故障树分析
故障树分析范文第1篇
关键词：风险辨识；触电事故；故障树分析
中图分类号：X934 文献标识码：A
1 概述
故障树分析法（FTA）是由贝尔电话研究所的H.A.WaTson于1961～1962年间提出的，并且在以后的核电站概率危险评价（PSA）技术发展中起到了里程碑的作用。自从20世纪70年代初期发展了以计算机为基础的分析技术以来，故障树方法得到了广泛的应用。故障树分析又称为事故树分析，是一种演绎的系统风险分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始层层分析其发生原因，一直分析到不能再分解为止。将特定的事故和各层原因之间的逻辑门符号连接起来，得到形象、简洁地表达其逻辑关系的逻辑树图形，即故障树。通过对故障树简化、计算达到分析、评价的目的。
2 故障树分析法的分析原则
故障树分析法的关键点是故障树的建立，其编制过程是一个严密的逻辑推理过程，应遵循以下基本原则。
（1）确定顶上事件应优先考虑风险大的事故事件，能否正确选择顶上事件，直接关系到分析结果，是故障树分析的关键。在系统危险分析的结果中，不希望发生是非常多的，并且每个不希望发生的事件都可以成为顶上事件。此时，对所有不希望的事件存在一个筛选的过程，应当把易于发生且后果严重的事件优先作为分析对象，即顶上事件。当然，也可将发生频率不高但后果虽不太严重但发生非常频繁的事故作为顶上事件。
（2）确定边界条件的原则。在确定了顶上事件之后，为了不导致故障树过于繁琐和庞大，应明确规定被分析系统与其他系统的界面，以及以下必要的合理的假设条件。
（3）循序渐进的原则。故障树分析是一种演绎的方法，在确定了顶上事件之后，要逐级展开。首先分析导致顶上事件的直接原因，然后无遗漏的列出这一级的逻辑门的全部输入时间，之后再对这些输入事件放入发生原因进行分析，以此类推，直至列出导致顶上事件的所有事件为止。
（4）禁止门与门之间直接相连的原则。在编制故障树时，任何一个逻辑门的输出都必须有一个结果事件，不允许不经过结果事件而将门与门直接相连。这样做的目的是为了保证逻辑关系的准确性。
（5）明确事故与事件定义的原则。明确地给出事故与事件发生的定义及其发生的条件是确定事故事件发生原因的前提。所以，在编制故障树时，对各事故事件必须用简单明了的语句表达清楚。
故障树分析法是一种描述事故因果关系的有方向的“树”，是系统安全工程中的重要分析方法之一。它简单明了，既可以定性分析，又可以定量分析，体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。故障树分析方法的最大特点是它不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潜在原因，因此在工程和设备设计阶段，故障树分析法的应用非常低广泛。
3 故障分析法的步骤
故障树分析可以从结果到原因找出与本事故有关的各种因素间因果关系和逻辑关系，将各逻辑关系用不同的逻辑门连接起来后，应用布尔代数逻辑运算法则进行简化运算和分析，确定各因素对事故影响的大小，从而掌握和制定事故控制的要点。通过定量分析，计算出顶上事件发生的概率。故障树分析方法能比较详细地检查出系统中固有的、潜在的危险因素，为制定安全技术对策措施、管理措施和事故分析提供依据。
故障树分析方法的基本步骤如下：
（1）确定分析对象系统和要分析的各对象事件（顶上事件）。
（2）确定系统事故发生概率、事故损失的安全目标值。
（3）调查事件原因。调查与事故有关的所有直接原因和各种因素（设备故障、人员失误和环境不良因素）。
（4）编制故障树。从顶上事件开始，一级级往下找出所有原因事件，直到最基本的原因事件为止，按其逻辑关系画出故障树。
（5）定性分析。按故障数结构进行简化，求出最小割集和最小径集，确定各基本事件的结构重要度。
（6）定量分析。找出各基本事件的发生概率，计算出顶上事件的发生概率，求出概率重要度和临界重要度。
