一種失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷電災害風險評估領域，尤其涉及一種失效雷電防護裝置導致人身傷 亡損失評估的方法。
【背景技術】
[0002] 當今社會經濟發(fā)展水平越來越高，人們對雷電帶來的危害也越來越重視，建筑物 普遍安裝雷電防護裝置。但是雷電防護裝置對雷電的防護效果不是百分之百的，不當的安 裝或者失效的雷電防護裝置反而會滋生新的危害，甚至會導致人身傷亡損失。為了更加合 理的采取防雷措施，避免盲目的安裝，需要對失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失進行評 估。
[0003] 事故樹分析法(FTA)是一種用于復雜系統(tǒng)可靠性、安全性預測的方法。事故樹是以 系統(tǒng)最不希望發(fā)生的事件一一頂事件為分析目標，應用邏輯演繹的方法研究造成頂事件發(fā) 生的各種直接及間接原因，并用"邏輯門"將各種原因相聯系，建立起一棵倒立的樹狀圖形， 并指出單元故障與系統(tǒng)故障之間的邏輯聯系，應用概率統(tǒng)計方法進行定性、定量分析，可尋 求頂事件發(fā)生的最小割集，最小徑集及頂事件發(fā)生的概率。
[0004]事故樹分析把系統(tǒng)可能發(fā)生的事故放在圖的最上面，稱為頂上事件，按系統(tǒng)構成 要素之間的關系，分析與災害事故有關的原因。這些原因，可能是其他一些原因的結果，稱 為中間原因事件(或中間事件），應繼續(xù)往下分析，直到找出不能進一步往下分析的原因為 止，這些原因稱為基本原因事件(或基本事件）。圖中各因果關系用不同的邏輯門聯接起來， 這樣得到的圖形象一棵倒置的樹。
[0005] 事故樹分析法可以識別導致事故的基本事件，并加以全面、簡潔和形象地描述，進 行定性、定量分析和系統(tǒng)評價。但是如果缺少相應數據，則定量評估較為困難。此外，對模糊 性事件也無法分析。模糊事故樹分析(FFTA)方法應運而生。模糊事故樹是把事故樹和模糊 集合理論相結合，將所有的事故樹節(jié)點模糊化，即給每個模糊事件定義隸屬函數來表示模 糊事件發(fā)生的程度，來對事故樹進行定性定量分析，針對事故樹的頂事件和底事件的發(fā)生 概率，采用模糊概率取代精確的概率值。
[0006] 以下通過研究相關最新發(fā)明和實用新型專利，進一步說明本發(fā)明的技術背景。專 利-一種應用蒙德法進行火災爆炸風險評價的方法(201410125342)通過求取各火災爆炸風 險基本事件結構重要度的大小，確定其在運用蒙德法進行安全評價時在"建議系數"范圍內 "采用系數"的取值大小問題。該方法是用于計算化工行業(yè)火災爆炸風險，與本發(fā)明方法屬 于不同應用領域。專利-一種基于二元模糊事故樹的電氣系統(tǒng)可靠性評價方法 (20131002926)針對使用多元影響因素和模糊評價數據對電氣系統(tǒng)進行可靠性評價的問 題，選擇工作時間和工作溫度對各個元件及其組成系統(tǒng)的可靠性進行確定。由于雷電防護 裝置失效的原因有許多，且影響程度不確定，沒辦法對多元影響因素進行評估，故該方法不 適用于失效雷電防護裝置風險評估。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明目的在于克服以上現有技術雷電防護裝置安裝不當或者失效導致建筑物 一旦遭受雷擊，防護裝置形同虛設，極易釀成災害，甚至會導致人身傷亡損失的不足，通過 對建筑物失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失的危害方式進行事故樹分析，找出建筑物雷 電防護裝置的安全薄弱環(huán)節(jié)，提供一種失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法， 具體有以下技術方案實現：
[0008] 所述失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法，包括如下步驟：
[0009] 1)確立事故樹中的事件；
[0010] 2)通過與門、或門的邏輯門電路建立建筑物雷電防護系統(tǒng)中人身傷亡損失的事故 樹；
[0011] 3)依據所構造出的事故樹圖，列出布爾表達式，求出最小割集、最小徑集，確定出 各基本事件的結構重要度；
[0012] 4)根據模糊數學理論，采用三角模糊事故樹的分析方法，對頂上事件的發(fā)生的概 率進行定量分析；
[0013] 5)進行模糊重要度分析，給出系統(tǒng)安全分析意見，制定預防事故措施。
[0014] 所述失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法的進一步設計在于，所述步 驟1)包括如下步驟：
[0015] 1-1)確定頂上事件，設定頂上事件為"人身傷亡損失"；
[0016] 1-2)按系統(tǒng)構成要素之間的關系，分析與災害事故有關的原因；
[0017] 1-3)調查事故、分析原因。
[0018]所述失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法的進一步設計在于，所述步 驟1-3)中，如果經步驟1-2)分析得到的災害事故有關的原因只要有任意一個發(fā)生，頂上事 件就會發(fā)生，將所述原因用邏輯或門連接；
[0019] 如果經步驟1-2)分析得到的災害事故有關的原因需要同時發(fā)生，頂上事件才會發(fā) 生，將所述原因用邏輯與門連接。
[0020] 所述失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法的進一步設計在于，所述步 驟4)包括如下步驟：
