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1、工程技術(shù)學(xué)院李季2009.03CompanyLogoCopyright?byARTCOMPTAllrightsreserved.事故樹之案例分析課2一、事故樹的定性分析回顧1、利用布爾代數(shù)化簡事故樹在事故樹初稿編制好之后,需要對事故樹進(jìn)行仔細(xì)檢查并利用布爾代數(shù)化簡,特別是在事故樹的不同部件存在有相同的基本事件時,必須用布爾代數(shù)進(jìn)行整理化簡,然后才能進(jìn)行定性、定量分析,否則就可能造成分析錯誤。2、最小割集與最小徑集事故樹定性分析的主要任務(wù)是求出導(dǎo)致系統(tǒng)事故的全部故障模式,系統(tǒng)的全部故障模式就是系統(tǒng)的全部最小
2、割集。系統(tǒng)的全部正常模式就是系統(tǒng)的全部最小徑集。通過對最小割集或最小徑集的分析可以找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié),提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。33、最小割集的求法——布爾代數(shù)化簡法事故樹經(jīng)過布爾代數(shù)化簡,得到若干交集的并集,每個交集實際就是一個最小割集。4、最小徑集的求法——成功樹的最小割集就是原事故樹的最小徑集。對偶樹——只要把原事故樹中的與門改為或門,或門改為與門,其他的如基本事件、頂上事件不變,即可建造對偶樹。成功樹——在對偶樹的基礎(chǔ)上,再把基本事件及頂上事件改成他們的補(bǔ)事件。就可得到成功樹。45、判別割(徑)集
3、數(shù)目的方法同一事故樹中最小割集和最小徑集數(shù)目是不相等的。如果在事故樹中與門多、或門少,則最小割集的數(shù)目較少;反之,若或門多與門少,則最小徑集數(shù)目較少。在求最小割(徑)集時,為了減少計算工作量,應(yīng)從割(徑)集數(shù)目較少的入手。若遇到很復(fù)雜的系統(tǒng),往往很難根據(jù)邏輯門的數(shù)目來判定割(徑)集數(shù)目。根據(jù):與門僅增加割集的容量(即基本事件的個數(shù)),而不增加割集的數(shù)量;或門則增加割集的數(shù)量,而不增加割集的容量。下面介紹一種用“加乘法”求割(徑)集數(shù)目。但要注意,求割集數(shù)目和徑集數(shù)目,要分別在事故樹和成功樹上進(jìn)行。加乘法5
4、加乘法6文字?jǐn)⑹黾映朔映朔ㄊ紫雀鶕?jù)事故樹畫出成功樹,再給各基本事件賦與“1”,然后根據(jù)輸入事件與輸出事件之間的邏輯門確定“加”或“乘”,若遇到或門就用“加”,遇到與門則用“乘”。割集數(shù)目徑集數(shù)目M1=1+1+1=3M1=1*1*1=1M2=1+1+1=3M2=1*1*1=1T=3*3*1=9T=1+1+1=37怎樣分析簡單割集數(shù)目比徑集數(shù)目多,此時用徑集分析要比用割集分析簡單。如果估算出某事故樹的割、徑集數(shù)目相差不多,一般從分析割集入手較好。這是因為最下割集的意義是導(dǎo)致事故發(fā)生的各種途徑,得出的結(jié)果簡明
5、、直觀。8二、事故樹的定量分析1、事故樹定量分析的任務(wù)是:在求出各基本事件發(fā)生概率的情況下,計算或估算系統(tǒng)頂上事件發(fā)生的概率以及系統(tǒng)的有關(guān)可靠性特性,并以此為依據(jù),綜合考慮事故(頂上事件)的損失嚴(yán)重程度,與預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行比較。如果得到的結(jié)果超過了允許目標(biāo),則必須采取相應(yīng)的改進(jìn)措施,使其降至允許值以下。92、在進(jìn)行定量分析時,應(yīng)滿足幾個條件:各基本事件的故障參數(shù)或故障率已知;在事故樹中應(yīng)完全包括主要故障模式;對全部事件用布爾代數(shù)做出正確的描述。3、需要做出的三點假設(shè):基本事件之間是相互獨立的;基本事件和頂上
6、事件都只有兩種狀態(tài)——發(fā)生或不發(fā)生(正?;蚬收希?;一般情況下,故障分布都假設(shè)為指數(shù)分布。104、利用最小割集計算頂上事件發(fā)生的概率如果各最小割集中彼此沒有重復(fù)的基本事件,則可先求出各個最小割集的概率,即最小割集所包含的基本事件的交(邏輯與)集,然后求出所有最小割集的并(邏輯或)集概率,即得頂上事件的發(fā)生概率。例:某事故樹共有3個最小割集,分別為:G1={x1,x2}G2={x3,x4,x5}G3={x6,x7}各基本事件的發(fā)生概率為:q1,q2,q3,…,q7。求頂上事件發(fā)生概率。11若最小割集中有重復(fù)事
7、件時,必須要用布爾代數(shù)消除每個概率積中的重復(fù)事件。例:某事故樹共有3個最小割集,分別為:G1={x1,x2}G2={x2,x3,x4}G3={x2,x5}各基本事件的發(fā)生概率為:q1,q2,q3,q4,q5。求頂上事件發(fā)生概率。125、利用最小徑集計算頂上事件發(fā)生的概率如果各最小徑集沒有重復(fù)的基本事件,也就是最小徑集之間是完全不相交的,那么可先求各最小徑集的概率,即最小徑集所包含的基本事件的并集(邏輯或),然后求所有最小徑集的交集(邏輯與)概率,即得頂上事件的發(fā)生概率。例:某事故樹共有3個最小徑集,分別為
8、:G1={x1,x2}G2={x3,x4,x5}G3={x6,x7}各基本事件的發(fā)生概率為:q1,q2,q3,…,q7。求頂上事件發(fā)生概率。13如果事故樹中各最小徑集中彼此有重復(fù)事件,則要消去概率積中基本事件不發(fā)生概率的重復(fù)事件。例:某事故樹共有三個最小徑集:P1={x1,x2};P2={x2,x3}P3={x2,x4}。各基本事件的發(fā)生概率為:q1,q2,q3,q4。求頂上事件發(fā)生概率。14三、重要度分析在一個事故樹中往往包