系统安全分析法
第五周 系统安全分析方法3 事故树分析(FTA) ——定性分析3h
+
B1 B2
逻
辑
A
门
·
符 号 B1 B2
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）； 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）；
A
非门，表示B存在时，A不会发生 B
逻辑门符号举例
K1 K2
灯亮
灯不亮
K1 K2
灯亮
灯不亮
K1 闭合
K2
K1
2. Minimal Cut Set /最小割集
布尔代数法 ③ 利用等幂、吸收律化简
T = X1X2+X4X5 +X4X6
该事故树的最小割集为： E1={X1，X2}，E2={X4，X5}，E3={X4，X6}
2. 最小割集
T = X1X2+X4X5 +X4X6 等效事故树为
T +
E1
E2
+
相同转移符号——指明相同子树的位置 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）； 转出符号，表示这部分树由此处转移至他 处（在三角形内标出向何处转移）。
相似转移符号——指明相似子树的位置， 结构相似但事件标号不同的情况
转入符号，相似转入
转出符号，相似转出
工人坠落 死亡
等效事故树 T= x1x3 最小割集{x1, x3}
练习1：化简该事故树，并做出等效图
T=( x1+x3)x1x2 =x1x1x2+x1x2x3 =x1x2+x1x2x3 =x1x2
等效事故树 T=x1x2 最小割集{x1,x2}
2. 最小割集
布尔代数法计算事故树 最小割集
电力系统静态安全分析
式中： gij+jbij为与边界节点i相连的联络线或等值支路导纳。 θij0表示边界节点i和相邻节点j之间的电压相角差。 gio+jbio为支路i侧的对地支路导纳；j：在实时情况下，外部系统运行状态变化不知，而内部和边 界节点复电压和联络线潮流，可以随时由状态估计器提供。
基本情况下外部系统注入 功率分配到边界节点上的 注入功率增量
* . * . S diag (U * ) Y Y 1 S E . UB B B BE EE . E YEQ . U E （6） * U I SI
电力系统运行状态（5）
紧急状态：运行在只满足等式约束条件但不满足
不等式的状态。
持久性的紧急状态：没有失去稳定性质，可通过 校正控制使之回到安全状态。 稳定性的紧急状态：可能失去稳定的紧急状态。 通过紧急控制到恢复状态。
紧急控制一般包括甩负荷，切机，解列控制。
电力系统运行状态（6）
一、概述
随着系统总容量的增加，网络的不断扩大，系统出现故障的 可能性也日趋增加。最终导致用户供电中断。 为保证供电持续性，要求系统安全可靠。 可靠性：在互连系统规划设计方面，当出现故障，系统保 证对负荷持续供电的能力。是一个长时间的概念。
安全性：在互连系统的运行方面，当出现故障，保证对负 荷持续供电的能力。是时变的或瞬时性问题。
Ward等值法的改进措施（2）
保留外部系统的部分PV节点
在等值时，如果外部系统中含有PV节点，则内部系统中发生事故开 断时，应保持外部PV节点对内部系统的无功支援。否则，等值网潮 流解算结果差。 做法：
基于模型的系统安全分析(MBSA)
基于模型的系统安全分析（MBSA）——————临时限速服务器系统建模分析电子信息工程学院研1408班14120281 滕昌敏一、Apsys Simfia软件简介Simfia是空客公司所提供的基于MBSA的安全分析软件，其运行环境是JA V A环境。
Simfia包括SOFIA（软件内核）、SIMUL（高级功能，基于动态仿真，分析安全系列的时序关系及分析故障链传递导致的不期望结果的概率）、FMECA（根据不同的输入和标准，产生不同格式的各类表格，如FHA、FMEA、FMES等）、SAFETY（就安全性来说，可以输出故障树和故障树相关的定量计算、RELDIAG （可靠性计算）、SIMTEST（可测试性计算）等。
Simfia的建模方式很灵活，可以自上而下展开模型，也可以自下而上集成模型。
Simfia最大的特点是基于模型的安全分析方法，模型的好处是模拟描述系统十分贴近真实系统，无论是运行模式还是功能失效，模型的计算是根据数学推理得到，所以结果经得起检验。
安全工程师重要的工作是建立模型，理解系统设计的方案，配置各个组件模块之间的逻辑关系，而输出性的分析性的结果都是可以由软件自动生成。
