事故树分析

建库工作, 但数据还相当缺乏。为此, 在工程实践中可以通过系统长期的运行情况统计其正常工作时间、 修复时间及故障发生次数等原始数据, 就可近似求得系统的单元故障概率。表3-10 列出了若干单元、部件的故障率数据。

表 3-10 故障率数据举例

项目 机械杠杆、链条、托架等 电阻、电容、线圈等 固体晶体管、半导体 电气焊接连接 电气螺纹连接 电子管 热电偶 三角皮带 摩擦制动器 管路焊接连接破裂 管路法兰连接爆裂 管路螺口连接破裂 管路胀接破裂 冷标准容器破裂 电(气)动调节阀等 继电器、开关等 断路器(自动防止故障) 配电变压器 安全阀(自动防止故障) 安全阀(每次过压) 仪表传感器 离心泵、压缩机、循环机 往复泵、比例泵 柴油内燃机 汽油内燃机 蒸气透平机 电动机、发电机 气动仪表指示器、记录器、控制器等 电动仪表指示器、记录器、控制器等 真空阀未能启动 溢流阀未能打开 熔断器未能断开 现测值 10—10 10—10 10—10 10—10 10—10 10—10 — 10—10 10—10 — — — — — 10—10 10—10 10—10 10—10 — — 10—10 10—10 10—10 10—10 10—10 10—10 10—10 10—10 10—10 10—10 3╳10—3╳10 3╳10—3╳10 -5-6-5-6-4-5-4-6-2-5-3-6-3-6-3-4-3-6-3-6-3-6-4-7-5-8-5-6-4-7-4-7-4-5-4-6-4-6-4-6-7-9-6-9-6-9-6-9故障率/h 建议值 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 -5-5-5-5-4-4-4-4-4-4-4-5-4-6-5-5-5-5-9-5-5-7-9-4-4-6-5-5-8-6-6-6-1 Page 33 of 58

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2.人的失误概率

人的失误是另一种基本事件, 系统运行中人的失误是导致事故发生的一个重要原因。人的失误通常是指作业者实际完成的功能与系统所要求的功能之间的偏差。人的失误概率通常是指作业者在一定条件下和规定时间内完成某项规定功能时出现偏差或失误的概率, 它表示人的失误的可能性大小, 因此, 人的失误概率也就是人的不可靠度。一般根据人的不可靠度与人的可靠度互补的规则, 获得人的失误概率。 影响人失误的因素很复杂, 很多专家、学者对此做过专门研究, 提出了不少关于人的失误概率估算方法,但都不很完善。现在能被大多数人接受的是 1961 年斯温 (Swda) 和 罗克 (Rock) 提出的 “人的失误率预测方法” (T-HERP) 。这种方法的分析步骤如下:

(1) 调查被分析者的作业程序。 (2) 把整个程序分解成单个作业。 (3) 再把每一单个作业分解成单个动作。

(4) 根据经验和实验,适当选择每个动作的可靠度(常见的人的行为可靠度见表3-11 (5) 用单个动作的可靠度之积表示每个操作步骤的可靠度。如果各个动作中存在非独立事件,则用条件概率计算。

(6) 用各操作步骤可靠度之积表示整个程序的可靠度。

(7) 用可靠度之补数(1减可靠度)表示每个程序的不可靠度,这就是该程序人的失误概率。

人在人机系统中的功能主要是接受信息(输入)、处理信息(判断)和操纵控制机器将信息输出。因此, 就某一动作而言, 作业者的基本可靠度为: R = R1 R2 R3

R1--与输入有关的可靠度; R2--与判断有关的可靠度; R3--与输出有关的可靠度。

R1、、R2、 R3的参考值见表3-12。 由于受作业条件、作业者自身因素及作业环境的影响, 基本可靠度还会降低。例如, 有研究表明,人的舒适温度一般是19∽22 ℃ , 当人在作业时,环境温度超过27 ℃时, 人体失误概率大约会上升40% 。因此, 还需要用修正系数 K 加以修正 , 从而得到作业者单个动作 的失误概率为: q = k (1-R)

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式中 k -- 修正系数,k = a·b·c·d·e; a -- 作业时间系数; b -- 操作频率系数; c -- 危险状况系数; d -- 心理、生理条件系数; e -- 环境条件系数。

a 、 b 、 c 、 d 、 e 的取值见表3-13 。

表 3-11 人的行为可靠度举例

人的行为类型 阅读技术说明书 读取时间(扫描记录仪) 读取电流计或流量计 确定多位置电气开关的位置 在元件位置上标注符号 分析缓变电压或电平 安装垫圈 分析锈蚀 把阅读信息记录下来 分析凹陷、裂纹或划伤 读取压力表 安装O形环状物 分析老化的防护罩 可靠度 0.9918 0.9921 0.9945 0.9957 0.9958 0.9955 0.9962 0.9963 0.9966 0.9967 0.9969 0.9965 0.9969 人的行为类型 上紧螺母、螺钉和销子 连接电缆(安装螺钉) 阅读记录 确定双位置开关 关闭手动阀门 开启手动阀门 拆除螺母、螺钉和销子 对一个报警器的响应能力 读取数字显示器 读取大量参数的打印记录 安装安全锁线 安装鱼形夹 可靠度 0.9970 0.9972 0.9966 0.9985 0.9983 0.9985 0.9988 0.9999 0.9990 0.9500 0.9961 0.9961 表 3-12 R1 、R2、R3 的参考值

类别 简单 影响因素 变量不超过几个 人机工程上考虑全面 R1 0.9995～0.9999 0.9990～0.9995 0.9900～0.9990 R2 0.9990 0.9950 0.9900 R3 0.9995～0.9999 0.9990～0.9995 0.9900～0.9990 一般 变量不超过10个 复杂 变量超过10个 人机工程上考虑不全面 表 3-13 a 、 b 、 c 、 d 、 e 的取值范围

符号 a b c 项目 内容 取值范围 有充足的富余时间,没有充足的富余时间,作业时间 完 1.0, 1.0∽3.0, 3.0∽10.O 全没有富余时间 操作频率 频率适当,连续操作,很少操作 危险状况 1.0, 1.O∽3.0, 3.0∽10.0 即使误操作也安全,误操作时危险性大,误1.0, 1.0∽3.0, 3.0∽10.O 操 Page 35 of 58

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作时产生重大灾害的危险 d 教育、训练、健康状况、疲劳、愿望等综心理、生理条合条 1.O, 1.0∽3.0, 3.0∽10.O 件 件较好,综合条件不好,综合条件很差 环境条件 综合条件较好,综合条件不好,综合条件很1.0, 1.0∽3.0, 3.0∽10.O 差 e

二、顶事件的发生概率

事故树定量分析, 是在已知基本事件发生概率的前提条件下, 定量地计算出在一定时间内发生事故的可能性大小。如果事故树中不含有重复的或相同的基本事件, 各基本事件又都是相互独立的, 顶事件发生概率可根据事故树的结构, 用下列公式求得。

用 “与门” 连接的顶事件的发生概率为:

用 “或门” 连接的顶事件的发生概率为:

式中 qi -- 第 i 个基本事件的发生概率( i=1,2, ? , n)。

如图 3-15所示的事故树。已知各基本事件的发生概率q1 =q2 =q3 =0.1, 顶事件的发生概率为:

P (T) = q1[1-(1- q2)(1- q3)]

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