（7）结论。当事故发生概率超过预定目标值时，从最小割集着手研究降低事件发生概率的所有可能方案，利用最小径集找出消除事故的最佳方案，通过重要度分析确定采取对策措施的重点和先后顺序，从而得出分析、评价的结论。
4 故障树分析法应用示例
T=A1A2
=（B1+X4）A2
=（X1+X2+X3+X4）（X5+X6+X7）
=X1X5+X1X6+X1X7+X2X5+X2X6+X2X7+X3X5+X3X6+X3X7+X4X5+X4X6+X4X7 （1）
以风电场中作业人员触电事故为例，通过绘制触电事故故障树，如图1所示。求出导致事故发生的基本事件，最终确定其结构重要度，判别哪些基本事件对事故的影响最大。
各基本事件的组合称为最小割集，式（1）中共有12个最小割集：K1={X1，X5}，K2={X1，X6}，K3={X1，X7}，K4={X2，X5}，K5={X2，X6}，K6={X2，X7}，K7={X3，X5}，K8={X3，X6}，K9={X3，X7}，K10={X4，X5}，K11={X4，X6}，K12={X4，X7}。只要负荷一组割集，就能导致触电事故即顶上事件的发生。在求取结构重要度时，为每个最小割集都赋予1，其中每个基本事件都平均得到一份，最后进行累积。通过计算得到个基本事件的分值为：X1=X2=X3=X4=1.5，X5=X6=X7 =2。因此系统的结构重要度的关系如式2所示。
由式2可见，基本事件X5、X6、X7的结构重要度大于基本事件X1、X2、X3、X4。在进行风险控制时，应该优先治理X5、X6、X7事件。
结语
触电事故时风电场中最常见的事故之一，故障树分析法可以清晰的对风电场触电事故进行辨识分析。通过绘制故障树分析图可以明确各事故因素之间的联系。应用逻辑代数法可以定量辨识出不同事故因素影响程度。故障树分析法在风电场风险辨识中具备进一步推广的前景。
参考文献
[1]刘学东.火力发电企业安全性评价体系的建设及应用（硕士论文）[M].北京，华北电力大学，2006.
[2]胡兰金，张建国，王海龙.科学开展安全性评价提高电网安全管理水平[J].电力安全技术，2001（03）：15-17.
故障树分析范文第2篇
【关键词】 故障树分析安全性分析
1 引言
某型飞机升降舵系统是采用液压助力系统的双余度系统，主要用于实现飞机俯仰控制机动性能，该系统的主要组成及原理可参见图1，在驾驶舱中，正副驾驶各有驾驶盘及立柱，通过上拉和下推驾驶盘及立柱对传动线系产生力和位移，再通过液压助力器放大操纵力，实现对升降舵的操纵。
故障树分析分为定性分析和定量分析。故障树定性分析的目的在于寻找顶事件发生的原因和原因组合，即识别导致顶事件发生的所有故障模式。故障树定量分析的一个重要用途是利用底事件的发生概率计算出顶事件的发生概率，以确定和调整系统的可靠性水平或安全性水平。
各组成部分可能发生以下故障：
1）驾驶盘及立柱可能发生卡滞、机械脱开等故障；
2）传感器可能发生元件故障、输入输出电路故障、机械损坏、接触不良、导线脱落、线圈老化损坏、感应线圈损坏等故障；
3）拉杆可能产生紧涩卡住、端头螺栓脱落或断裂、连接摇臂故障、拉杆断裂、安装期间造成损坏等故障；
4）摇臂可能产生摇臂紧涩卡住、旋转螺栓脱落或断裂、摇臂断裂、安装期间造成损坏等故障；
5）液压助力器可能产生液压源失效、进回油连通阀密封故障、助力器泄漏严重、滑阀卡住、活塞卡住、回中锁故障、安装期间造成助力器损坏等故障；
6）舵面可能产生卡阻、脱落等故障；
7）离合器可能产生动作失效等故障；
8）开关可能产生开关接触不良、开关内部电路断开等故障。
2 建树
“一侧助力操纵与机械操纵卡滞，同时升降舵离合器故障”是升降舵功能丧失的一个直接事件，会导致灾难性的后果，因此对此事件的失效概率要求为小于10-9，本文对此事件作为故障树的顶事件，故障树分析过程如图2。
此故障树中的各事件用相应符号代替，以便于分析，如表1。
3 确定割集及最小割集
割集是故障树的若干底事件的集合，如果这些底事件都发生则将导致顶事件发生。最小割集是底事件的数目不能再减少的割集，即在最小割集中任意去掉一个底事件之后剩下的底事件集合就不是割集。