例如：故障树及割集的自动生成，安全序列的自动生成，FMECA的自动生成，可靠性框图和可测性模型的自动生成。
Simfia具有良好的可视化的建模窗口，快捷的操作界面，清晰明了的菜单。
在simfia上建模，其通俗易懂的层次化结构，十分贴近真实系统的架构。
Simfia是唯一能够覆盖RAMS的自动化分析的集成工作台。
此外，如果设计的复杂系统发生更改与变化，我们只需更改对应的模型信息，simfia所有输出自动更新，迅速配置管理，并具有敏捷的迭代分析。
其他同行软件并不是“基于模型”的，可靠性、维修性、可用性及安全性制定模型必须由认为更新；在系统设计和可靠性、维修性、可用性及安全性模型间没有一致性和相关性的保障。
在这一方面，比传统的安全分析更有效率而且大大减少了工程师们的工作量。
系统安全分析
系统安全分析系统安全分析的目的是查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障或事故，保证系统安全运行。
一、系统安全分析的作用、内容及程序1．系统安全分析的作用在生产过程中导致事故发生的原因是很多的，预防事故需要预先发现、鉴别和判明可能导致发生灾害事故的各种危险因素，尤其是那些潜在的因素，以便于消除或控制这些危险，防止和避免发生灾害事故。
因此必须从系统的观点出发，对生产过程运用系统分析的方法进行分析、评价。
系统安全分析就是把生产过程或作业环节作为一个完整的系统，对构成系统的各个要素进行全面的分析，找出系统的薄弱环节，判明各种状况的危险特点及导致灾害性事故的因果关系，从而对系统的安全性做出预测和评价，为采取各种有效的手段、方法和行动消除危险因素创造条件。
防止事故的发生就是要辨识危险源、分析危险源和控制危险源。
不同类别的危险源所产生的危险与危害也不相同，在进行安全性分析与危险性控制时要有明确的指导思想。
典型的安全分析与控制过程可用图1表示。
图1综上所述，系统安全分析的作用可概括为：（1）能将导致灾害事故的各种因素，通过逻辑图做出全面、科学和直观的描述；（2）可以发现和查明系统内固有的或潜在的危险因素，为安全设计、制定安全技术措施及防止发生灾害事故提供依据；（3）使操作人员全面了解和掌握各项防灾控制要点；（4）可对已发生的事故进行原因分析；（5）便于进行概率运算和定量评价。
2．系统安全分析的内容系统安全分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析，主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其相关关系，通常包括如下主要内容：（1）对可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行调查和分析；（2）对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行调查和分析；（3）对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析；（4）对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最好方法进行调查和分析；（5）对不能根除的危险因素失去或减少控制可能出现的后果进行调查和分析；（6）对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损害的安全防护措施进行调查和分析。
HAZOP分析方法介绍
04
险源和失效模式，确保储罐的安全。
核能行业应用
核电站设计： HAZOP分析方 法用于评估核电 站的设计安全性
核燃料处理： HAZOP分析方 法用于评估核燃 料处理过程的安
全性
核废料处理： HAZOP分析方 法用于评估核废 料处理过程的安
全性
核事故应急处理： HAZOP分析方 法用于评估核事 故应急处理过程
基本原理：通过对工艺流 程图和操作规程进行分析， 识别潜在的危险和操作问 题。
分析步骤：包括定义分析 范围、确定分析节点、识 别潜在危险、评估风险等 级和提出安全建议等步骤。
应用领域业：用于评估钻 井、采油、输油等过程
的安全
电力行业：用于评估发 电、输电、变电等过程
的安全性
4
局限性分析
主观性：分析结果可能受到分析人 员经验和知识水平的影响
复杂性：分析过程可能较为复杂， 需要大量的时间和精力投入
局限性：HAZOP分析方法可能无 法完全覆盖所有潜在的风险和危害
改进措施：可以通过引入其他风险 分析方法，如故障树分析（FTA）、
