對企業或設備的生產過程、工藝過程或運行狀態的安全程度，進行系統的安全分析和評價是安全管理的重要內容。企業或設備的安全運行是一個復雜的系統，僅依靠事故頻率、事故損失來分析和評價是不夠的。為了科學地了解和掌握生產中的不安全因素和危險程度，以便于采用最適當的安全對策，應當運用系統工程的方法，綜合物的因素、人的因素和環境因素，對系統進行深入的分析和綜合的評價。

　　安全分析的方法很多，如事故樹分析、事件樹分析、安全操作研究和故障模型分析等都是系統安全分析方法。本節主要介紹事故樹分析方法。

　　一、事故樹分析

　　事故樹分析是以系統內最不希望發生的事件作為目標，表示其發生原因的由各種事件組成的邏輯模型。事故樹分析是一種安全分析方法，這種方法對于分析電氣事故也是有效的。

　　1．事故樹的組成和制作

　　圖9—l所示的間接接觸電擊的事故樹如圖9—2所示。圖9—2中，編號1～23的幾何圖形代表系統中各種有關的事件。各種事件通過“與”門、“或”門等連接起來構成事故樹。圖9—2中，注明電擊的1號矩形表示最不希望發生的事件，稱為頂端事件；其他矩形表示需要進一步展開的中間事件；菱形表示可以展開，但又難以展開或沒有必要展開的事件；圓形表示不必展開的基本事件。圖9—2中，序號分別表示各事件：1為電擊，2為設備有電，3為保護失靈，4為外殼帶電，5為接觸外殼，6為線路有電，7為開關接通，8為熔斷器太大，9為零線斷路，10為單相短路電流太小，11為設備漏電，12為相線搭連，13為接近設備，14為無個人防護，15為線路太長，16為導線太細，17為絕緣受潮，18為過熱，19為絕緣老化，20為絕緣擊穿，21為絕緣損壞，22為接頭松脫，23為斷線碰殼。圖中還使用了兩種邏輯符號：“與”門和“或”門。

 

 

　　制作事故樹之前應深刻了解所研究的系統，弄清系統中與設計、安裝施工、運行管理、操作、維修等有關的問題，分析清楚在什么條件下會發生故障和事故；制作事故樹應先列出有關的事故事件的正常事件，并將其他事件按時間、空間予以整理和分類；然后，運用“與”和“或”的邏輯推理，由頂端事件而下，逐步排列和展開中間事件，直至全部都是基本事件或沒有必要展開的事件為止，至此，即可繪制事故樹圖。如已掌握諸底端事件的概率，可將其值寫入相應的圖形中，以便于進行定量分析。

　　2．事故樹的作用和計算

　　應用事故樹可以比較方便地查出事故發生的原因和分析事故隱患。盡管在通常情況下，事故發生的原因比較隱蔽，但應用事故樹分析的方法，根據所研究系統諸因素的組合和關鍵區域，可以對系統的安全性作出定性分析和比較準確的評價。如果收集中有足夠的數據，即掌握各種事件發生的概率，事故樹也可用于定量分析，用于求出頂端事件發生的概率。事故樹還可用于評價和選擇系統設計的最隹方案。

　　利用事故樹作定量分析主要是計算頂端事件的概率。這個概率值是從基本事件逐層向上計算求得的。

　　對于“與”門，其后的事件概率為

 

　　式中：Ⅱ——連乘符號；

　　n——“與”門下面的事件數；

　　Pi——“與”門下面第i個事件發生的概率。

　　對于“或”門，其后的事件概率為

 

　　對于一個完整的事故樹，即使不知道基本事件的概率，也能通過最小割集的計算判斷其危險性。割集是那些能夠導至頂端事件發生的基本事件的組合。顯然，割集是系統的故障模式。最小割集是那些能夠導至頂端事件發生的最低限度的基本事件的組合。去掉割集中多余的事件和重復的組合，即得到最小割集。

　　當基本事件很少時，可以憑直觀找出最小割集；當墓本事件較多時，必須運用數學方法求得最小割集。各種方法中，行列法簡單易行，應用廣泛。行列法是從頂端事件的邏輯門開始，自上而下逐次展開和排列，直至不能繼續展開到所有事件都是基本事件為止。如果邏輯門是“或”門，則將其輸入事件縱向排列；如果邏輯門是“與”門，則將其輸入事件橫向排列。對于圖9—3所示的事故樹，按上述方法，可以列出如下求取最小割集的行列式。

 

 

　　行列式中，第一步是展開1號“或”門，G2，G3從上往下縱向排列；第二步是展開2號“與”門和3號“與”門，G4，G5，G6和Y4，Y5分別從左往右橫向排列；第3，4，5步依次展開4號“或”門、5號“或”門和6號“或”門；第6步是化簡第5步得出的全部割集；第7步是從第6步的結果中簡化和精選出最小割集。由行列式可知，圖9—3所示事故樹的最小割集為{Y1，Y2}，{Y1，Y3}，{Y2，Y3}和{Y4，Y5}。