在传统故障树中有一种比较常用的求最小割集的方法——下行法，即布尔表法，表2为下行法在升降舵故障树分析的一个应用。
通过下行法分析可以得出升降舵系统故障树的割集为7个：{x1，x2}，{x1，x3}，{x1，x4}，{x1，x5}，{x1，x6}，{x1，x7}，{x1，x8，x9}可以看出，此7个割集之间无需简化、吸收，因此，升降舵系统故障树分析有7个最小割集：{x1，x2}，{x1，x3}，{x1，x4}，{x1，x5}，{x1，x6}，{x1，x7}，{x1，x8，x9}。
4 底事件概率统计
通过统计故障树底事件发生概率并计算，可以对故障树进行定量分析，计算该系统是否满足可靠性或安全性要求。
升降舵系统故障树底事件故障概率统计表见表3。
5 故障树分析
故障树定性分析是最小割集的定性分析，通过故障树定性分析可以看出，两阶割集有6个，三阶割集有1个，在两阶割集中出现的事件相比更重要一些；在6个两阶割集和1个三阶割集中，x1事件都出现了，因此可以得出，“离合器故障”事件在顶事件“一侧助力操纵与机械操纵卡滞，同时升降舵离合器故障”下是最重要的底事件，需要加强离合器的设计。
故障树定量分析是指已知底事件发生概率通过计算得出顶事件的发生概率，通过故障树定量分析可以得知：顶事件概率为最小割集概率的和，即
p（t）=p（{x1，x2}，{x1，x3}，{x1，x4}，{x1，x5}，{x1，x6}，{x1，x7}，{x1，x8，x9}）
=p（x1x2+x1x3+x1x4+x1x5+x1x6+x1x7+x1x8x9）
=p（x1）×p（x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8x9）
故障树分析范文第3篇
[关键词]故障树起重作业 事故预防
Fault tree analysis of lifting injury accident prevention approach
Luo Xin
（China Railway 11 Bureau Group CorporationWuhan, Huei Post code: 430061 ）
[Abstract] Fault Tree Analysis method is used to analyze the basic cause of the accident and successful way to prevent accidents and provide a theoretical basis for the lifting operation safety management.
[Key words] FTA; Lifting operation; Accident prevention
中图分类号：TH21文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1 引言
故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事件的"因"，逻辑门的输出事件是输入事件的"果"。它采用逻辑的方法和因果关系图来形象地进行危险分析，以图形化"模型"路径的方式从上到下逐级建树并且根据事件而联系，直观地显示一个系统能导致一个可预知的或不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态。并在此基础上开展定性、定量分析。体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。