事件树分析（ETA）等，来弥补 HAZOP分析方法的局限性。
01
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石油行业应用
石油钻井平台：HAZOP分析用于识别钻井平台
01
潜在的危险源和失效模式，确保钻井作业的安全。
石油管道：HAZOP分析用于识别石油管道潜在
02
的危险源和失效模式，确保管道运输的安全。
石油炼化厂：HAZOP分析用于识别炼化厂潜在
03
的危险源和失效模式，确保生产过程的安全。
石油储罐：HAZOP分析用于识别储罐潜在的危
3
化工行业应用
安全分析方法
安全分析方法安全分析是指对某一系统、设备或者环境进行全面的、系统的、科学的分析，以确定其在各种可能的危险条件下的安全性能。
在工程领域中，安全分析方法被广泛应用于各种行业，包括航空航天、化工、石油、核能等领域。
安全分析方法的选择和应用对于保障人们的生命财产安全至关重要。
本文将介绍几种常见的安全分析方法，以及它们的应用范围和特点。
首先，哈萨德风险分析方法（HAZARD）是一种常用的安全分析方法。
它通过对系统进行全面的、系统的分析，识别出潜在的危险和风险，并评估其可能造成的影响。
哈萨德风险分析方法主要适用于对已有系统或者设备进行安全评估，以及对新系统或者设备进行设计时的风险分析。
该方法的优点在于能够全面识别潜在的危险和风险，为系统的安全设计提供重要参考。
其次，故障模式和效应分析（FMEA）是另一种常见的安全分析方法。
它通过对系统的各种可能的故障模式进行分析，确定其可能的影响和后果。
故障模式和效应分析主要适用于对系统的可靠性和安全性进行评估，以及对系统的设计和改进提供参考。
该方法的优点在于能够识别系统的各种可能的故障模式，为系统的可靠性设计和改进提供重要依据。
另外，事件树分析（ETA）是一种用于对系统的可能事件和故障进行分析的方法。
它通过对系统的各种可能的事件和故障进行逻辑分析，确定其可能的发生概率和影响程度。
事件树分析主要适用于对系统的安全性进行评估，以及对系统的设计和改进提供参考。
该方法的优点在于能够全面分析系统的各种可能事件和故障，为系统的安全性设计和改进提供重要依据。
最后，故障树分析（FTA）是一种用于对系统的可能故障进行分析的方法。
它通过对系统的各种可能的故障进行逻辑分析，确定其可能的发生概率和影响程度。
故障树分析主要适用于对系统的安全性进行评估，以及对系统的设计和改进提供参考。
该方法的优点在于能够全面分析系统的各种可能故障，为系统的安全性设计和改进提供重要依据。
综上所述，安全分析方法是保障系统安全性的重要手段。
航天系统安全性分析的概率风险评估方法_顾基发
第21卷第8期Sy st ems Eng ineering 收稿日期:1998年10月18日航天系统安全性分析的概率风险评估方法顾基发 赵丽艳中国科学院系统科学研究所,北京100080摘 要 在对航天系统进行安全性分析的定性、定量、综合方法的基础上,主要介绍了以定量风险评估为主的、在N A SA 和ESA 均得到广泛应用的概率风险评估(Pr obabilistic Risk A ssessment,PR A )方法.着重介绍了该方法的基本思想和具体实施过程,并探讨了在我国航天系统安全性分析中使用P RA 方法的可行性。
主题词 航天安全 概率 风险评估Introduction of Probabilistic Risk Assessment Approach to Analyzethe Safety of Space SystemsG u Jifa Zhao L iy anInstitute of S ystems Science ,Chinese A cad emy o f S ciences ,B eij ing 100080Abstract Aft er simply review ing qualitative ,quantitative and synt hetic methods to analyze the safety of space systems ,this paper mainly introduces main idea and practical w orking procedure of probabilistic risk assessment approach,which considers mostly quantitative risk assessment and has been applied broadly to NASA and ESA.We also explore t he possibilit y of applying PRA t o analyze the safety of our country's space systems.Keywords Safety analysis Probabilistic risk assessment approach1 引 言航天系统的安全性一直是人们所关注的问题。
