起重作业故障树模型分析Word格式.docx
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表9.1基本事件发生概率取值表
代号
基本事件名称
qi
1-qi
A1
吊钩、吊物下有人
x1
人在吊物下作业
10-3
0.999
x2
被迫通过
10-2
0.99
x3
视线不清
x4
司机操作失误
x5
非司机开车
0.95
x6
人在吊物下行走
x7
无人指挥
x8
疏忽大意
x9
看见未制止
x10
非挂钩工指挥
0.92
B3
吊钩失控
x11
电器（制动器）故障
2×
10-4
0.9998
x12
吊荷接近额定值
10-1
0.8
x13
起吊速度过快
0.9
x14
起吊埋在地下的物体
x15
歪拉斜吊
x16
重量不明
x17
估计错误
x18
明知超重仍起吊
x19
过载保护器失灵
x20
机械故障（制动器）
x21
（控制器）电器故障
x22
（控制器）机械故障
0.995
P4
起重钢丝绳破断
x12～x19
见B3
x23
选用不合理
0.9999
x24
断股超标
x25
钢丝绳质量差
10-5
0.99999
x26
磨损腐蚀超限
x27
扭结硬伤
x28
脱槽使用
0.9995
x29
x30
过度疲劳
x31
不懂操作技术
x32
麻痹大意
x33
未装限位器
x34
开车前未检查
x35
带病（开车）
x36
卷扬机械损坏
x37
卷扬电器装置损坏
B5
吊具、吊索破断
见B2
x38
设计缺陷
x39
吊物棱角缺口未垫好
x40
使用变形磨损的吊具、吊索
x41
索具选用不当
x42
吊具选用不合理
x43
钢丝绳有死结
x44
吊具、吊索受热质变
x45
捆绑方法不正确
x46
吊具、吊索腐蚀
B6
吊物脱落
x47
吊物上有浮放物
x48
吊物晃动
x50
未困牢而起吊
x51
歪吊工件
x53
未设计吊装点
x54
兜翻工件方法不正确
x55
吊物下降时被垫住
x56
没有防脱钩装置
x57
未按标量设计吊钩
x58
制造质量差
x59
补焊吊钩
x60
吊钩磨损超限
x61
裂纹
B7
平衡轮断裂
x62
材质差
x63
滑轮轮缘坏
x64
护罩不起作用
x65
振动
x66
轴质量差
x67
卷筒固定绳夹断裂
10-6
1-10-6
注：
参见《事故树分析与应用》一书，机械工业出版社出版。
（2）B3概率计算
故障树结构函数式：
B3=C3C4
=（x21+x22）[x11+x20+x19（x12x13+x14+x15+x16+x17+x18）]
=x11x21+x20x21+x22x11+x20x22+x12x13x19x21+x12x13x19x22+x14x19x21+x14x19x22+x15x19x21+x15x19x22+x16x19x21+x16x19x22+x17x19x21+x17x19x22+x18x19x21+x18x19x22
得到最小割集16个，分别为：
K1={x11,x21}K2={x20,x21}K3={x22,x11}K4={x20，x22}K5={x12,x13,x19,x21}K6={x12,x13,x19,x22}K7={x14,x19,x21}K8={x14,x19,x22}K9={x15,x19,x21}K10={x15,x19,x22}K11={x16,x19,x21}K12={x16,x19,x22}K13={x17,x19,x21}K14={x17,x19,x22}K15={x18，x19,x21}K16={x18，x19,x22}
②求B3概率
由结构函数式可得：
qB3≈1-（1-q11q21）（1-q20q21）（1-q22q11）（1-q20q22）（1-q12q13q19q21）（1-q12q13q19q22）（1-q14q19q21）（1-q14q19q22）（1-q15q19q21）（1-q15q19q22）（1-q16q19q21）（1-q16q19q22）（1-q17q19q21）（1-q17q19q22）（1-q18q19q21）（1-q18q19q22）
将表9.1中数值代入得qB3≈1.3×
10-5。
（3）B4概率计算
故障树结构函数式为：
B4=C5+C6+C7
=x19（x12x13+x14+x15+x16+x17+x18）+x23+x24+x25+x26+x27+x28+（x29+x30+x31+x32）[x33+（x34+x35）（x36+x37）]