起重作业是利用起重机械或起重工具移动重物的操作活动，广泛应用于建筑施工、物流组织、工农业生产、航天等多个领域。起重伤害事故是指在进行起重作业（包括吊运、安装、检修、试验）中发生的重物（包括吊具、吊重或吊臂）坠落、夹挤、物体打击、起重机倾翻等事故。起重伤害事故可造成重大的人员伤亡或财产损失。根据不完全统计，在冶金、机电、铁路、港口、建筑等生产部门，起重机械所发生的事故高达25％左右，其中死亡事故占15％左右，已引起生产经营企业、政府监管部门、科研及检测、咨询中介机构等有关方面的高度重视，国家有关部门已经明确下文将起重机定为特种(危险)设备、起重作业人员定为特殊工种。因此研究事故的致因理论和预防理论,进而预防起重机伤害事故的发生是很有必要的。
2 起重伤害事故的特点
从安全角度看，与一般纯手工作业、使用简单或小型机具作业、一人一机在较小范围内的固定作业方式不同，起重机的功能是将重物提升到空间进行装卸吊运，它的作业运动轨迹是立体的。为满足作业需要，起重机械需要有特殊的结构形式，使起重机和起重作业方式本身就存在着诸多危险因素。概括起来起重作业有如下特点：
2.1吊物具有很大的重量和可变的势能
被搬运的物料个大体重（一般物料均上吨重、目前世界起重量最大的移动式门式起重机“宏海号”桁架式拱形起重机的设计起重量达22000吨）、种类繁多、形态各异（包括成件、散料、液体、固液混合等物料），起重搬运过程是重物在高空中的悬吊运动。
2.2 起重作业是多种运动的组合
起重机的起升机构、运行机构、旋转机构和变幅机构四大机构组成多维运动，体形高大金属结构的整体移动，大量结构复杂、形状不一、运动各异。速度多变的可动零部件，形成起重机械的危险点多且分散的特点，给安全防护增加难度。
2.3作业范围大
金属结构横跨车间或作业场地，高居其他设备、设施和施工人群之上，起重机带载可以部分或整体在较大范围内移动运行，使危险的影响范围加大。
2.4 多人配合的群体作业
起重作业的程序是地面司索工捆绑吊物、挂钩；起重司机操纵起重机将物料吊起，按地面指挥，通过空间运行，将吊物放到指定位置摘钩、卸料。每一次吊运循环，都必须是多人合作完成，无论哪个环节出问题，都可能发生意外。
2.5作业条件复杂多变
在车间内，地面设备多，人员集中；在室外，受气候、气象条件和场地限制的影响，特别是流动式起重机还涉及水文、地质、地形地貌和周围环境等多因素的影响。
总之，重物在空间的吊运、起重机的多机构组合运动、庞大金属结构整机移动性，以及大范围、多环节的群体运作，使起重作业的安全问题尤其突出。
3起重伤害进行故障树分析
3.1以吊物挤、撞打击伤害为例绘制起重伤害故障树。用矩形符号表示顶上事件或中间事件，用圆形符号 它表示基本(原因)事件，表示人的差错或设备、机械故障、环境因素等。用屋形符号 表示正常事件，是系统在正常状态下发生的正常事件，用菱形符号表示省略事件，即表示事前不能分析，或者没有再分析下去的必要的事件。用与门符号 表示输入事件同时发生的情况下，输出事件A才会发生的连接关系。用或门符号 表示输入事件中任何一个事件发生都可以使输出事件发生。用条件与门符号 表示只有当输入事件同时发生，且满足给定的条件时输出事件才会发生。本故障树如图1所示：
图1起重伤害故障树图
3.2 故障树定性分析。根据故障树最小割（径）集最多个数的判别方法判定发生事故的可能性。最小割集计算如下：
T=A1×A2×X15 =（B1+B2+B3+B4）×（X12+X13+X14）×X15
=（ X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11）×（X12+X13+X14）× X15
=X1X12X15+X2X12X15+X3X12X15+X4X12X15+X5X12X15+X6X12X15
+X7X12X15+X8X12X15+X9X12X15+X10X12X15+X11X12X15+X1X13X15
+X2X13X15+X3X13X15+X4X13X15+X5X13X15+X6X13X15+X7X13X15
+X8X13X15+X9X13X15+X10X13X15+X11X13X15+X1X14X15+X2X14X15
+X3X14X15+X4X14X15+X5X14X15+X6X14X15+X7X14X15+ X8X14X15