　　二、安全評價

　　安全評價包括危險性的確定、危險性的檢測和分析、危險性的定量處理、危險性的對策和綜合評價。有的安全評價以危險等級和事故頻率作為標準，也有的以百萬噸產品死亡人數作為標準。有的評價方法是先將系統劃分為若干單元，分別確定危險性和危險性指數，再制定對策并予以綜合評價；也有的評價方法是從資料和規劃開始，逐步評價。前面介紹的事故樹分析、事件樹分析、安全檢查表等方法等均可用于安全評價。下面介紹的是利用模糊數學的理論對系統的電安全狀況進行綜合性評價的方法。

　　1．方法簡介

　　既然是綜合評價，就必須對所研究的系統作全面的分析，必須考慮多種因素。就某區域的電氣安全水平而言，在一定期間內的死亡人數必然作為評價的重要指標；但是，僅僅用觸電死亡人數來確定電氣安全水平是不恰當的。例如，如果某地區尚未通電，則不會有觸電死亡人員，當然不能說該地區電氣安全水平高。又如，某兩地區10年觸電死亡人數分別為10人和15人，前者用電人口為10萬人，后者用電人口為100萬人，也不能單從觸電死亡人數比較這兩個地區電氣安全水平的高低。除死亡人數和用電人口外，一個地區的電氣安全水平還與該地區的科學技術水平、教育水平、電工和非電工的電氣安全理論水平、經濟狀況，以及在電氣安全方面投資的多少等諸多因素有關。這就要求在深入分析的基礎上考慮各種因素，對系統的電氣安全水平作出科學的評價。

　　多因素的綜合評價方法很多。例如，可以對某研究對象的m個因素中的每個因素評分，其數為Si，求出各因素評分的總和為

 

　　式中，S作為對該對象的評價值。這種評價方法即所謂總分法，安全檢查表就屬于這種方法。還可以采用加權平均法，這種方法考慮到人們對每個因素重視程度的不同，對每個因素賦予一定的表示其重要程度的權，其數為Pi。Pi是百分數，且

 

　　如每個因素經評定所得分數為Si，則可求得

 

并用作評價值。

　　以上兩種方法最后都只是用一個數值來評價，因而其評價是單一而粗略的。例如，“基本合格”就是一個單一而粗略的概念。如果人們要想知道“基本合格”中合格的占多大比例、不合格的又占多大比例就必須尋求新的方法。

　　綜合評價法首先要求針對評價對象列出與評價相關的m個因素，組成因素集U。

　　U={u1，u2，....,um}    (9．6)

　　并預先規定好評價的n個等級，組成評價集y。

　　V={v1，v2，.....,vn}    (9．7)

　　然后，針對每個因素按照預先規定的n個等級作出評價，，n個因素的評價組成評價矩陣R。

 

　　考慮到每個因素的重要程度不同，賦予每個因素不同的權。對應因素集的分配向量A為

　　A=(a1  a2  ....am)    (9．8)

　　這樣，即可求得該研究對象的綜合評價結果為

　　B=A•R   

　　式中，“．”表示合成運算，可根據不同的評價模型賦予不同的含義。通常按線性代數矩陣相乘的方法進行計算，即

 

　　2．應用舉例

　　如上所述，區域電氣安全水平評價要考慮多種因素。為簡便起見，只考慮該地區用電量與觸電死亡人數的相關性和人口數量與觸電死亡人數的相關性這兩個因素。其因素集為

　　U={觸電死亡人數／用電量，觸電死亡人數／人口數量}    (9．10)

　　如規定評價等級為四級，其評價集為

　　y={優秀，良好，及格，不及格}    (9．11)

　　針對上述兩個因素，根據該地區歷年的統計資料，按照上面四個等級逐一評定，得到一個兩行四列的評價矩陣R為

 

　　考慮到該地區用電量主要分布在城鎮工礦企業，而人口占相當比例的鄉村用電量要小得多，確定因素集中觸電死亡人數與用電量的相關性權數為0．6，觸電死亡人數與人口數量的相關性權數為0．4，由此得到權分配向量為A=(0．6  0．4)則可求得評價結果為

 

　　即該地區電氣安全水平優秀的占24％，良好的占16％，及格的占46％，不及格的占14％。

　　應用這種綜合評價的方法，需要掌握大量的統計資料，還需要吸取專家和管理人員的經驗作為分析和計算的基礎。在評價過程中，原始資料的取舍，因素集、評價集權分配向量的確定以及評價矩陣的取得，都必須力求準確和合理。