陈建国

（河南省鹤壁市安全生产监察支队  河南鹤壁 453030）

摘要：故障树分析是系统安全工程中的一种重要方法。介绍了故障树编制的基本步骤、

基本方法以及在安全管理中的一些应用，为确保安全对策提供了依据，以达到预测和预防事故发生的目的。 

关键词：事故，故障树分析，最小割集、安全管理 

引言 

事故是安全管理的重要依据。一方面，事故造成了人员伤亡和财产损失，人类付出了血的代价；另一方面，事故这种偶然事件中都蕴含必然的规律性。事故树分析是安全系统工程的一种重要分析方法，它是通过对事故的演绎、推理，找到防止事故发生的措施和方法[1]。不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在因素，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析，在风险管理领域常用于企业风险的识别和衡量。 

1.事故树编制的基本步骤 

（1）确定所分析的系统，熟悉系统的整体情况，分析事故的存在的条件，对系统的各种因素进行了详细的了解。

（2）调查系统发生的各类事故，从系统的人、机、物、环境及管理缺陷中，找出构成事故的直接原因和间接原因，确定事故发生的因果关系。 

（3）画出事故树。画出事故树首先要确定顶上事件，选择易于发生且后果严重的事故作为事故的顶上事件，调查与顶上事件有关的的所有原因事件，确定事故原因，并进行影响分析。 

（4）进行事故树定性分析，主要是按事故树结构，求取构成事故树的最小割集或防止事故发生的最小径集，以及基本事件的结构重要度，定性分析是事故树的核心内容。 

（5）事故树定量分析，主要是根据引起事故发生的各基本事件的发生概率，计算事故树顶上事件的发生概率，计算各基本事件的概率重要度和关键重要度。根据定量分析的结果以及事故发生以后可能造成的危害，对系统进行风险分析，以确定安全投资的方向。 

（6）事故树分析的结果总结与应用。对事故树的结果进行总结，利用分析的全部资料与数据，寻求降低事故概率的最佳方案。

2.事故树的分析程序             

事故树分析一般都有下面的十个基本程序。

○1熟悉系统。要求要确实了解系统情况，包括工作程序、各种重要参数、作业情况。○2调查事故。要求在过去事故实例、有关事故统计基础上，尽量广泛地调查所能预想到的事故。○3确定顶上事件。分析系统发生事故的损失和频率大小，从中找出后果严重，且较容易发生的事故，作为分析的顶上事件。○4确定目标。根据以往的事故记录和同类系统的事故资料，进行统计分析，求出事故发生的概率，然后根据这一事故的严重程度，确定我们要控制的事故发生概率的目标值。○5调查原因事件。调查与事故有关的所有原因事件和各种因素，尽量详细查清原因和影响。○6画出事故树。根据上述资料，从顶上事件起进行演绎分析，逐级地找出所有直接原因事件，直到所要分析的深度，按照其逻辑关系，画出事故树。○7定性分析。根据事故树结构进行化简，求出最小割集，确定各基本事件的结构重要度排序[2]。○8计算顶上事件发生概率。首先根据所调查的情况和资料，确定所有原因事件的发生概率，并标在事故树上。根据这些基本数据，求出顶上事件发生概率。○9进行比较。要根据可维修系统和不可维修系统分别考虑。对可维修系统，把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较，如果二者不符，则必须重新研究，看原因事件是否齐全，事故树逻辑关系是否清楚，基本原因事件的数值是否设定得过高或过低等。对不可维修系统，求出顶上事件发生概率即可。○10定量分析。定量分析包括下列三个方面的内容：当事故发生概率超过预定的目标值时，要研究降低事故发生概率的所有可能途径，可从最小割集着手，从中选出最佳方案；利用最小径集，找出根除事故的可能性，从中选出最佳方案；求各基本原因事件的临界重要度系数，从而对需要治理的原因事件按临界重要度系数大小进行排序，以求加强人为控制。

