事故树分析方法 FTA
分析及评价方法-事故树分析(FTA)法
分析及评价方法-事故树分析(FTA)法
事故树分析又称为故障树分析，是一种演绎的系统安全分析方法。
它是从要分析的特定事故或故障开始(顶上事件)，层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。
这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的，或者已经有过统计或实验的结果。
FTA一般可分为以下几个阶段：
1．选择合理的顶上事件，系统分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则；
2．资料收集准备，围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集；
3．建造故障树，这是FTA的核心部分。
通过对已收集的技术资料，在设计、运行管理人员的帮助下，建造故障树；
4．对故障树进行简化或者模块化；
5．定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多时，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；
6．定量分析，这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。
事故树分析方法可用于洲际导弹(核电站)等复杂系统和其他各类系统的可靠性及安全性分析、各种生产的安全管理可靠性分析和伤亡事故分析。
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事故树分析法
事故树分析法(FTA)事故树分析法就是一种既能定性又能定量的逻辑演绎评价方法,就是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树,在逻辑树中相关原因事件之间用逻辑门连接,构成逻辑树图,为判明事故发生的途径及损害间关系提供一种最形象、最简洁的表达方式。
事故树法又称为故障树分析法,就是一种逻辑演绎的系统评价方法,就是安全系统工程中重要的分析方法之一。
它能对各种系统的危险性进行识别评估,既适用于定性分析,又能进行定量分析。
具有简明、形象的特点。
其分析方法就是从要分析的特定事故或故障顶上事件开始,层层分析其发生原因(中间事件),一直分析到不能再分解或没有必要分析时为止,即分析至基本原因事件为止,用逻辑门符号将各层中间事件与基本原因事件连接起来,得到形象、简洁地表达其因果关系的逻辑树图形即故障树。
通过对其简化计算得到分析评价目的的方法。
故障树分析法的主要功能1、对导致事故的各种因素及其逻辑关系作出全面的描述2、便于发现与查明系统内固有的或者潜在的危险因素,为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据3、使作业人员全面了解与掌握各项防灾要点4、对已发生的事故进行原因分析故障树的分析步骤1、确定所分析的系统2、熟悉所分析的系统3、调查系统发生的事故4、确定事故的顶上事件5、调查与顶上事件有关的所有原因事件6、故障树作图7、故障树的定性分析8、故障树的定量分析9、安全性评价事故树的主要符号事件符号逻辑符号顶上事件、中间事件符号,需要进一步的分析基本事件符号,不能进一步往下分析正常事件,正常情况下存在的事件省略事件,不能或者不需要分析事故树的建造方法直接原因事件可以从以下几个方面考虑:1、 电气设备故障2、 人的差错(操作、管理、指挥)3、 环境不良事故树的数学描述事故树的结构函数y =Φ 割集割集:事故树种某些基本事件的组合,当这些基本事件都发生时,顶上事件必然发生。
如果在一个割集中去掉任何一个顶上事件导致顶上事件不能发生,那么这个割集即为最小割集,也就就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。
事故树分析法
事故树分析法（FTA）事故树分析法是一种既能定性又能定量的逻辑演绎评价方法，是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树，在逻辑树中相关原因事件之间用逻辑门连接，构成逻辑树图，为判明事故发生的途径及损害间关系提供一种最形象、最简洁的表达方式。
事故树法又称为故障树分析法，是一种逻辑演绎的系统评价方法，是安全系统工程中重要的分析方法之一。
它能对各种系统的危险性进行识别评估，既适用于定性分析，又能进行定量分析。
具有简明、形象的特点。
其分析方法是从要分析的特定事故或故障顶上事件开始，层层分析其发生原因（中间事件），一直分析到不能再分解或没有必要分析时为止，即分析至基本原因事件为止，用逻辑门符号将各层中间事件和基本原因事件连接起来，得到形象、简洁地表达其因果关系的逻辑树图形即故障树。
通过对其简化计算得到分析评价目的的方法。
