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事故树之案例分析课


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加乘法

首先根据事故树画出成功树,再给各基本事件赋与“1”, 然后根据输入事件与输出事件之间的逻辑门确定“加”或 “乘”,若遇到或门就用“加”,遇到与门则用“乘”。 割集数目 M1=1+1+1=3 M2=1+1+1=3 T=3*3*1=9 径集数目 M1=1*1*1=1 M2=1*1*1=1 T=1+1+1=3

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4、若事故树的最小割(径)集中所含基本事件数目不相等, 则各基本事件结构重要度的大小,可按下列不同情况而定


若某几个基本事件在不同的最小割(径)集中重复出现的次数相等, 则在少事件的最小割(径)集中出现的基本事件结构重要度大,在 多事件的最小割(径)集中出现的基本事件结构重要度小。 若遇到在少事件的最小割(径)集中出现次数少,而在多事件的最 小割(径)集中出现次数多的基本事件,或其他错综复杂的情况, 可采用下式近似判别比较:

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若最小割集中有重复事件时,必须要用布尔代数 消除每个概率积中的重复事件。 例:某事故树共有3个最小割集,分别为: G1={x1,x2} G2={x2,x3,x4} G3={x2,x5} 各基本事件的发生概率为:q1,q2,q3,q4,q5。求 顶上事件发生概率。

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结构重要度小结

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用上述四条原则判断各基本事件的结构重要度大小,必 须从第一条到第四条逐个判断,而不能只选用其中一条。 两点基本认识:

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5、判别割(径)集数目的方法
同一事故树中最小割集和最小径集数目是不相等的。如果在 事故树中与门多、或门少,则最小割集的数目较少;反之, 若或门多与门少,则最小径集数目较少。在求最小割(径) 集时,为了减少计算工作量,应从割(径)集数目较少的入 手。 若遇到很复杂的系统,往往很难根据逻辑门的数目来判定割 (径)集数目。根据:与门仅增加割集的容量(即基本事件 的个数),而不增加割集的数量;或门则增加割集的数量, 而不增加割集的容量。下面介绍一种用“加乘法”求割(径) 集数目。但要注意,求割集数目和径集数目,要分别在事故 树和成功树上进行。

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例题
某事故树有三个最小割集 G1={X1},G2={X2,X3},G3={X4,X5,X6} 根据第一条原则判断 根据第二条原则判断

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某事故树有四个最小割集 G1={X1,X2,X3},G2={X1,X3,X5}, G3={X1,X5,X6},G4={X1,X4,X7} 根据第三条原则判断

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若不求精确值时,可利用最小割(径)集进行结构 重要度的分析。这种方法主要特点是:根据最小割 (径)集中所包含的基本事件数目(也称阶数)排 序,具体原则如下:
1、由单个事件组成的最小割(径)集中,该基本事件结 构重要度最大。例 题 2、仅在同一个最小割(径)集中出现的所有基本事件, 而且在其他最小割(径)集中不再出现,则所有基本事件 结构度相等。 例 题 3、若最小割(径)集中包含的基本事件数目相等,则在 不同的最小割(径)集中出现次数多者基本事件结构重要 度大,出现次数少者结构重要度小,出现次数相等则结构 重要度相等。例 题

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三、重要度分析

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在一个事故树中往往包含有很多的基本事件,这些 基本事件并不是具有同样的重要性,有的基本事件 或其组合(割集)一出现故障,就会引起顶上事件 故障,有的则不然。一般认为,一个基本事件或最小 割集对顶上事件发生的贡献称为重要度。按照基本 事件或最小割集对顶上事件发生的影响程度大小来 排队,这对改进设计、诊断故障、制定安全措施和 检修仪表等是十分有用的。
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如果事故树中各最小径集中彼此有重复事件,则 要消去概率积中基本事件不发生概率的重复事件。 例:某事故树共有三个最小径集:P1={x1,x2}; P2={x2,x3} P3={x2,x4}。各基本事件的发 生概率为:q1,q2,q3,q4。求顶上事件发生概率。
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一、事故树的定性分析回顾

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1、利用布尔代数化简事故树

在事故树初稿编制好之后,需要对事故树进行仔细检查 并利用布尔代数化简,特别是在事故树的不同部件存在 有相同的基本事件时,必须用布尔代数进行整理化简, 然后才能进行定性、定量分析,否则就可能造成分析错 误。
I ( j)
x j Gr

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1 2
n j 1


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例题
某事故树有五个最小割集 G1={X1,X3},G2={X1,X4}, G3={X2,X3,X5},G4={X2,X4,X5}, G5={X3,X6,X7} 根据第4条原则判断

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如果各最小割集中彼此没有重复的基本事件,则可先 求出各个最小割集的概率,即最小割集所包含的基本 事件的交(逻辑与)集,然后求出所有最小割集的并 (逻辑或)集概率,即得顶上事件的发生概率。 例:某事故树共有3个最小割集,分别为: G1={x1,x2} G2={x3,x4,x5} G3={x6,x7}各 基本事件的发生概率为:q1,q2,q3,…,q7。求顶上事 件发生概率。
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1、结构重要度

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结构重要度是指不考虑基本事件自身的发生概率, 或者说假定各基本事件的发生概率相等,仅从结构 上分析各个基本事件对顶上事件发生所产生的影响 程度。 结构重要度分析可采用两种方法


3、需要做出的三点假设:
基本事件之间是相互独立的; 基本事件和顶上事件都只有两种状态——发生或不发生 (正常或故障); 一般情况下,故障分布都假设为指数分布。

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4、利用最小割集计算顶上事件发生的概率

加 乘 法
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加乘法
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文字叙述加乘法

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2、概率重要度

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基本事件发生概率变化引起顶上事件发生概率的变化 程度称为概率重要度 I g (i ) 。由于顶上事件发生概率 g函数是一个多重线性函数,只要对自变量求一次偏导, 就可得到该基本事件的概率重要度系数, g 即: Ig q i 利用上式求出各基本事件的概率重要度系数后,就可 知道众多基本事件中,减少哪个基本事件的发生概率 就可有效地降低顶上事件的发生概率。 若所有基本事件发生概率都等于0.5时,概率重要度系 数=结构重要度系数。
事故树定性分析的主要任务是求出导致系统事故的全部 故障模式,系统的全部故障模式就是系统的全部最小割 集。系统的全部正常模式就是系统的全部最小径集。通 过对最小割集或最小径集的分析可以找出系统的薄弱环 节,提高系统的安全性和可靠性。
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2、最小割集与最小径集

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5、利用最小径集计算顶上事件发生的概率
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