概率安全分析
安全系统工程课件：事故树分析(八)——概率重要度及临界重要度分析
程度下降了，这是因为它的发生概率小。而
基本事件x3的重要程度上升了，这不仅是因
为它的敏感度大，而且它本身的概率值也较
大。
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单击三此、处临编界辑重母要版度标分题析样式
利用概率重要度求结构重要度
在求结构重要度时，基本事件的状态设
为“0”和“1”两种状态，即发生概率为50%
)
q4q5
0.002
概率重要度系数
Iq
(3)
P(T q3
)
q1
q4
0.05
分别为：
Iq (4)
P(T ) q4
q3
q2q5
0.031
Iq
(5)
P(T ) q5
q1
q2q4
0.0108
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单击二此、处概编率辑重母要版度标分题析样式
这样就可以按概率重要度系数的大小排列 出各基本事件的概率重要度顺序为：
选用部件可靠性及改进系统的结构提供了依
据；
概率重要度系数是反映基本事件发生概
率的变化对顶上事件的发生概率影响的敏感
度，为降低基本事件发生概率对顶事件发生
概率的贡献大小提供了依据；
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单击三此、处临编界辑重母要版度标分题析样式
临界重要度系数则从敏感度和基本事件 的发生概率的大小双重角度反映对顶上事件 发生概率大小的影响。因此，关键重要度比 概率重要度和结构重要度更能准确地反映基 本事件对顶上事件的影响程度，为找出最佳 的事故诊断和确定安全防范措施的顺序提供 了依据。
。因此，当假定所有基本事件的发生概率均
《概率安全分析》课件
04
概率安全分析应用
在核能领域的应用
核能设施的风险评估
概率安全分析用于评估核能设施的运行风险，包括设备故障、人为 操作失误等，为设施的安全运行提供保障。
核事故后果预测
通过概率安全分析，可以对核事故的后果进行预测，包括放射性物 质释放、对环境和人类健康的影响等，为应急响应提供决策依据。
核能设施的优化设计
02
事件树分析的目的是识别系统在不同事件序列下的可能结果，评估它 们的概率和影响程度，从而优化系统的设计和操作。
03
事件树分析的步骤包括确定初始事件、建立事件树、分析和评估。
04
事件树分析广泛应用于核能、交通运输、电力等领域，用于提高系统 的应急响应和危机管理能力。
风险矩阵法
01 02 03 04
寿命分布与可靠性模型
产品寿命的统计分布是评估可靠性的基础，常见的寿命分布有指数 分布、正态分布、对数正态分布等。
维修性与可用性
维修性是指产品在出现故障后能够快速修复的能力，可用性则是指 产品在任何时刻都能够正常使用的程度。
系统安全基础
安全系统工程
系统安全工程是确保系统安全的 一套方法和技术，包括危险识别 、风险评估、安全控制等方面。
航空器概率安全分析流程
航空器概率安全分析的流程包括收集数据、建立模型、分析故障模式和概率、计算事故概 率和后果等步骤。
航空器概率安全分析应用
航空器概率安全分析的应用包括评估航空器的安全性能、确定航空器的维修和检查周期、 优化航空器的设计和运行等。
化工厂的概率安全分析案例
化工厂概率安全分析概述
化工厂的概率安全分析是一种评估化工厂在生产过程中发生事故风 险的评估方法。
初步危险分析（PHA）
评估安全风险概率
评估安全风险概率
评估安全风险概率是指对一项活动或行为产生的安全威胁的概率进行估计和测量。
评估安全风险概率的目的是帮助组织或个人理解和量化可能发生的安全事故的可能性，以便制定相应的措施来降低风险。
评估安全风险概率的过程通常包括以下步骤：
1. 识别潜在的威胁和漏洞：通过调查和分析相关的安全资料、经验和案例，确定可能对活动或行为构成安全威胁的因素。
2. 确定风险事件的可能性：结合已有的数据、统计分析和专业知识，评估每种潜在威胁发生的可能性，通常使用概率来表示。
3. 进行风险分析：将威胁的概率与潜在的影响或后果进行对比分析，确定风险的等级和优先级。