故障树分析法的主要功能1、对导致事故的各种因素及其逻辑关系作出全面的描述2、便于发现和查明系统内固有的或者潜在的危险因素，为安全设计、制定技术措施及采取管理对策提供依据3、使作业人员全面了解和掌握各项防灾要点4、对已发生的事故进行原因分析故障树的分析步骤1、确定所分析的系统2、熟悉所分析的系统3、调查系统发生的事故4、确定事故的顶上事件5、调查与顶上事件有关的所有原因事件6、故障树作图7、故障树的定性分析8、故障树的定量分析9、安全性评价事故树的主要符号 事件符号逻辑符号顶上事件、中间事件符号，需要进一步的分析基本事件符号，不能进一步往下分析正常事件，正常情况下存在的事件省略事件，不能或者不需要分析事故树的建造方法直接原因事件可以从以下几个方面考虑： 1、 电气设备故障2、 人的差错（操作、管理、指挥）3、 环境不良事故树的数学描述事故树的结构函数y =Φ() 或 =Φ(, ,…, ) 系统的结构函数事故树的定性分析利用布尔代数简化事故树割集或门，任意一事件发生，顶上事件发生·与门，两个事件同时发生，顶上事件发生条件或门，任意事件发生，并且满足a ，顶上事件才发生条件与门，两事件同时发生，并满足a ，顶上事件才发生限制门，事件发生，并满足a ，顶上事件才发生+割集：事故树种某些基本事件的组合，当这些基本事件都发生时，顶上事件必然发生。
安全事故分析方法
安全事故分析方法1.事故树分析法（FTA）事故树分析法是一种定性和定量相结合的事故分析方法，通过将事故发展过程可视化为树状结构，从顶层事件逐级分解，找出导致事故发生的所有可能原因，以便识别事故的根本原因。
基本步骤包括定义事故目标、构建事故树、分析树节点概率与频率以及评估风险并制定控制措施。
2.事件树分析法（ETA）事件树分析法是一种逆向分析方法，在事故发生后，通过建立事件树模型，从事故发展的起始状态开始，根据各个事件之间的逻辑关系，进行系统性分析。
事件树分析法主要用于评估事故的可能性和后果严重性，以制定相应的应急处理和控制措施。
3.失效模式与影响分析法（FMEA）失效模式与影响分析法是一种系统性的分析方法，用于评估系统、设备或过程的潜在失效模式及其对系统性能和运行的影响。
它通过确定失效模式和评估失效的严重程度、频率和可探测性等，以便制定相应的预防措施和改进措施。
4.健康、安全与环境风险评估（HSERA）HSERA是一种综合性的风险评估方法，重点考虑健康、安全和环境方面的风险因素。
它通过收集和分析有关系统、设备或过程的数据，评估各种潜在风险的可能性和后果，以便制定相应的风险控制和管理措施。
5.故障树分析法（FTA）故障树分析法是一种定性和定量相结合的分析方法，主要用于系统、设备或过程的故障分析和可靠性评估。
它通过建立系统性能失效的树状结构，追溯系统故障的根本原因，以便制定相应的故障预防和恢复措施。
在实际应用中，以上几种安全事故分析方法可以相互结合，针对具体情况选择合适的方法。
另外，还需要注意保持分析过程的客观性和科学性，及时整理和总结事故分析结果，并将其应用于安全管理和控制措施的改进。
只有通过深入的事故分析，才能发现事故的隐藏原因，从而更好地预防和控制类似事故的发生。
事故树分析方法-FTA
（A ·B）´＝A´＋B´
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练习1：写出如下事故树的结构函数
T
·
A
B
+
+
X1
C
X3
X4
·
X2
X3
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符
号
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+
•
或门，表示B1或B2任一事件单独发生（输
入）时，A事件都可以发生（输出）；
逻
辑 门
· 与门，表示B1、B2两个事件同时发生（输 入）时，A事件才能发生（输出）；
Φ(X) —— 系统的结构函数
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Φ(X) = x1 [ x3+ (x4 x5) ] + x2 [ x4+ (x3 x5) ]
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一、事故树的建造
1、事故树的符号
• 事件符号
事故树分析(FTA)-概述
事故树分析(FTA)-概述事故树分析(缩写为FTA)又称故障树分析,是从结果到原因找出与灾害事故有关的各种因素之间因果关系和逻辑关系的作图分析法｡这种方法是把系统可能发生的事故放在图的最上面,称为顶上事件,按系统构成要素之间的关系,分析与灾害事故有关的原因｡这些原因,可能是其他一些原因的结果,称为中间原因事件(或中间事件),应继续往下分析,直到找出不能进一步往下分析的原因为止,这些原因称为基本原因事件(或基本事件)｡图中各因果关系用不同的逻辑门联接起来,这样得到的图形象一棵倒置的树｡事故树分析法是60年代初由美国贝尔电话研究所在研究民兵式导弹发射控制系统的安全性时开发出来的,取得了成功的经验｡后相继被应用于航天航空工业及核动力工业的危险性识别和定量安全评价｡1974年美国原子能委员会发表了关于核电站的危险性评价报告(即著名的拉斯姆逊报告)｡