+X9X14X15+X10X14X15+X11X14X15
图1所示故障树最小割集最多有33个。说明导致事故的因素多、发生事故的可能性特别大。我们反过来从对立事件考虑预防事故成功来分析其逻辑结构图，如图2所示
图2预防起重伤害成功树图
最小径集计算如下：
故障树分析范文第4篇
关键词 安全性设计；故障树分析；产品设计；方法介绍
1 故障树分析方法概述
故障树是一种逻辑因果关系图，呈现出特殊的倒立树状。它通过使用各种逻辑门符号、事件符号和转移符号来描述系统中各种事件和状态之间的因果逻辑关系。通俗来说，故障树中逻辑门的输入事件是输出事件的“因”，逻辑门的输出事件是输入事件的“果”。
故障树分析自上而下，通过依次展开更为详细（或者叫更低一级）的设计层次逐步向下进行。
2 故障树方法前期准备工作
首先，设计人员应该熟悉设计说明书、原理图（包括流程图、结构图）、运行规程、维修规程和有关数据库以及其余相关资料。熟悉系统，设计人员可以从以下几个方面入手：
1）设计人员应彻底掌握系统的设计意图、结构、功能、边界（包括人机接口）和环境情况；
2）设计人员应辨明人为因素以及软件对系统的影响；
3）设计人员应辨识系统可能采取的各种状态模式以及这些模式之间的相互转换，必要时应绘制状态模式以及转画图以帮助弄清系统成功或故障与单位成功或故障之间的关系，有利于正确建树；
4）根据系统复杂程度和要求，必要时进行系统故障模式及影响分析，以帮助辨识各种故障事件以及人为失误和共因故障；
5）根据系统复杂程度，必要时应绘制系统可靠性框图以帮助正确形成故障树的顶部结构和实现故障树的早期模块化以缩小故障树的规模；
6）为彻底地熟悉系统，设计人员除了完成上述工作外，还应该随时征求有经验的设计人员和运行维修人员意见，最好有上述人员参与建树工作，方能保证故障树分析工作顺利开展，且建成的故障树的正确性，并可以达到预期的分析目的。
在充分熟悉系统后，设计人员应根据系统的任务要求和对系统的了解确定本次故障树分析的目的。在实际工业设计过程中，同一个系统或者设备，因为分析的目的不一样，系统或者设备的模型化结果也会大不相同，反映在故障树上也会不一样。
3 故障树分析方法步骤
故障树分析根据分析对象、分析目的、精细程度等的不同而不同，但一般按如下步骤进行：
1）故障树的建造；
2）故障树规范化、简化和模块分解；
3）定性分析；
4）定量分析；
5）编写故障树分析报告。
故障树的建造首先应选择恰当的顶事件。在确定顶事件时，可以通过在初步故障分析基础上，设计人员找出系统可能发生的所有故障状态，这个过程可以结合故障模式及影响分析进行，也可借鉴其它类似系统使用过程中发生过的故障事件。然后，筛选出最不希望发生的故障状态作为顶事件。
顶事件确定后，自上而下开始建树，应逐级进行。
将确定的顶事件写在顶部的框内，然后将引起顶事件的全部必要而又充分的直接原因事件写在相应事件符号中画出第二排，下一步根据实际设计中它们的逻辑关系用适当的逻辑门进行连结。遵循以上原则逐步建树，直至所有最低一排事件都为底事件。
规范化故障树是指仅含有基本事件、结果事件，以及“与”、“或”、“非”三种逻辑门的故障树。要将建好的故障树变成规范化的故障树，必须确定对特殊事件的处理规则和对特殊逻辑门进行逻辑等效的变换规则。
故障树的简化，可根据布尔代数运算规则对故障树进行简化。
对于较大规模的已经规范化和简化的故障树需要进行模块分解，这里的模块是指至少有两个底事件但同时又不是所有底事件的集合，在集合中这些底事件向上可汇集到同一个逻辑门，且又只能通过这个逻辑门才能到达顶事件。同时，故障树中所有的其它底事件向上都不能到达该逻辑门。
对故障树进行定性分析的目的在于寻找导致顶事件发生的原因及原因组合。通过识别引起顶事件发生的全部故障模式，它可以帮助判断潜在故障，达到改进设计的目地；也可以用于进行指导故障诊断，从而改进维护和使用方案。