4. 制定风险管理计划：基于评估结果，制定相应的风险管理措施和计划，包括风险预防、事故应急响应和事后救援等。
评估安全风险概率的准确性和可靠性取决于所依赖的数据、信息来源和评估方法的质量。
常用的评估方法包括定量和定性分析，分别使用概率统计和专家判断来量化风险概率。
需要注意的是，评估安全风险概率只是风险管理过程中的一部分，还需要综合考虑其他因素，如风险的严重程度、成本效益等，才能制定出全面有效的风险管理策略。
概率分析在煤矿安全生产方面的应用
１ ． 概 率 分析 ２
某 矿 在过 去 的２ 年 中 ，发 生重 大 ０ 人 身 伤亡 事故 为３ 人次 ， ３ 在册 人 数９ ３ ９
工 人 下矿 并作 业 一 个班 ，出现 重 大人 身伤 亡事 故 的频 率 为 ：
ｑ ３ ／（ ９ × ６ × ０） ００ ０ ０ ３ ＝ ３ ９ ３ ２ ５ ２ ＝ ．０ ０ ６
Ｐ＝１ Ｏ．ｏｏ ０６３ ０． ９ ９３ 一 ０ Ｏ ＝ ９９ ９ ７
统 工 程 。 因此 ， 为实 现这 一 目标 ， 可 下井 作业 一 个班 对
地 了解 和掌握 ，以便 对 不 安全 因素实
施 控 制 和预 防 ： 俗 话 说 ：一 万 不 怕 ， 怕 万 一 ” “ 只 这
根据 以上计 算 该 怎样评 价 该矿 的
可 能 发 生 事故 ” 予 疏 忽 ， 正 是 “ 而 这 违 在 １０ 人 的情 况 ，实 现全 年 无重 大 人 ５０ 章作 业 ” 以制止 的原 因 ， 正是 安 全 身 伤亡 事故 的频率 是 ： 难 也 生 产 的大 敌 。
一
ｑ ＝Ｐ 。 。。
＝
＝ ９ ９ ７ ０． ９９ ９３ ９
作 业 ” 的危 害还 在 于 它并 不一 定 导致 正是 一 种大 量 的重 复 的 ，每 日每 时进
事故 ，甚至 在 多数 情况 下 并不 导致 事 行着 的事 件 ， 因此 ， 不 能忽 视 任何 即 就 故 ， 就 是 因 为某 些 “ 章作 业 ” 生 使是 出现 概率 非 常小 的情 况 。 这 违 发 事故 的概率 非 常少 ， 一些 人 视 为“ 让 不 如 果该 矿 满 足 于现 况 ，若 工人 数
低 到零 。 “ 钩 ” 而 挂 重 大 人 身伤 亡 事 故 ， 常 是 由 于 正 是 一 种 重 复 工 常 若 干 各 自独 立 的 原 因 造 成 的 ， 就煤 矿 作 事 件 ， 因此 ， 就
概率安全分析
概述
• 二、意义
• 它可以发现设计缺陷、共因失效概率、各种可能的失效模 式和电厂内各种不利的系统间相互作用。PSA技术还可以 用来估价设计改动的代价，因此它可以用作设计决策的重 要工具。虽然PSA的分析结果中会给出堆芯熔化的概率及 环境后果，但是很难说这是它的终极目标，更不是它的唯 一目标。我们宁可把PSA分析过程看作对核电厂的一次全 面认识过程，这也许更合乎实际，也更合乎PSA技术的特 点。
• 分析过程：
• 1.诊断失误概率 • 根据假设，诊断可用时间为30m，得到诊断失误概率为： 0.001 • 2. 动作失误概率 • 在正确诊断的情况下，操纵员仍有可能在动作的执行过程 出现错误。根据E3规程，操纵员总共需要进行5步主要的 操作，假定任何一步出现错误，都将导致任务失败。因此 需要将5个步骤的动作失误概率相加。
• 破损SG隔离的相关规程（假定）： • A3规程第3步： • a.调整破管蒸汽发生器的大气释放阀开启设定值 至7.0MPa • b.确认破管蒸汽发生器的大气释放阀---关闭 • c.关闭破管蒸汽发生器的主蒸汽隔离阀及其旁路 阀 • d.隔离破管蒸汽发生器的排污 • e.关闭破管蒸汽发生器的主蒸汽隔离阀前疏水阀
• 将多人构建的包括有故障树的多个模型整合到一个模型中
– 利用Risk Spectrum的导入/导出功能 – 先把支持系统故障树导入到一个模型中，而且独立性最强的故障 树，最先导入 – 与后面的系统故障树整合时，打开要整合的系统故障树模型，再 导入已经整合的模型，即，用整合好的模型覆盖未整合的模型中 的相同部分 – 再将前沿系统的故障树整合到已经包括有所有支持系统故障树的 模型中 – 所有故障树都整合到一个模型中后，逐个将代表支持系统故障树 的转移门或待发展事件替换为相应的故障树逻辑门