该报告用事故树分析法从数量上说明了核电站的安全性,得到了世界各国的关注,并相继应用到其他工业｡我国在1978年天津东方化工厂首先将事故树分析法用于高氯酸生产过程中危险性分析,对减少和预防事故发生取得了明显的效果｡之后很快在化工､冶金､机械､航空等工来部门得到了普遍的推广和应用｡实践证明,事故树分析法是安全系统工程中重要的分析方法之一｡它具有以下几个优点:①由于事故树分析法是采用演绎方法分析事故的因果关系,能详细找出系统各种因有的潜在的危险因素,为安全设计､制定安全技术措施和安全管理要点提供了依据｡②能简洁､形象表示出事故和各种原因之间因果关系及逻辑关系｡③在事故树分析中,顶上事件可以是已经发生的事故,也可以是预想的事故｡通过分析,找出原因,采取对策加以控制,从而起到预测预防事故的作用｡④事故树分析法既可以用于定性分析,也可用于定量分析｡通过定性分析,确定各种危险因素对事故影响的大小,从而掌握和制定防灾控制要点;而定量分析,则能计算出顶上事件(事故)发生的概率,并可从数量上说明危险因素的重要度,为实现系统最佳安全目标提供依据｡⑤可选择最感兴趣的事故作为顶上事件分析,这和事件树不同,事件树是由一个故障开始,而引起的事故不一定是使用者最感兴趣的｡随着计算机技术的发展,用计算机画图及定性定量分析已成为现实,为事故树分析法的应用提供了科学手段｡但事故树分析法也存在着一些缺点,如:①要编好一棵事故树必须对系统非常熟悉和有丰富的经验,并且要准确的掌握好分析方法｡即便如此,不同人编出的事故树其结果也不会完全相同｡②对很复杂的系统,编出的事故树会很庞大,这给定性定量分析带来一定的困难,有时甚至计算机都难以胜任｡③要对系统进行定量分析,必须知道事故树中各事件的故障率,如果这些数据不准确则定量分析便不可能｡。
事故树分析报告法FTA
事故树分析报告法FTA事故树分析报告法（Fault Tree Analysis，FTA）是一种系统性分析事故发生和原因的方法。
通过构建逻辑树状结构，将事故发生的根因和关联因素进行分析，确定事故发生的概率和可能原因，并提出相应的预防和控制措施。
本报告将对FTA的基本概念、分析步骤和应用案例进行详细阐述。
一、基本概念1.事故树：事故树是一种逻辑图形，用于描述事故发生的逻辑关系和可能性。
它由事件、逻辑门（与门、或门、非门）、顶事件和基本事件组成。
2.事件：事件是指能够影响系统状态的原子级质量或状况。
事件分为基本事件和顶事件，基本事件是不能进一步展开的最底层事件，顶事件是能够进一步展开的事件。
3.逻辑门：逻辑门用来描述事件之间的逻辑关系，有与门、或门和非门三种。
4.与门：与门表示多个事件同时发生的情况。
只有当与门的所有输入事件同时发生时，输出事件才会发生。
5.或门：或门表示多个事件中至少发生一个的情况。
只要有一个输入事件发生，输出事件就可能发生。
6.非门：非门表示输入事件不发生的情况。
只有当输入事件不发生时，输出事件才可能发生。
二、分析步骤1.确定顶事件：根据实际情况和研究目的，确定待分析的顶事件。
顶事件应具有明确的定义、可以量化和可预防性。
2.构建逻辑树：将顶事件与可能的事件和逻辑门进行连接，构建逻辑树。
逻辑树的构建应基于专家意见、历史数据和经验知识，确保逻辑关系合理和准确。
3.确定概率和重要性：根据实际情况，对每个事件的概率和重要性进行评估和确定。
概率可以通过历史数据、专家评估和统计分析等方法得出，重要性可以通过风险矩阵等方法进行评估。
4.分析与门和或门：对与门和或门进行分析，确定输入事件与输出事件的逻辑关系。
使用布尔代数等方法进行计算，得出与门和或门的输出。
5.分析非门：对非门进行分析，确定输入事件不发生时输出事件的逻辑关系。
使用布尔代数等方法进行计算，得出非门的输出。
6.分析故障和原因：对事故树中的故障和原因进行分析，确定其与顶事件之间的逻辑关系。
触电伤害事故树(FTA)评价法
事故树（FTA）法介绍事故树分析法是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故条件及可能导致的灾害后果，按工艺流程、先后次序和因果关系绘成方框图，表示导致灾害、伤害事故的各种因素间的逻辑关系。
它由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，并为判明灾害、伤害发生的途径及灾害、伤害之间的关系，提供一种最形象、最简洁的表达形式。
事故树分析的基本程序如下：（1）熟悉系统：要详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。
（2）调查事故：收集事故案例，进行事故统计，设想给定系统可能发生的事故。
（3）确定顶上事件：要分析的对象即为顶上事件。
对所调查的事故进行全面分析，从中找出后果严重且交易发生的事故作为顶上事件。
（4）确定目标值：根据经验教训和事故案例，经统计分析后，求解事故发生的概率，以此作为要控制的事故目标值。
（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）画出故障树：从顶上事件起，逐渐找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出故障树。