3事故树分析

3.1定性分析

用下行法或上行法求故障树的所有最小割集。

3.1.1下行法

下行法的步骤是：从顶事件开始，由上向下逐级进行，对每个结果事件重复上述原则，直到所有结果事件均被处理，所得每一行的基本事件的集合均为故障树的一个割集。最后按最小割集的定义，对各行的割集通过两两比较，划去那些非最小割集的行，剩下的即为故障树的所有最小割集。

3.1.2上行法

上行法的步骤是：从基本事件开始，由下向上逐级进行。将所得的表达式逐次代入，按布尔运算的规则，将顶事件表示成基本事件积之和的最简式，其中每一项对应于故障树的一个最小割集，从而得到的故障树的所有最小割集。

3.2定量分析

如有足够数据，能够估计出故障树中各基本事件发生的概率，则在所有基本事件相互独立的条件下，可对故障树进行下述定量分析。

3.2.1顶事件发生的概率

求顶事件发生的概率的方法有：真值表法、概率图法、容斥公式法、不交布尔代数法等。真值表法和概率图法仅适用于故障树基本事件个数少的情形。容斥公式法仅适用于故障树最小割集个数少的情形。当故障树的规模比较大的情况，可用不交布尔代数法。

3.2.2重要度

根据实际需要，选择某个或某几个重要度指标，并定量计算出来。在故障树分析中最基本的重要度是：基本事件的结构重要度、概率重要度和相对概率重要度。

4.事故树分析方法的特点及功用 

（1）事故树分析是一种图形演绎方法，是故障事件在一定条件下的逻辑推理方法。它可以就某些特定的故障状态作逐层次深入的分析，分析各层次之间各因素的相互联系与制约关系，即输入与输出的逻辑关系。 

（2）事故树分析能对导致灾害或功能事故的各种因素及其逻辑关系作出全面、简洁和形象的描述，为改进设计、制定安全技术措施提供依据。 

（3）事故树分析不仅仅可以分析某些元、部件故障对系统的影响，而且可对导致这些元、部件故障的特殊原因进行分析。 

（4）事故树分析可作为定性评价，也可定量计算系统的故障概率及其可靠参数，为改善和评价系统的安全性和可靠性提供定性或定量分析基础图形和数据。 

（5）事故树是图形化的技术资料，具有可观性，即使不曾参与系统设计的管理、操作和维修人员，通过阅读也能全面了解和掌握各项防灾控制要点。 

5. 事故树分析中最小割集和最小径集对安全管理有着指导意义[3]。 

（1）最小割集表示系统的危险性。求解出最小割集可以掌握事故发生的各种可能，了解系统危险性的大小，为事故调查和事故预防提供依据。 最小割集越多，系统就越危险。掌握了最小割集，实际上就掌握了解顶上事件发生的各种可能，所以，这对安全管理中掌握事故发生的规律，调查某一事故原因都是有益的。 

（2）最小径集表示系统的安全性。求出最小径集，可知道要使事故不发生，须控制住哪几个基本事件能使顶上事件不发生，并可知道几种可能的预防方案。这也告诉人们改进系统的的可能性和消除隐患的入手处，或者设计一个新系统时，杜绝事故发生的几个方案。 

（3）从最小割集能直观地、概略地看出哪种事故发生后，对系统危险性影响最大，哪种稍次，哪种可以忽略，以及如何采取措施使事故发生概率迅速下降。这对安全管理最优方案选择有着指导作用。 

结论 

 所以我们在企业安全管理中，要善于利用事故树分析法的逻辑关系，将各种隐患因素有机结合在一起，找出系统全部失效的关键环节，有利于静态和动态分析，预测问题，节约大量时间，人力，财力，从而更加有效制定安全措施，确保安全生产，避免灾害的发生，给企业带来更大的经济效益。  

 参考文献 

[1] 邵辉. 系统安全工程[M].北京；石油工业出版社，2008.5

[2]潘璘玲，安全与健康[J].福建；福建人民出版社，2003.10

[3]田水承，景国勋.安全管理学[M]北京；机械工业出版社，2009.8