天然气输送管道的安全性评估与优化
天然气输送管道的安全性评估与优化近年来，随着我国经济的快速发展和人口的不断增加，能源资源的需求也日益增长。
作为一种环保、高效、安全的清洁能源，天然气在我国的能源消费结构中占据着不可替代的重要地位。
而天然气输送管道作为天然气流通的“动脉”，其安全性评估和优化管理成为了必要的课题。
一、天然气输送管道的安全性评估天然气输送管道是一种高压、高危的系统，其安全性评估是保障国家能源安全和人民生命财产安全的重要一环。
常见的评估方法有概率安全分析、风险矩阵评估、事故树分析等。
其中，概率安全分析是一种针对系统整体的评估方法，通过对系统中各项指标的分析，得出系统发生事故的概率和后果。
其基本思想是将整个管道系统分解成各个独立的组成单元，并针对每个单元建立可靠性模型，最终得出整个系统的可靠性指标。
风险矩阵评估是一种常见的风险评估方法，适用于简单单元的安全评估。
通过对单元的故障率、维修时间和负载因子等指标进行分析，得出单元的风险等级，从而判断其是否需要进行维修和升级。
事故树分析是一种常见的事故分析方法。
将可能导致事故的基本因素分解成各种事件和事故场景，并在这些基础上建立一个逻辑模型，分析事件的关系和事故的发生机理，最终研究事故的根本原因和预防措施。
二、天然气输送管道的优化管理天然气输送管道的优化管理主要包括三个方面：设备管理、运维管理和安全管理。
设备管理是天然气输送管道的基础工作，其包括设备的采购、安装和运营维护等。
为了确保天然气输送管道的正常运行，需要对设备进行合理配置和按期保养，在设备发生故障时及时进行检修和更换，保证管道设备的性能和寿命。
运维管理是在设备管理和安全管理基础上进行的重要工作，主要包括管道的日常监测和运行管理等。
通过对管道的监测、检修和保养等工作，发现和解决管道问题，确保天然气处理设施的高效、安全运行。
安全管理是天然气输送管道管理的重要环节。
其包括事故预防、事故应急和事故处理等方面。
在事故预防方面，需要从多个方面考虑，如设备控制、安全控制和检修控制等。
核电站概率安全分析讲义
核電站概率安全分析講義目錄第1章概述1.1 風險的概念1.2 風險評價1.3 概率風險評價（PSA）技術的發展歷程1.4 PSA技術的展望1.5 思考題第2章數學知識2.1 概率論及數理統計2.2 布爾代數2.3 思考題第3章可靠性工程基礎3.1 可靠性基本概念3.2 失效過程的可靠性特徵量3.3 修復過程的可靠性特徵量3.4 生命全過程的可靠性特徵量3.5 思考題第4章核電站安全原理4.1 核反應爐的潛在風險及核安全的概念4.2 降低核反應爐潛在風險的措施4.3 核反應爐安全設施和安全功能4.4 核反應爐安全評價4.5 思考題第5章核電站概率安全分析5.1 核電站PSA概述5.2 初因事件分析5.3 核電站模型及事件樹分析5.4 系統模型及故障樹分析5.5 事故序列定量分析5.6 思考題第6章PSA分析中的其他問題6.1 PSA中的事件模型6.2 相關失效分析6.3人可靠性分析6.4 PSA分析軟體和數據庫6.5 PSA中的不確定性分析6.6 思考題第7章PSA發展趨勢及其應用7.1 PSA發展趨勢7.2 PSA研究成果7.3 PSA應用7.4 思考題前言核能的發展和和平利用是20世紀科技史上最傑出的成就之一。
人類今天已擁有大規模利用核能的能力，核電站的發展相當迅速，已被公認為一種經濟、安全、可靠、乾淨的能源。
到上世紀末，在全世界31個國家和地區已有438臺核電機組在運行，總裝機容量達到約351Gwe，約占發電總量的16%。
研究堆作為強大有效的中子源，其用途更加廣泛，可用來進行基礎研究，生產軍用、醫用和工業用等各種放射性同位素，或對生物、種子等多種物質進行輻照，或開展中子活化分析、中子照相及中子治癌等各種應用，已成為科研、工業、農業、醫學中重要的設施。
為了應對人口及經濟增長，人類對能源和電力需求提出了巨大挑戰，與化石能源相比，由於核能在世界能源平衡中具有的獨特優勢，許多有識之士預測核能將扮演越來越重要的角色，核能對於優化能源結構、促進能源多元化、提高能源安全和能源資源的合理利用以及保護環境具有不可替代的作用。
