基于事故树的家用燃气热水器模糊可靠性分析.docVIP

PAGE PAGE 1 基于事故树的家用燃气热水器模糊可靠性分析 　　【摘要】本文以强排式家用燃气热水器为研究对象，针对近年来CO中毒事故频发，而基本时间的概率难以确定，整个系统可靠性难以计算这一现状，利用FTA法对事故原因进行分析，求出事故树最小割集，最小径集和结构重要度，提出有效的预防事故的方法，并结合模糊理论推导出模糊概率，系统可靠度的计算公式。 　　【关键词】事故树；最小割集；结构重要度；模糊理论；系统可靠度 　　一、引言 　　燃气热水器具有价格低、体积小、随开即热等优点，因此被广泛应用。但每年由此引发的人身伤亡事故上百起甚至上千起，其中百分之90都是CO中毒或窒息。文章从系统安全的角度，从家用燃气热水器的结构、原理出发，通过分析其安装、使用、保养、维修等方面的细则，利用事故树分析法系统的分析了CO中毒事故的原因，并根据求出的最小割集和最小径集，分析各基本事件的结构重要度。本文结合模糊理论，主要是将传统的结构函数模糊化，即故障概率模糊化，并推导出模糊概率，系统可靠度的计算公式。提出了合理的预防事故的方法，从而更好的将系统安全的方法应用于科研和实际生活中，最大程度的减少事故的发生。 　　二、中毒或窒息事故分析 　　热水器使用时既需要从室内获取氧气助燃，又会产生大量烟气，一旦发生事故发展极其迅速，等到等到当事人有所发觉时，往往已经来不及采取措施，因此很容易发生伤亡。中毒或窒息一般有以下几种：CO中毒，缺氧窒息，H2S中毒，水蒸气窒息和CO2窒息等。 　　1.中毒或窒息事故树。如图1所示，共有基本事件30个，中间事件12个。 　　2.最小割集和最小径集。割集表示系统的危险度，割集越多系统越危险，每个最小割集中的基本事件是相“与”的逻辑关系，最小割集之间则是“或”的逻辑关系，每个最小割集中的基本事件越少则系统越危险。径集表示系统的安全度，径集越多越安全，防止事故的途经越多，每个最小径集中的基本事件越少越好。用布尔代数法求的图1事故树共有27个最小割集和4个最小径集。最小割集： 　　1）X10X1X2 　　2）X24X1X2 　　3）X3X1X2 　　4）X28X1X2 　　5）X26X1X2 　　6）X27X1X2 　　7）X22X1X2X15 　　8）X4X1X2 　　9）X25X1X2 　　10）X29X1X2等27个。 　　此事故树的最小径集是： 　　1）X10X24X3X28X26X27X22X4X25X29X30X12 　　X13X14X5X6X7X8X9X11X16X17X18X19X20X21X23 　　2）X1 　　3）X2 　　4）X10X24X3X28X26X27X15X4 　　X25X29X30X12X13X14X5X6X7X8 　　X9X11 　　可见家用燃气热水器的中毒或窒息事故发生途经多，预防措施少，系统相对危险。 　　3.结构重要度分析。根据结构重要度近似计算公式三： 　　k 　　ΙФ（i）=1-∏（1-1/2nj-1） 　　j=1 　　[k表示最小割集总数；nj表示第j个最小割集中的基本事件数；i表示第i个基本事件]。得到事故树的各基本事件的结构重要度： 　　I（10）=0.012345679012，I（1）=0.308641975309 　　I（2）=0.308641975309，I（24）=0.012345679012，I（3）= 　　0.012345679012，I（28）=0.012345679012 　　I（26）=0.012345679012，I（27）=0.012345679012 　　I（22）=0.009259259259，I（15）=0.074074074074，I（4）= 　　0.012345679012，I（25）=0.012345679012 　　I（29）=0.012345679012，I（30）=0.012345679012 　　I（12）=0.012345679012，I（7）=0.012345679012 　　I（8）=0（13）=0.012345679012，I（14）= 　　0.012345679012，I（5）=0.012345679012 　　I（6）=0.012345679012，I（9）=0.012345679012 　　I（11）=0.012345679012，I（16）=0.009259259259 　　I（17）=0.009259259259，I（18）=0.009259259259 　　I（19）=0.009259259259，I（20）=0.009259259259 　　I（21）=0.009259259259，I（23）=0.009259259259 　　结构重要度顺序为：I（1）=I（2）I（15）I（24）