=x19x12x13+x19x14+x19x15+x19x16+x19x17+x19x18+x23+x24+x25+x26+x27+x28+x29x33+x30x33+x31x33+x32x33+x29x34x36+x29x34x37+x29x35x36+x29x35x37+x30x34x36+x30x34x37+x30x35x36+x30x35x37+x31x34x36+x31x34x37+x31x35x36+x31x35x37+x32x34x36+x32x34x37+x32x35x36+x32x35x37
得到最小割集32个，分别为：
K1=｛x19，x12，x13｝；
K2=｛x19，x14｝；
K3=｛x19，x15｝；
K4=｛x19，x16｝；
K5=｛x19，x17｝；
K6=｛x19，x18｝；
K7=｛x23｝；
K8=｛x24｝；
K9=｛x25｝；
K10=｛x26｝；
K11=｛x27｝；
K12=｛x28｝；
K13=｛x29，x33｝；
K14=｛x30，x33｝；
K15=｛x31，x33｝；
K16=｛x32，x33｝；
K17=｛x29，x34，x36｝；
K18=｛x29，x34，x37｝；
K19=｛x29，x35，x36｝；
K20=｛x29，x35，x37｝；
K21=｛x30，x34，x36｝；
K22=｛x30，x34，x37｝；
K23=｛x30，x35，x36｝；
K24=｛x30，x35，x37｝；
K25=｛x31，x34，x36｝；
K26=｛x31，x34，x37｝；
K27=｛x31，x35，x36｝；
K28=｛x31，x35，x37｝；
K29=｛x32，x34，x36｝；
K30=｛x32，x34，x37｝；
K31=｛x32，x35，x36｝；
K32=｛x32，x35，x37｝。
②求B4概率
按B4的结构函数式，近似计算概率。
qB4=10-4×
（2×
10-1×
10-1+10-2+10-3+5×
10-2+10-3）+10-4+10-4+10-5+10-4+10-4+5×
10-4+（5×
10-2+10-3+10-2+10-3）[5×
10-2+（5×
10-2+5×
10-3）（10-3+10-4）]
=4×
（4）B5概率计算
B5=x19（x12x13+x14+x15+x16+x17+x18）+x38+x39+x40+x41+x42+x43+x44+x45+x46=x19x12x13+x19x14+x19x15+x19x16+x19x17+x19x18+x38+x39+x40+x41+x42+x43+x44+x45+x46
得到最小割集15个，分别为：
K7=｛x38｝；
K8=｛x39｝；
K9=｛x40｝；
K10=｛x41｝；
K11=｛x42｝；
K12=｛x43｝；
K13=｛x44｝；
K14=｛x45｝；
K15=｛x46｝。
②求B5概率
按B5的结构函数式近似计算得：
qB5=q19（q12q13+q14+q15+q16+q17+q18）+q38+q39+q40+q41+q42+q43+q44+q45+q46
将表中数值代入得：
qB5=1.7×
10-3。
（5）B6概率计算
故障树的结构函数式为：
B6=C9+C10=C9+D3+D4+D5
=x47x48+x42+x50+x51+x45+x53+x56（x54+x55）+x57+x58+x59+x60+x61+x19x12x13+x19x14+x19x15+x19x16+x19x17+x19x18
得出最小割集19个，分别为：
K7=｛x42｝；
K8=｛x50｝；
K9=｛x51｝；
K10=｛x45｝；
K11=｛x53｝；
K12=｛x57｝；
K13=｛x58｝；
K14=｛x59｝；
K15=｛x60｝；
K16=｛x61｝；
K17=｛x55，x56｝；
K18=｛x54，x56｝；
K19=｛x47，x48｝
②求B6概率
按结构函数式近似计算得：
qB6=q47q48+q42+q50+q51+q45+q53+q56（q54+q55）+q57+q58+q59+q60+q61+q19q12q13+q19q14+q19q15+q19q16+q19q17+q19q18
qB6=4.6×
