故障樹分析(FTA)技術是美國貝爾電話實驗室于1962年開發的,它采用邏輯的方法,形象地進行危險的分析工作,特點是直觀、明了,思路清晰,邏輯性強,可以做定性分析,也可以做定量分析。體現了以系統工程方法研究安全問題的系統性、準確性和預測性,它是安全系統工程的主要分析方法之一。一般來講,安全系統工程的發展也是以故障樹分析為主要標志的。
1974 年美國原子能委員會發表了關于核電站危險性評價報告,即“拉姆森報告”,大量、有效地應用了FTA,從而迅速推動了它的發展。
1數學基礎
1.1基本概念
(1)集:從最普遍的意義上說,集就是具有某種共同可識別特點的項(事件)的集合。這些共同特點使之能夠區別于他類事物。
(2)并集
把集合A的元素和集合B的元素合并在一起,這些元素的全體構成的集合叫做A與B的并集,記為AU B或A+B。若A與B有公共元素,則公共元素在并集中只出現一次。
例若A={a、b、c、d};
B={c、d、e、f};
AUB= {a、b、c、d、e、f}。
(3)交集
兩個集合A與B的交集是兩個集合的公共元素所構成的集合,記為A∪B或A+B。
根據定義,交是可以交換的,即A∩B=B.A
例若A={a、b、c、d};
B={c、d、e};
則A∩B={c、d}。
(4)補集
在整個集合(Ω)中集合A的補集為一個不屬于A集的所有元素的集。補集又稱余,記為A’’ 或A1.2布爾代數規則布爾代數用于集的運算,與普通代數運算法則不同。它可用于故障討分析,布爾代數可以幫助我們將事件表達為另一些基本事件的組合。將系統失效表達為基本元件失效的組合。演算這些方程即可求出導致系統失效的元件失效組合(即最小割集),進而根據元件失效概率,計算出系統失效的概率。
布爾代數規則如下(x、Y代表兩個集合):
(1)交換律X·Y=Y·X
X+Y =Y +X
(2)結合律
(3)分配律
X·(Y ·Z):(X ·Y)·Z
X+(Y+Z)=(X+Y)+Z
X·(Y+Z):X -Y+X·Z
X+(Y·Z)=(X+Y)-(X+Z)
(4)吸收律X·(X+Y):X
X+(X·Y):X
(5)互補律X+X =Ω=1
X·X =φ(φ表示空集)
(6)冪等律X·X=X
X+X=X
(7)狄.摩根定律(x·Y)’’ =X’’ +Y
(X+Y) =X’’ ·Y
(8)對合律(X’’ )’’ =X
(9)重疊律X+X’’ Y=X+Y=Y+Y ’’X