系统安全分析的理论基础与方法
系统安全分析的理论基础与方法集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-系统安全分析的理论基础与方法摘要本文对系统安全分析的概念、类型、要素、内容及其与其相关的概念、理论进行了阐述，并且简单介绍了系统安全分析常用的几种分析方法。
关键字系统安全分析方法理论基础Abstracttheprinciple,definitionandresearchcontentsofsystemsafet yanalysisarediscussed,thevariousmethodsofsystemsafetyanalysisar esummedup..Keywords:systemsafety;analysismethods;Theoreticalfoundation 1引言安全生产是企业赖以生存和发展，取得良好社会效益和经济效益的前提。
六十年代以来国外对安全系统工程开展了深入的研究，提出了多种系统安全分析的方法。
在系统开发的规划、研制、设计、施工、安装、运行和维护等各个阶段都进行安全性分析，以求及时发现潜在危险，采取有效对策消除危险确保实现工业化生产的安全。
我国在八十年代也开始了安全系统工程方面的研究，并推广应用了各种系统安全分析方法，它们在保证工业生产过程的安全，减少和防止事故的发生方面取得了良好的效果。
2系统安全分析理论基础2.1相关概念我们要理解系统安全分析就要先了解几个概念[1]。
首先是系统安全。
系统安全是指在某一工程计算或活动中的整个寿命周期内，即指的是设计、研制、加工制造、使用直至终止，系统地、有预见地识别和控制危害的专业技术和管理技巧的应用。
由此可见，系统安全是以“全过程”、“系统地”、“事故处理”和对危害的“识别—分析—控制”的方法为其特征。
着眼点放在系统实际运行之前，使系统的设计在安全上达到可以接受的水平，要求在事故发生之前及时的识别和分析、评价系统和系统的危害，把这些危害消除或控制到允许的水平，以使系统能够正常运行或保证安全。
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系统安全分析法
1. 安全检查表分析法 (SCL法)
为了系统地发现工厂、车间、工序或机器、设备以及各种操作管理和组织措施中的不安全因素,事先把检查对象加以剖析,以提问的方式,将检查项目按系统或子系统检查的先后顺序,排列编制成表,以便进行检查。
这种表就是安全检查表。
实际上就是事先按照已讨论、研究好的检查内容和要求编制的一份问题清单。
使用时按预先列好的内容将实际情况与检查条款逐项对照,用划圈(○)、打叉(×)的办法,有条不紊地进行检查诊断,能及时发现隐患、初步明确问题,收到好的检查效果。
安全检查表可在设计、设计审查、各种安全检查和安全教育中使用,亦可用于工厂、车间、班组或机台(岗位) 。
安全检查表分析法具有全面、系统、完整、直观、简单易行、目的明确、应用广泛的特点,是预防、预测事故的重要手段,也是安全培训、系统分析的基础。
其格式如表3-4。
表3—4 安全检查表的格式
根据安全检查表的用途不同,可以分为四类：设计审查用安全检查表、车间用安全检查表、生产工序或岗位用安全检查表、专门机构和专门人员用安全检查表。
各表依用途不同而有不同的要求。
2. 预计危险分析法 (PHA法)
预计危险分析,又称为初步危险分析、预备事故分析。
这种方法是定性分析、评价系统内危险因素的危险程度的方法。
它的作用是在一项工程活动(包括设计、施工、生产) 之前,对系统存在的危险性作预评价,对包括危险类别、出现条件及其后果作宏观、概略分析。
其目的是判别系统的潜在危险,确定其危险等级。
实现预计危险分析,可以有效地避免不必要的设计变更,用较小的代价消除或减少系统中的危险因素,比较经济地确保系统的安全性。
表3—5是以燃气热水器为例进行的预计危险分析。
表3—5 燃气热水器预计危险分析。