（7）分析：按故障树结构进行简化，确定各基本事件的结构重要度。
（8）事故发生概率：确定所有事故发生概率，标在故障树上，并进而求出顶上事件的发生概率。
（9）比较：比较分可维修系统和不可维修系统进行讨论，前者要进行对比，后者求出顶上事件发生概率即可。
（10）分析：原则上是上述10个步骤，在分析时可视具体问题灵活掌握，如果故障树规模很大，可借助计算机进行。
目前我国FTA 一般都考虑到第7步进行定性分析为止，也能取得较好效果。
本次采用事故树主要对生产过程中触电事故的因素进行定性分析，不进行定量分析。
事故树分析（FTA）在本项目中多处存在潮湿、有积水的作业场所，稍一注意，极有可能发生触电工伤事故，现对可能发生的人身触电伤害事故，用事故树进行分析，试图找出基本的原因事件和可能的控制措施。
图6-1 触电伤害事故树图例：T：触电伤害；A1：人体触及带电体；A2：安全防护不起作用；B1：触及非正常带电体；B2：触及正常带电体；C1：设备、电缆、外壳带电；D1：变电所触电；X1：设备、电缆漏电；X2：接地保护失效；X3：检漏保护失效；X4雷击；X5：无防潮措施；X6：无独立避雷系统；X7：作业误触带电体；X8：无防护装置；X9绝缘性能失效。
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等效事故树
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练习2 化简该事故树， 练习2：化简该事故树，并做出等效图
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2、最小割集的求法 行列法 • 行列法 行列法是1972年由富赛尔(Fussel)提出的， 行列法是1972年由富赛尔(Fussel)提出的，所以又 1972年由富赛尔(Fussel)提出的 称富塞尔法。 称富塞尔法。 从顶上事件开始，按逻辑门顺序用下面的输入事件 从顶上事件开始， 代替上面的输出事件，逐层代替， 代替上面的输出事件，逐层代替，直到所有基本事件都 代完为止。 代完为止。 • 布尔代数化简法 事故树经过布尔代数化简，得到若干交集的并集， 事故树经过布尔代数化简，得到若干交集的并集， 每个交集实际就是一个最小割集。 每个交集实际就是一个最小割集。
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④ 等幂律 A＋A＝A ＋ ＝ A · A＝A ＝ ⑤ 吸收律 A＋A · B＝A ＋ ＝ A ·（A＋B）＝ ）＝A （ ＋ ）＝ ⑥ 互补律 A＋A´＝１ ＋ ´ A · A´＝０ ´ ⑦ 对合律 （A´）´＝A ´ ⑧ 德·莫根律 莫根律 （A＋B）´＝A´· B´ ＋ ） ´ ´
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• 转移符号
转入符号，表示在别处的部分树， 转入符号，表示在别处的部分树，由该处 转入（在三角形内标出从何处转入）； 转入（在三角形内标出从何处转入）；
转出符号， 转出符号，表示这部分树由此处转移至他 在三角形内标出向何处转移）。 处（在三角形内标出向何处转移）。
等效事故树
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二、最小割集与最小径集
1、割集和最小割集 割集：事故树中某些基本事件的集合， 割集：事故树中某些基本事件的集合，当这些基 本事件都发生时，顶上事件必然发生。 本事件都发生时，顶上事件必然发生。 如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再 是割集了，这样的割集就称为最小割集。 是割集了，这样的割集就称为最小割集。也就是导致 最小割集 顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。 顶上事件发生的最低限度的基本事件组合。
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2、结构函数的运算规则 ① 结合律 ）＋C＝ ＋（ ＋（B＋ ） （A＋B）＋ ＝A＋（ ＋C） ＋ ）＋ （A · B）· C＝A ·（B · C） ） ＝ （ ） ② 交换律 A＋B＝B＋A ＋ ＝ ＋ A · B＝B · A ＝ ③ 分配律 A ·（B＋C）＝（ · B）＋（ · C） ）＝（A ）＋（ ）＋（A ） （ ＋ ）＝（ A＋（ · C）＝（ ＋B）·（A＋C） ＋（B ）＝（ ）＝（A＋ ） （ ＋ ） ＋（
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举例： 举例：对油库静电爆炸进行事故树分析