对于正在设计中的产品，由定性分析的结果可以寻找到产品设计上的薄弱环节、重点部位、重要底事件、试验需求和改进设计应采取的方案等。对于最终设计成型的产品，通过定性分析结果可以确定产品已分析的顶事件的故障概率，检测产品的最佳配置，指导故障定位和使用维护方案的制定；还为技术支持、管理维护提供指导。
故障树定量分析是在已知底事件的发生概率的前提下得到顶事件的故障概率。这要求一开始必须拥有所有底事件的故障数据，从而才能求出故障树最小割集。
在定量分析中，应假定各个底事件的故障是相互独立的。若某些底事件互相不独立，则按照统计独立的假设进行计算时将出现工程上难以接受的误差，此时应参考其它专门文献进行不独立所需的修正。
在故障树分析结束时，应将分析结果写成报告，故障树分析报告应包括下列主要内容：分析任务；分析假设；分析方法；数据源说明；系统的可靠性框图；不希望事件（顶事件）及其发生概率；最小割集及其发生概率和重要度；基本事件和条件事件的重要度；可靠性关键项目及其不能从设计中消除的原因。
4 结论
故障树分析是一种对复杂系统常用的安全性、可靠性分析方法。它通过演绎的故障分析法研究系统特定的顶事件，自上向下严格按事件的层次进行逻辑分析和因果判断，找出故障事件的必要而充分的各类原因，画出逻辑关系图（故障树），最终找出导致顶事件发生的所有原因和原因组合。由分析结果可以确定被分析系统的薄弱环节、关键部位、应采取的措施、对可靠性试验的要求等。这些都显示出其在工业设计过程中的重要性和必要性。广大设计人员只有不断在其设计过程中深刻融合安全性设计理念，让安全可靠成为产品一大亮点，设计出的产品才能真正被业界所肯定，被市场所接受。
参考文献
[1]曹晋华，等.故障树分析指南.国防科学技术工业委员会，1998-03-16.
故障树分析范文第5篇
摘 要： 随着城市的不断发展，燃气成为现代城市能源供应的重要组成部分，燃气的安全管理尤为重要。为了解决城市燃气输配系统的安全问题，首先总结了城市燃气输配管网失效的原因，然后结合ASME B31.8S标准，采用故障树分析法对城市燃气输配管网的失效原因进行定性分析，建立了城市燃气输配管网故障树。通过对故障树的分析，识别出引起管线失效的主要因素，并提出了相应的解决方案，为城市燃气输配管网地设计、检测、维护和维修提供理论指导。
关键词： 城市燃气； 燃气输配管网； 安全评价； 故障树分析
中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）18?0004?03
燃气供应是现代化城市能源供应的重要组成部分，燃气输配系统是复杂的综合设施，其主要部分是燃气管网。随着城市经济的高速发展，城市燃气管网的建设规模不断地扩大，发展十分迅速。城市燃气有很多优点，如是一种优质燃料，便于储存、运输和使用，但同时也存在许多不足，如它具有易燃烧性、易爆炸性。若管理或使用不当，极易引发爆炸、中毒和死亡事故，危害性极大。此外，城市化的燃气输配设施，多数分布在人口或公共设施相对比较集中的区块，在其中的任何一个环节都有可能发生安全事故。事故一旦发生，不仅造成严重的人员伤亡和财产损失，而且往往引发社会不安全感、环境污染等问题[1]。近年来，随着城市规模的不断扩大，天然气产业发展迅速，城市燃气进入了一个新的发展期。这些现状，都给燃气管道的敷设和改造都带来了有力保障，给扩展燃气用户提供了新的机遇。城市燃气涉及面广，虽然在城市天然气管网设计建设中采用越来越严格的规范，但仍然有少数建设单位不按规范要求施工，也有部分市民缺少安全意识，这样的不确定因素都给城市燃气管网运行增加了不少安全隐患。在目前的形式下，如何有效地保障城市燃气管网的安全可靠运行是摆在燃气公司面前的一个重要课题。
1 故障树分析法简介
故障树分析法（Fault Tree Analysis，FTA）是对于一些不易形成逻辑图的复杂系统进行风险识别和评价的一种有效的方法。它用事件符号、逻辑门符号和转移符号来描述系统中各种事件之间的因果关系。