RiskA：可靠性_概率安全分析(PSA)软件
RiskA：可靠性/概率安全分析（PSA）软件核安全是核能发展的生命线，概率安全分析（PSA）在核电站设计与运行等阶段占有举足轻重的地位，为核监管当局强制要求。
三里岛、切尔诺贝利、福岛核事故更加引起了社会大众对核安全的广泛关注，同时也对核电站的安全运行提出了更高的要求。
我国目前所用核安全软件大多进口，难以满足国内核电站的发展需要。
FDS团队利用自身多学科交叉的人力与学科优势开展了一系列相关工作，自主研发了一系列可靠性与概率安全分析软件，主要包括：可靠性/概率安全分析软件RiskA、实时风险管理系统RiskAngel、秦山三核风险监测系统TQRM、可靠性数据库管理平台RiskBase等。
RiskA（© 2000-2014 FDS团队保留所有权利）是FDS 团队自主研发的大型可靠性/概率安全分析软件，自从2002年发布RiskA1.0以来，软件已经经历了若干次版本升级。
目前该软件系列的最新版本是RiskA4.0版，可时独立发布故障树分析工具RiskAT1.0，可同时发布单机版和网络版，更高级版本也正在同步研发与测试中。
RiskA主要包含如下主要功能：故障树和事件树的交互建模；快速进行故障树定性分析及定量计算；自动将序列和后果通过逻辑转换成相应的故障树，调用故障树化简求解模块对序列和后果进行定性及定量计算；对模型（包括故障树和事件树）的反复迭代求解，分析模型输入的不确定性对计算结果的不确定性的影响；基于模型的定性结果计算基本事件失效概率或参数值敏感度的高值和低值，以获悉单个变量变化对故障树和事件树定量结果的影响，指出减小系统失效概率或后果发生频率的最佳途径；提供多种重要度（如FV重要度、RAW致险价值重要度及RRW减险价值重要度等）指标的计算，可为选择关键风险部件和制定维修策略提供重要参考依据；提供报表模板自定义配置，报表输出等报表功能；用户权限及认证管理、模型数据的存储/导入/导出等管理功能。
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始发事件
• 2.2 确定始发事件清单的方法
• • • • 工程评价 参考现有清单 演绎分析 运行经验反馈
始发事件
• 2.3 始发事件清单
• • • • • • • 大LOCA 中LOCA 小LOCA V-LOCA 压力容器破裂 丧失热阱 丧失给水
始发事件
• • • • • • • • • • 丧失电源 给水管道破口 蒸汽管破口 一回路瞬态 二回路瞬态 硼误稀释 丧失直流电源 丧失压缩空气 SGTR 蒸汽管道破裂叠加SGTR
• 找出SGTR始发事件发生后，7个功能题头中需要实现的人员动作。这 个步骤原则上有事件树分析人员和HRA分析人员共同完成。 • SGTR事件树各个题头中有多少个操纵员动作需要完成，在不同的电 站由于规程、自动化程度等差异，是不同的。
故障树分析
• • • • • • • • 故障树分析的步骤 (1)、建树前的准备 熟悉系统 (2)、选取顶事件 定义系统任务、边界、功能范围 系统的简化流程图 系统和部件的初始/分析状态 系统和部件的成功准则
故障树分析
• (3)、失效模式与效应分析 FMEA
• (4)、从顶事件开始，由上至下寻找可能导 致该事件发生的直接原因，直至分析到已 探明发生原因的故障（即基本事件），形 成故障树。
人因分析
• 始发事件前HRA－－分析始发事件发生前人 员动作（类型A）的可靠性。 • 始发事件前人员动作：电站正常运行期间 发生的、会影响部件或系统安全功能的人 员行动
人因分析
始发事件后HRA分析例子
SGTR事件描述： • 反应堆自动停堆，安注自动投入，安注保护信号 将触发主给水隔离和启动辅助给水。 • 操纵员进入EOP规程，根据主控制室征兆判断事 故。所依据的征兆包括：二次侧剂量水平和蒸汽 发生器水位的变化识别事故的蒸汽发生器。蒸汽 发生器传热管断裂事故SGTR中的人误事件为例
主要内容
• • • • • • • 概述 基本分析方法 事件树分析方法 故障树分析方法 人因分析 数据及定量化 应用前景