汽油、柴油作为燃料在生产过程中被大量使用， 汽油、柴油作为燃料在生产过程中被大量使用，由 于汽油和柴油的闪点很低，爆炸极限又处于低值范围， 于汽油和柴油的闪点很低，爆炸极限又处于低值范围， 所以油料一旦泄漏碰到火源， 所以油料一旦泄漏碰到火源，或挥发后与空气混合到一 定比例遇到火源，就会发生燃烧爆炸事故。 定比例遇到火源，就会发生燃烧爆炸事故。火源种类较 多，有明火、撞击火花、雷击火花和静电火花等。 有明火、撞击火花、雷击火花和静电火花等。 试对静电火花造成油库爆炸做一事故树分析。 试对静电火花造成油库爆炸做一事故树分析。 静电火花造成油库爆炸做一事故树分析
·
与门，表示 两个事件同时发生（ 与门，表示B1、B2两个事件同时发生（输 事件才能发生（ 入）时，A事件才能发生（输出）； 事件才能发生 输出）；
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条件或门，表示 条件或门，表示B1或B2任一事 件单独发生（输入） 件单独发生（输入）时，还 必须满足条件a， 事件才发 必须满足条件 ，A事件才发 输出）； 生（输出）；
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• 逻 辑 门 符 号
或门，表示 任一事件单独发生（ 或门，表示B1或B2任一事件单独发生（输 事件都可以发生（ 入）时，A事件都可以发生（输出）； 事件都可以发生 输出）；
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第二部分
事故树的建造 及其数学描述
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一、事故树的建造
1、事故树的符号 • 事件符号 顶上事件、中间事件符号， 顶上事件、中间事件符号，需要进一步往下 符号 分析的事件； 分析的事件； 基本事件符号，不能再往下分析的事件； 基本事件符号，不能再往下分析的事件； 符号 正常事件符号，正常情况下存在的事件； 正常事件符号，正常情况下存在的事件； 符号 省略事件，不能或不需要向下分析的事件。 省略事件，不能或不需要向下分析的事件。
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二、事故树的数学描述
1、事故树的结构函数
i=1,2,…,n ,n） （i=1,2, ,n） 表示单元i 发生（即元、部件正常） 0 表示单元 不发生（即元、部件正常） i=1,2,…,n ,n） （i=1,2, ,n） 1 表示顶上事件发生 表示顶上事件不 0 表示顶上事件不发生 结构函数——描述系统状态的函数。 描述系统状态的函数。 结构函数 描述系统状态的函数 表示单元i 发生（即元、部件故障） 1 表示单元 发生（即元、部件故障）
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三、事故树分析的程序
熟悉系统 确定顶上事件 收集系统资料 建造事故树 修改简化事故树 调查事故 调查原因事件
定性分析
定量分析
制定安全措施 长沙科锐安全工程技术有限公司
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事故树分析方法 FTA
环境保护与安全工程学院 叶勇军
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第一部分 概述 第二部分 事故树的建造及其数学描述 第三部分 事故树的定性分析 第四部分 事故树的定量分析 第五部分 课堂练习
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目的： 目的：找出事故发生的基本原因和基本原因组合 适用范围： 适用范围：分析事故或设想事故 使用方法：由顶上事件用逻辑推导逐步推出基本原因事件 使用方法： 资料准备：有关生产工艺及设备性能资料， 资料准备：有关生产工艺及设备性能资料，故障率数据 人力、时间：专业人员组成小组， 人力、时间：专业人员组成小组，一个小型单元需时一天 效果：可定性及定量， 效果：可定性及定量，能发现事先未估计到的原因事件
xi=
y=
Φ(X) —— 系统的结构函数
y=Φ(X) 或 y=Φ(x1, x2,…, xn)
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Φ(X) = x1 [ x3+ (x4 x5) ] + x2 [ x4+ (x3 x5) ]
（A · B）´＝A´＋B´ ） ´ ´
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练习1 练习1：写出如下事故树的结构函数
T
·
A
+ +
B
+ +
X1
C
·
X3
X4
X2
X3
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Tree Analysis
事故树分析 故障树分析 失效树分析
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