故障树是一种逻辑树，树枝代表系统、子系统或元件的事故事件，而节点代表事故事件之间的逻辑关系。故障树的形成是从顶事件的根出发逐级向下发展绘制，直到事件概率已知的基本事件为止，在故障树中表示事件之间最常用的逻辑关系是“与”和“或”的关系。故障树中所用的图形符号有很多，表1列出几种常用的符号。
故障树分析在生产阶段能帮助诊断事件是否失效，进而改进相关技术管理，产生更好的维修方案。故障树分析法同时适用于定性评价和定量评价，使用过程简洁明了，而且不失可靠性，充分体现了以系统工程方法为基础来研究安全问题的系统性、准确性和预测性。
2 故障树分析原则
故障树分析是系统可靠性和安全性分析的工具之一[2]。采用故障树分析法建立故障树一般步骤如下：
（1）熟悉系统。尽可能详细地收集系统相关资料，了解系统状态及各种参数，熟悉研究对象的特征。
（2）确定顶事件。对所调查的事故进行全面分析，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶事件。
（3）建立故障树。将引起顶事件发生的直接原因找出来，根据实际情况用适当的逻辑符号把顶事件和各直接原因事件（中间事件）相连接，然后找出中间事件的原因事件，并用适当的符号连接，直到不需要分解为止。
（4）故障树的规范化和简化。
（5）根据已经建立好的故障树，进行定性分析和定量分析。
3 城市燃气输配管网故障树的建立
引起城市燃气管网发生事故的原因很多，发生事故的原因是多方面的，而且造成管道事故是多种原因的综合结果。从大量事故分析报告的统计结果来看，导致城市燃气管网事故的主要因素有：第三方损坏、管道腐蚀及设备老化、设计及误操作、管道原始缺陷。管网泄漏事故原因主要包括管道腐蚀严重、第三方损害严重、误操作、存在设计缺陷等；导致管道破裂事故的原因主要包括操作失误、违章作业、维护不周、设计安装不合理、材料缺陷等。根据选择顶事件的原则，选取“燃气输配管网失效”作为顶事件，管道失效和附属设备失效为二次事件，任何一个二次事件的失效，都会造成整个管线的失效。继续深入分析，逐层列出中间时间和底事件，建立城市燃气输配管网故障树，如图1所示。故障树中的中间符号和底事件事件符号所表示的含义见表2和表3。
4 故障树的分析
（1）第三方破坏严重。主要包括人的不安全行为，燃气设施的不安全状态等。城市燃气管线处于人口相对集中的区域，地面活动程度高，给管网的运行造成一定的压力，也间接对管线失效产生影响。同时，管道上方违法施工，水流对管沟、管道的长期冲刷、管道附近土层移动等也会导致管线失效。因此应完善地面燃气管线警示标识，对特殊区域的管线增加防护装置，加强施工人员的管理和安全意识培养，并加强监督，同时对管线及附近标志物定期检测。
（2）管道腐蚀。包括外腐蚀、内腐蚀和应力腐蚀。防腐层老化，土壤中含硫化物、含水率高、含细菌等，阴极保护失效等均会导致管线外腐蚀；燃气含水、含酸性介质，缓蚀剂失效等直接造成管线内腐蚀；施工、安装不当等又引起应力腐蚀。因此，防止管道腐蚀发生，需要加强管线的阴极保护，确保防腐层质量，选择合适的清管器定期进行清理，施工时尽量避免出现应力。
（3）管道材料缺陷。管道材料缺陷包括管道材料初始缺陷和管道安装缺陷。管道材料初始缺陷是由于管道材料在制造、运输过程中产生的；管道安装缺陷是在管段安装施工过程中形成的。如管道含有杂质，表面预处理不合格，焊接材料质量不合格，焊接质量差，焊接后未清洁等因素的存在，均会导致管道整体强度降低，进而影响管道运行的可靠性。加强管材质量检查，建立严格的施工质量检测制度，是解决管道材料缺陷的良好途径。
5 结 语
本文总结了城市燃气输配管网失效的原因，采用故障树分析法对城市燃气输配管网的失效原因进行定性分析，建立了比较完整的城市燃气输配管网故障树。对故障树的进一步分析，找出影响管线失效的主要因素，并提出对应的完善修复措施，为城市燃气输配管网地设计、检测、维护和维修提供理论指导。
参考文献
[1] 张琳.城市燃气管网安全管理体系研究[D].上海：同济大学，2006.
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