗失?。?1）（101）（100）（01）（001）（000）Aneventtreebeginswithaninitiatingevent,suchasacomponentfailure,increaseintemperature/pressureorareleaseofahazardoussubstance.Theconsequencesoftheeventarefollowedthroughaseriesofpossiblepaths.Eachpathisassignedaprobabilityofoccurrenceandtheprobabilityofthevariouspossibleoutcomescanbecalculated.Inthefollowingexamplefireprotectionisprovidedbyasprinklersystem.Adetectorwilleitherdetecttheriseintemperatureoritwillnot.Ifthedetectorsucceedsthecontrolboxwilleitherworkcorrectlyoritwillnot-andsoon.Thereisonlyonebranchinthetreethatindicatesthatallthesubsystemshavesucceeded:第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量分析2.事件樹(shù)簡(jiǎn)化—串聯(lián)系統(tǒng)失敗率極低的的系統(tǒng)可以不列入事件樹(shù)中,當(dāng)系統(tǒng)已經(jīng)失敗從物理效果看在其后繼的各系統(tǒng)不可能減緩后果時(shí)，或其后繼系統(tǒng)已由于前置系統(tǒng)的失敗而同時(shí)失敗，則以后的系統(tǒng)不在分支。事件樹(shù)定性分析

事件樹(shù)定性分析在繪制事件樹(shù)的過(guò)程中就已進(jìn)行，繪制事件樹(shù)必須根據(jù)事件的客觀條件和事件的特征作出符合科學(xué)性的邏輯推理，用與事件有關(guān)的技術(shù)知識(shí)確認(rèn)事件可能狀態(tài)，所以在繪制事件樹(shù)的過(guò)程中就已對(duì)每一發(fā)展過(guò)程和事件發(fā)展的途徑作了可能性的分析。事件樹(shù)畫(huà)好之后的工作，就是找出發(fā)生事故的途徑和類型以及預(yù)防事故的對(duì)策。事件樹(shù)定性分析

⑴找出事故連鎖事件樹(shù)的各分枝代表初始事件一旦發(fā)生其可能的發(fā)展途徑。其中，最終導(dǎo)致事故的途徑即為事故連鎖。一般地，導(dǎo)致系統(tǒng)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(xù)事件之間具有“邏輯與”的關(guān)系，顯然，事故連鎖越多，系統(tǒng)越危險(xiǎn)；事故連鎖中事件樹(shù)越少，系統(tǒng)越危險(xiǎn)。事件樹(shù)定性分析

⑵找出預(yù)防事故的途徑事件樹(shù)中最終達(dá)到安全的途徑指導(dǎo)我們?nèi)绾尾扇〈胧╊A(yù)防事故。在達(dá)到安全的途徑中，發(fā)揮安全功能的事件構(gòu)成事件樹(shù)的成功連鎖。如果能保證這些安全功能發(fā)揮作用，則可以防止事故。一般地，事件樹(shù)中包含的成功連鎖可能有多個(gè)，即可以通過(guò)若干途徑來(lái)防止事故發(fā)生。顯然，成功連鎖越多，系統(tǒng)越安全，成功連鎖中事件樹(shù)越少，系統(tǒng)越安全。由于事件樹(shù)反映了事件之間的時(shí)間順序，所以應(yīng)該盡可能地從最先發(fā)揮功能的安全功能著手。事件樹(shù)定量分析

事件樹(shù)定量分析是指根據(jù)每一事件的發(fā)生概率，計(jì)算各種途徑的事故發(fā)生概率，比較各個(gè)途徑概率值的大小，作出事故發(fā)生可能性序列，確定最易發(fā)生事故的途徑。一般地，當(dāng)各事件之間相互統(tǒng)計(jì)獨(dú)立時(shí)，其定量分析比較簡(jiǎn)單。當(dāng)事件之間相互統(tǒng)計(jì)不獨(dú)立時(shí)（如共同原因故障，順序運(yùn)行等），則定量分析變得非常復(fù)雜。這里僅討論前一種情況。1.各發(fā)展途徑的概率各發(fā)展途徑的概率等于自初始事件開(kāi)始的各事件發(fā)生概率的乘積。2.事故發(fā)生概率

