模糊事故树法在水灾事故分析中的应用

论文摘要

随着现代社会发达的科技设备和电气设备的广泛使用,各种因素导致的火灾事故屡有发生,给人们的生产和生活带来了巨大的灾难。火灾事故的高发生率以及其后果的严重性,使得火灾的安全形势更为严峻。因而对火灾事故的研究,受到了社会各界的高度重视,完善和研究这方面的技术和管理方法刻不容缓。本文采用安全系统工程的原理和分析方法,将事故树和模糊数学相结合,对造成火灾事故发生的各种危险因素进行了全面、细致、深入的分析,并对其进行重要度分析,有针对性地提出了有效的预防和控制措施。首先,本文介绍了传统事故树分析法(Fault Tree Analysis,FTA),它是安全系统分析中的一种非常重要的分析方法,被广泛地应用于各种事故分析中。而传统事故树分析一般要求基本事件的概率是精确的,但是在火灾事故实际系统分析中,一部分基本事件的精确概率可以依据统计资料来确定的,而另一部分基本事件的概念本身是不确定的、模糊的,它们往往存在局部正常,局部故障的状态,获得故障精确概率是比较困难的,因而无这些基本事件的精确概率统计资料,这时传统事故树分析方法就显得无能为力了。其次,又介绍了模糊数学评价方法以及其在火灾中的应用评价。它作为模糊数学的一种具体应用方法,该评价方法不仅有简单、易懂的特点,而且也可以处理那些带有模糊性的、难以精确描述的情况,但是它也有自身的缺点,用在像火灾这样复杂的系统中,评判矩阵会显得非常庞大,计算过程很繁琐。接着,本文在分析了二者优缺点的前提下,在传统事故树分析中引入了模糊数学的理论,而模糊理论是处理模糊性问题的有效工具,它可以解决概率理论难以解决的问题,对于这些没有统计资料,难以得到故障概率精确值的基本事件,根据模糊数学理论知识,可以将这些基本事件的故障概率认为是一个模糊数,也就是说用模糊概率来表征基本事件的概率,这样有机地结合了二者的优点。为了尽可能准确地描述事故发生的可能性,有些文献利用正态模糊数、梯形模糊数等来表征底事件的概率。鉴于三角模糊能解决模糊性、意义明确等优点,本文认为选用三角模糊数来描述事故树中底事件的模糊概率较为贴切。将这些概率数据统一转换成三角模糊概率后,逐层求得顶事件发生的模糊概率分布。此外,本文还借助于模糊数的中值定义,求出各基本事件模糊重要度,并进行对顶事件故障影响因素的排序,找出影响事故的主要因素,提出了能从根本上预防、从关键处控制顶事件发生的有效措施,这样就将模糊数学和事故树结合后形成了一套科学的模糊事故树的分析方法。最后,将模糊事故树的分析方法应用于分析太原市前北屯火灾事故的具体实例中。结果表明,模糊事故树分析方法具有很好的灵活性和适应性,在火灾事故分析中有很强的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.1.1 火灾及其危害性
• 1.1.2 火灾的原因分析
• 1.1.3 我国火灾现状
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究火灾事故的现状
• 1.2.2 国内研究火灾事故的现状
• 1.3 研究方法
• 1.3.1 不确定性（模糊性）的定义
• 1.3.2 常见的数学模型
• 1.3.3 模糊事故树方法的由来
• 1.4 研究内容的结构
• 1.5 创新点
• 第二章 事故树方法及其在火灾中的应用评价
• 2.1 事故树分析的发展概述
• 2.2 FTA 基本理论
• 2.2.1 FTA 的符号及意义
• 2.2.2 FTA 的作用和原理
• 2.2.3 FTA 的分析程序
• 2.2.4 最小割集和最小径集
• 2.3 FTA 在火灾中的应用评价
• 2.3.1 FTA 在火灾中应用的优点
• 2.3.2 FTA 在火灾中应用的缺点
• 2.4 本章小结
• 第三章 模糊数学方法及其在火灾中的应用评价
• 3.1 模糊数学的历史背景及发展前景
• 3.1.1 模糊数学的历史背景
• 3.1.2 模糊数学的发展前景
• 3.2 模糊数学的基本知识
• 3.2.1 模糊性及模糊数学概念
• 3.2.2 经典集合论与特征函数
• 3.2.3 模糊集合论与隶属度函数
• 3.2.4 经典集合论和模糊集合论的区别与联系
• 3.3 模糊综合评判在火灾中的应用评价
• 3.3.1 模糊数学的评价理论
• 3.3.2 模糊数学评价在火灾模型中的应用
• 3.3.3 模糊数学评价在火灾中的应用特点
• 第四章 模糊事故树分析方法的理论
• 4.1 三角模糊数
• 4.2 三角模糊运算法则
• 4.3 事故树门的模糊处理
• 4.4 构建事故树
• 4.5 确定基本事件的模糊概率
• 4.5.1 有精确概率统计的模糊处理
• 4.5.2 无精确概率统计的模糊处理
• 4.6 顶事件的模糊概率分布
• 4.7 基本事件模糊度分析
• 4.8 应用模糊理论的事故树分析步骤
• 4.9 本章小结
• 第五章 模糊事故树在火灾事故分析中的应用
• 5.1 前北屯集贸市场简介
• 5.2 前北屯集贸市场火灾隐患分析
• 5.3 模糊事故树在前北屯集贸市场的应用
• 5.3.1 构建合理的事故树
• 5.3.2 最小割集的求取
• 5.3.3 基本事件的概率模糊处理
• 5.3.4 顶事件的模糊概率分布
• 5.3.5 基本事件的重要度分析
• 5.4 前北屯农贸市场火灾的预防措施
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文
• 附录 主要符号说明