概述
• 一、背景
• 概率安全评价（PSA）又称概率风险分析（PRA）是一种 系统的工程安全评价技术。 • 20世纪70年代初，PRA技术逐渐成熟，并在航空与航天 部门应用成功； • 1975年，PSA首次应用于轻水反应堆安全分析，WASH1400报告（RSS）； • 1979年3月，三里岛核电厂2号机组发生的事故证实了《 反应堆安全研究》的预言。
概述
• 三、分级
概述
基本分析方法
一级PSA 始发事件分析 事件树分析 事故序列定量化
原始资料收集
故障树分析
不确定性和敏感性
共因失效分析
人员可靠性分析
建立数据库
始发事件
• 一、始发事件的定义 • 始发事件是事件对电厂运行产生干扰，当电厂的各种
缓解系统不能成功运行时，存在堆芯损害的潜在功能。
• 二、始发事件的选择
事件树分析方法
• 事件树分析（Event Tree Analysis）方法 是一种逻辑演绎法。在给定一个始发时间 的前提下，分析此始发事件可能导致的各 种事故序列的结果，从而定性和定量地评 价系统的特性，帮助分析人员获得正确的 决策。 • 事故序列以图形表示，且呈树型，故得名 事件树。
事件树分析方法
• SGTR事件运行规程：SGTR事故后的应急规程是A3规程
• • • • • • • •
SGTR始发事件发生后需要保证的安全功能有： 1．紧急停堆(RPS) 2．辅助给水和主给水系统的投入(AFW/MFW) 3．隔离事故蒸汽发生器（FSGIS） 4．用完好的蒸汽发生器进行降温 5．高压安注(HPI) 6．冲排冷却（Feed&Bleed） 7．余热去除（RHR）
概述
• 二、意义
• 它可以发现设计缺陷、共因失效概率、各种可能的失效模 式和电厂内各种不利的系统间相互作用。PSA技术还可以 用来估价设计改动的代价，因此它可以用作设计决策的重 要工具。虽然PSA的分析结果中会给出堆芯熔化的概率及 环境后果，但是很难说这是它的终极目标，更不是它的唯 一目标。我们宁可把PSA分析过程看作对核电厂的一次全 面认识过程，这也许更合乎实际，也更合乎PSA技术的特 点。
• 2.1 放射性释放的来源和条件
• 电厂放射性释放源（反应堆堆芯、换料水池、乏燃料处理 装置以及放射性废物储存箱）； • 运行工况（A:满功率到一回路压力大于P11、温度大于 P12;B:P11、P12以下至RRA连接条件；C：RRA连接至正 常冷停堆; D：一回路排水或开口）； • 电厂损伤状态的定义
始发事件
• 三、 电厂安全功能及前沿系统
• 控制反应性（RPR、HHSI） • 排出堆芯衰变热和储存热（ARE和GCTc、ASG和 GCTc、HHSI、安注箱和LLSI、RRA、PTR） • 保持反应堆冷却剂压力边界完整性（稳压器安全 阀、RRA安全阀、主泵密封水注入） • 保持反应堆冷却剂总量（HHSI、低压安注系统、 Accumulator） • 保护安全壳完整性（EAS）
• 事件树分析步骤
• • • • • 1 2 3 4 5 建立分析的边界条件 定义始发事件所要求的安全功能 确定成功准则 建立事件树 逻辑简化
事件树分析方法
• 举例
故障树分析
• 什么是故障树 •一种图形化的、演绎的静态分析方法， 分析系统是如何失效的； •从不期望的事件开始，分析可能造成 “顶事件”的各种因素，按逻辑关系从上 至下分析，直至找到导致顶事件发生的最 终原因 •显式构模表达多重故障 •用于评估系统的不可用度
故障树分析
故障树分析
故障树分析
故障树分析
人因分析
• （1）类型A：始发事件前的人员动作，影 响系统或部件的不可用性； • （2）类型B：引起始发事件的人员动作； • （3）类型C：响应始发事件而进行的人员 动作。
人因分析
• A 类人员可靠性分析——ASEP
• C类人员可靠性分析——THERP+HCR
• 识别出事故的蒸汽发生器后需要将其隔离，其目的是避免 事故蒸汽发生器被充满水，导致事故蒸汽发生器的大气排 放阀或主蒸汽安全阀带水向环境排放。 • 为了进可能快地减少直至终止一二回路的泄漏，必须通过 一回路的降温、降压来实现，然后将机组带到余热去除系 统投入，并最终将机组带到冷停堆工况以便维修事故蒸汽 发生器