事件樹(shù)定量分析中，事故發(fā)生概率等于導(dǎo)致事故的各發(fā)展途徑的概率和。定量分析要有事件概率數(shù)據(jù)作為計(jì)算的依據(jù)，而且事件過(guò)程的狀態(tài)又是多種多樣的，一般都因缺少概率數(shù)據(jù)而不能實(shí)現(xiàn)定量分析。事件樹(shù)定量分析

事件樹(shù)定量分析

3.事故預(yù)防事件樹(shù)分析把事故的發(fā)生發(fā)展過(guò)程表述得清楚而有條理，對(duì)設(shè)計(jì)事故預(yù)防方案，制定事故預(yù)防措施提供了有力的依據(jù)。從事件樹(shù)上可以看出，最后的事故是一系列危害和危險(xiǎn)的發(fā)展結(jié)果，如果中斷這種發(fā)展過(guò)程就可以避免事故發(fā)生。因此，在事故發(fā)展過(guò)程的各階段，應(yīng)采取各種可能措施，控制事件的可能性狀態(tài)，減少危害狀態(tài)出現(xiàn)概率，增大安全狀態(tài)出現(xiàn)概率，把事件發(fā)展過(guò)程引向安全的發(fā)展途徑。采取在事件不同發(fā)展階段阻截事件向危險(xiǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的措施，最好在事件發(fā)展前期過(guò)程實(shí)現(xiàn)，從而產(chǎn)生阻截多種事故發(fā)生的效果。但有時(shí)因?yàn)榧夹g(shù)經(jīng)濟(jì)等原因無(wú)法控制，這時(shí)就要在事件發(fā)展后期過(guò)程采取控制措施。顯然，要在各條事件發(fā)展途徑上都采取措施才行。第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量分析2.事件樹(shù)簡(jiǎn)化—串聯(lián)的物料輸送系統(tǒng)系統(tǒng)狀態(tài)

元件狀態(tài)（111）（110）（10）（0）自動(dòng)信號(hào)泵A成功（1）失?。?）閥門(mén)B閥門(mén)C成功（1）成功（1）失敗（0）失敗（0）成功失敗失敗失敗第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量計(jì)算系統(tǒng)狀態(tài)

元件狀態(tài)閥門(mén)B成功（1）失?。?）自動(dòng)信號(hào)泵A成功（1）失敗（0）成功（1）失敗（0）閥門(mén)C成功成功失敗失?。?1）（101）（100）（0）第二節(jié)事件樹(shù)構(gòu)建與定量計(jì)算3.事件樹(shù)分析的定量計(jì)算ETA的定量計(jì)算就是計(jì)算每個(gè)分支發(fā)生的概率。為了計(jì)算這些分支的概率，首先要確定每個(gè)因素的概率。如果各個(gè)因素的可靠度已知，根據(jù)事件樹(shù)就可以求得系統(tǒng)的可靠度。有一泵和兩個(gè)串聯(lián)閥門(mén)組成的物料輸送系統(tǒng)（如圖所示）。物料沿箭頭方向順序經(jīng)過(guò)泵A、閥門(mén)B和閥門(mén)C，泵啟動(dòng)后的物料輸送系統(tǒng)的事件樹(shù)如圖7－2所示。設(shè)泵A、閥門(mén)B和閥門(mén)C的可靠度分別為0.95、0.9、0.9，則系統(tǒng)成功的概率為0.7695，系統(tǒng)失敗的概率為0.2305。第三節(jié)應(yīng)用舉例第三節(jié)應(yīng)用舉例第三節(jié)應(yīng)用舉例2.火災(zāi)事故過(guò)程中的事件樹(shù)分析泄漏火源F（A）P（A）著火報(bào)警器故障F（B）未能滅火P（C）P（B）事故失敗事故失敗事故安全事故事故未能脫離脫離滅火成功沒(méi)有火源未著火報(bào)警未能滅火滅火成功未能脫離脫離F（C）F（D）P（D）F（D