?? 事故樹(shù)定性分析就是對(duì)事故樹(shù)中各事件不考慮發(fā)生概率多少,只考慮發(fā)生和不發(fā)生兩種情況。通過(guò)定性分析可以知道哪一個(gè)或哪幾個(gè)基本事件發(fā)生,頂上事件就一定發(fā)生,哪一個(gè)事件發(fā)生對(duì)頂上事件影響大,哪一個(gè)影響少,從而可以采取經(jīng)濟(jì)有效的措施,防止事故發(fā)生。
??? 事故樹(shù)定性一分析包括求最小割集和最小徑集,計(jì)算各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度,在此基礎(chǔ)上確定安全防災(zāi)對(duì)策。
??? (1) 最小割集和最小徑集
??? 在事故樹(shù)中,如果所有的基本事件都發(fā)生則頂上事件必然發(fā)生。但是在很多情況下并非如此,往往是只要某個(gè)或幾個(gè)事件發(fā)生頂上事件就能發(fā)生。凡是能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基本事件的集合就叫割集。割集也就是系統(tǒng)發(fā)生故障的模式。在一棵事故樹(shù)中,割集數(shù)目可能有很多,而在內(nèi)容上可能有相互包含和重復(fù)的情況,甚至有多余的事件出現(xiàn),必須把它們除去,除去這些事件的割集叫最小割集。也就是說(shuō)凡能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合稱(chēng)為最小割集。在最小割集里,任意去掉一個(gè)基本事件就不成其為割集。在事故樹(shù)中,有一個(gè)最小割集,頂上事件發(fā)生的可能性就有一種。事故樹(shù)中最小割集越多,頂上事件發(fā)生的可能性就越多,系統(tǒng)就越危險(xiǎn)。
??? 相反地,在事故樹(shù)中,有一組基本事件不發(fā)生,頂上事件就不發(fā)生,這一組基本事件的集合叫徑集。徑集是表示系統(tǒng)不發(fā)生故障而正常運(yùn)行的模式。同樣在徑集中也存在相互包含和重復(fù)事件的情況,去掉這些事件的徑集叫最小徑集。也就是說(shuō),凡是不能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合叫最小徑集。在最小徑集中,任意去掉一個(gè)事件也不成其徑集。事故樹(shù)有一個(gè)最小徑集,頂上事件不發(fā)生的可能性就有一種。最小徑集越多,頂上事件不發(fā)生的途徑就越多,系統(tǒng)也就越安全。
??? 上述所謂的集合,就是滿(mǎn)足某種條件或具有某種屬性的事物的全體。集合的每一個(gè)成員稱(chēng)為這個(gè)集合的元素。例如一個(gè)班級(jí)全體學(xué)生構(gòu)成了一個(gè)集合,一個(gè)車(chē)隊(duì)的全部汽車(chē)也構(gòu)成一個(gè)集合。同樣一個(gè)割集所包含的幾個(gè)基本事件就組成一個(gè)集合,這個(gè)集合中的每個(gè)基本事件就是它的元素。集合一般用大寫(xiě)字母表示,而用其他字母或數(shù)字表示集合的元素。如:若a是集合A的一個(gè)元素,則記為aA(讀作a屬于A)。對(duì)一個(gè)集合的所有元素要用大括號(hào)括起來(lái),例如,其集合含有1、2、3三個(gè)元素,這個(gè)集合就寫(xiě)成{1,2,3}或{2,1,3}或{3,1,2}等記號(hào)。一個(gè)最小割集如含有X1,X2兩個(gè)基本事件,則記為{X1,X2}。
??? 由于在事故樹(shù)分析中,最小割集和最小徑集非常有用,因此需要求出最小割集和最小徑集。
??? (2) 最小割集和最小徑集的求法
??? 最小割集和最小徑集求法有許多種,現(xiàn)只介紹布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法和行列法。
??? ① 最小割集求法。
??? a. 布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法。
??? 對(duì)比較簡(jiǎn)單的事故樹(shù)可用此法求取,它主要利用布爾代數(shù)的幾個(gè)運(yùn)算定律,例如:
??? a) 結(jié)合律:
??? (a+b)+c=a+(b+c)
??? (a·b)·c=a·(b·c)
??? b) 交換律:
??? a+b=b+a a·b=b·a
??? c) 分配律:
??? a·(b+c)=(a·b)+(a·c)
??? a+(b·c)=(a+b)·(a+c)
??? d) 等冪律:
??? a+a=a a·a=a
??? e) 吸收律:
??? a+a·b=a a·(a+b)=a
??? f) 互補(bǔ)律:
??? a+a′=1 a·a′=0
??? g) 對(duì)合律:
??? (a′)′=a
??? h) 德·莫根律:
??? (a+b)′=a′·b′ (a·b)′=a′+b′
??? 注:1——表示全集,所謂全集是指一個(gè)集合中所有子集合的全體元素構(gòu)成的集合。
???? 0——表示空集,沒(méi)有任何元素的集合,空集是每個(gè)集合的子集。
???? a′——補(bǔ)集,全集1中不屬于集合A的元素的全體構(gòu)成的集合稱(chēng)為A的補(bǔ)集。
???? 子集——如果集合A的元素都是集合B的元素,則稱(chēng)A是B的子集,并記為(讀作A被B包含或B包含A)
??? 在一個(gè)系統(tǒng)中,不安全事件就是安全事件的補(bǔ)事件,不安全事故發(fā)生概率用P(S)表示,安全事件發(fā)生概率用P(S′)表示,P(S)+P(S′)=1
??? 布爾代數(shù)法求最小割集的步驟是:
??? 首先列出事故樹(shù)的布爾表達(dá)式,即從事故樹(shù)的第一層輸入事件開(kāi)始,“或門(mén)”的輸入事件用邏輯加表示,“與門(mén)”的輸入事件用邏輯積表示。再用第二層輸入事件代替第一層,第三層輸入事件代替第二層,直至事故樹(shù)全體基本事件都代完為止。布爾表達(dá)式整理后得到若干個(gè)交集的并集,每個(gè)交集就是一個(gè)割集,然后再利用布爾代數(shù)運(yùn)算定律化簡(jiǎn),就可以求出最小割集。
??? 所謂并集就是把兩個(gè)集合A和B的元素合并在一起。如果合并后的元素構(gòu)成的集合叫S,則S是A與B的并集,記為S=AB或S=A+B。
??? 事故樹(shù)中,或門(mén)的輸出事件就是所有輸入事件的并集。
??? 若兩個(gè)集合A和B有公共元素,則公共元素構(gòu)成的集合P稱(chēng)為A與B的交集,記為P=AB或P=A·B。
??? 事故樹(shù)中,與門(mén)的輸出事件就是其輸入事件的交集。
??? 下面以圖2事故樹(shù)為例,求最小割集。
???
?? 圖2 事故樹(shù)圖