（6）B7概率计算
按行列法进行运算。
得到最小割集4个，分别为：
K1={x66}；
K2={x62}；
K3={x63,x65}；
K4={x64,x65}。
②求B7概率
B7=x66+x62+x63x65+x64x65
qB7=1-（1-q66）（1-q62）（1-q63q65）（1-q64q65）
qB7=2.5×
10-4。
（7）起重机吊钩吊物坠落伤人事故概率计算
T=A1（B3+B4+B5+B6+B7+x67）
g≈qA1[1-（1-qB3）（1-qB4）（1-qB5）（1-qB6）（1-qB7）（1-q67）]
=10-2[1-（1-1.3×
10-5）（1-4×
10-3）（1-1.7×
10-3）（1-4.6×
10-3）（1-2.5×
10-4）（1-10-6）]
=10-4
9.1.2.2概率重要度分析
根据公式
得到：
=[1-（1-qB3）（1-qB4）（1-qB5）（1-qB6）（1-qB7）（1-q67）]代入数值得到Ig（A1）=10-2。
同理可得
Ig（B3）=9.899×
Ig（B4）=9.934×
Ig（B5）=9.91×
Ig（B6）=9.94×
Ig（B7）=9.897×
Ig（x67）=9.895×
9.1.2.3临界重要度分析
CIg（A1）=Ig（A1）qA1/g=10-2×
10-2/10-4=1；
同理可得：
CIg（B3）=1.287×
10-3；
CIg（B4）=3.974×
10-1；
CIg（B5）=1.685×
CIg（B6）=4.572×
CIg（B7）=2.474×
10-2；
CIg（67）=9.895×
因此，临界重要度顺序为：
CIg（A1）>
CIg（B6）>
CIg（B4）>
CIg（B5）>
CIg（B7）>
CIg（B3）>
CIg（67）。
9.1.3结果分析
（1）从故障树图9-1及其续图看，造成顶上事件的基本事件很多，有67个。
逻辑或门28个，逻辑与门13个，这说明此类事故易发生。
（2）顶上事件发生的概率为10-4。
中间事件：
吊钩、吊物下有人发生概率为10-2；
吊钩失控发生概率1.3×
10-5；
起重钢丝绳破断发生概率为4×
吊具、吊索破断发生概率为1.7×
吊物脱落发生概率为4.6×
平衡轮轴断裂发生概率为2.5×
10-4；
卷筒固定绳夹断发生概率为10-4。
从中间事件来看，A1发生概率最高。
A2下各中间事件发生概率顺序为B6>
B4>
B5>
B7>
B3>
x67。
（3）从临界重要系数来看，吊钩、吊物下有人最重要，其次是吊物脱落，起重钢丝绳破断，吊具、吊索破断较重要。
从以上分析结果与实际情况基本相符。
从上诉分析可知控制吊钩、吊物坠落伤害事故应从最重要的中间事件着手，控制发生该中间事件中最重要的基本事件，才能有效地控制此类事故发生。
对吊钩、吊物坠落伤害事故，应首先抓住吊钩、吊物下有人这个最重要的中间事件。
其中又要重点抓住无人指挥、指挥者疏忽大意、看见未制止和非挂钩工指挥这四个基本事件。
应杜绝人在吊物下作业、吊物在人上方通过和人在吊物下行走，就可杜绝吊钩吊物下有人这一中间事件发生。
其次应抓住吊物脱落、其中钢丝绳破断、吊具吊索破断这三个较重要的中间事件。
控制这三个中间事件发生应重点抓造成其发生的最主要的基本事件。
即应控制选用吊具不合理、未捆绑好就起吊、歪吊工件、捆绑方法不对、吊物未涉及吊点等基本事件，就能有效地控制吊物脱落这一事件发生。
控制钢丝绳的选定、钢丝绳断股超标等基本事件就可以控制起重钢丝绳破断发生。
控制强度不够就可以减少吊具、吊索破断。
过载在三个中间事件中都有，因此要严格控制吊物超重这一事件。
根据以上分析，预防事故发生应从以下几点入手。
（1）行车司机必须经过专业训练和考试，考试不合格者不得上岗。
（2）对挂钩工（起重工）也要进行专业培训，使他们熟悉起吊工具的基本性能和各种吊具、索具的最大负荷、报废标准，熟悉掌握捆绑、吊挂要求和指挥信号，其他人员不得随意从事捆绑和挂钩工作。
（3）设备动力部门应定期进行大修、中修。
安全技术部门应定期进行安全检查，特别是对各安全附件安全装置的检查，不使设备带病运转。
（4）严格交接班制度，对重要部位更要认真交接和检查。
（5）要严格吊、索具的管理制度，并应实行周检。
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