[0021] 4-1)獲得基本事件發(fā)生的概率，對于通過可靠性手冊、經驗數據獲得事故率的基 本事件，根據事故率、概率分布參數獲得基本事件的發(fā)生概率；
[0022] 4-2)通過步驟4-1)獲得的基本事件的發(fā)生概率，將所述發(fā)生概率其歸一化為三角 形式的模糊數；
[0023] 4-3)利用與、或模糊算子求得頂上事件發(fā)生的模糊概率。
[0024] 所述失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法的進一步設計在于，所述基 本事件的發(fā)生概率包括多種形式，分別為:精確值、語言值以及模糊數。
[0025] 所述失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法的進一步設計在于，所述步 驟4-2)中，三角模糊分布記做（1，m，u):
[0026]對于精確值形式的概率值的歸一化處理，將精確概率值p，轉化成三角模糊數為u = (P，P，P);
[0027] 對于語言值形式的概率值的歸一化處理，確定語言值所對應概率的量級，將這一 量級作為相應語言值的m值，再將其轉化為三角模糊數(a，m，b)，m-a = b-m = 0.0556m;
[0028] 對于其他形式的非三角模糊數的概率值的歸一化處理，首先求出與所述概率值相 應隸屬函數的重心作為m，再將其變?yōu)槿悄：龜?a，m，b)，其中a，m，b的關系如下式所示： m-a = b-m = 0.0556m〇
[0029] 所述失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法的進一步設計在于，所述步 驟4-3)中，模糊與門的算子公式，如式(1)所示，
[0030] (1)
[0031] 模糊或門的算子公式，如式(2)所示，
[0032]
[0033] 所述失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法的進一步設計在于，所述步 驟5)中，設定事故樹的結構函數為φ (Xl，X2，…，Xn)，其中Xi是事故樹基本事件，Xi的可能性 分布用三角模糊數形式給出，記為筆，頂上事件的可能性分布為： iCI,筆，資，_，中位數記為τζ。
[0034] 其中
，基本事件的可能性分布為：
[0035]
I，其中位數記為Tzi?；臼录i 的模糊重要度Si = Tz-Tzi，如果Si>Sj，則優(yōu)先考慮改進基本事件Xi來提高系統(tǒng)的可靠性。
[0036] 本發(fā)明的優(yōu)點如下：
[0037] 充分利用事故樹分析法和模糊數學的優(yōu)點進行組合，進行的人身傷亡損失的評估 可以克服單獨運用事故樹進行評價時，減少了事故樹中事件概率的不確定性，更具有實用 價值。通過對建筑物失效雷電防護裝置人身傷亡損失模糊事故樹分析，增強人們對合理有 效進行雷電防護裝置安裝的意識，防止天災更防止人禍。
【附圖說明】
[0038] 圖1為本發(fā)明所涉的一種應用模糊事故樹進行失效雷電防護裝置導致人身傷亡損 失評估的方法中事故樹事件符號示意圖。
[0039] 圖2為本發(fā)明所涉的一種應用模糊事故樹進行失效雷電防護裝置導致人身傷亡損 失評估的方法中模糊事故樹建立步驟示意圖。
[0040] 圖3為本發(fā)明所涉的一種應用模糊事故樹進行失效雷電防護裝置導致人身傷亡損 失評估的方法中三角模糊數的隸屬函數示意圖。
[0041] 圖4為本發(fā)明所涉的一種應用模糊事故樹進行失效雷電防護裝置導致人身傷亡損 失評估的方法中事故樹。
【具體實施方式】
[0042]下面結合附圖對本發(fā)明方案進行詳細說明。
[0043]本實施例的失效雷電防護裝置導致人身傷亡損失評估的方法，步驟如下：
[0044] 1、事故樹中事件的確立，步驟如下：
[0045] 1-1)確定頂上事件，頂上事件為"人身傷亡損失"（事故樹第1層）。
[0046] 1-2)按系統(tǒng)構成要素之間的關系，分析與災害事故有關的原因。
[0047] 1-3)調查事故、分析原因。
[0048] 進一步的，事故的原因邏輯關系如下：調查"頂上事件"與"中間原因事件"的邏輯 關系（事故樹第2層）。中間原因事件"觸電傷亡"和"火災傷亡"，這兩個事件只要有一個發(fā) 生，"頂上事件"就會發(fā)生，所以用邏輯或門連接。
[0049] 調查事故樹第3層事件的"中間原因事件"及其邏輯關系(事故樹第3層），以"觸電 傷亡"事件為例分析，"中間原因事件"："人員距建筑物外引下線過近"和"接觸電壓和跨步 電壓"這兩個事件，只有同時發(fā)生才會導致人員觸電，所以使用邏輯與門連接。
[0050] 調查事故樹第4層事件的"中間原因事件"及其邏輯關系(事故樹第4層），"接觸電 壓和跨步電壓"的"中間原因事件"："引下線周圍表層土壤電阻率過小"、"引下線泄流故障" "接地終端等電位聯結失效"這三個事件任意發(fā)生一個都會引起"接觸電壓和跨步電壓"，所 以用或門連接。"人員距建筑物外引下線過近"的原因："安全距離過小"或"警示標志失效"， 所以用邏輯或門連接。
[0051] 調查事故樹第5層事件的"中間原因事件"及其邏輯關系(事故樹第5層）"引下線泄 流故障"可能是因為"引下線的電氣連續(xù)性破壞"、"明裝引下線施工安裝不符合要求"或"弓丨 下線的絕緣失效"引起的，所以用邏輯或門連接。"警示措施失效"可能是"警示裝置破壞"或 "未設警示裝置"導致的，所以用邏輯或門連接。
[0052] 調查事故樹第6層事件的"中間原因事件"及其邏輯關系(事故樹第6層），"引下線 的絕緣失效"是由"絕緣老化"和"維護檢修不到位"同時引起的，所以用邏輯與門連接。
[0053] 調查事故樹第7層事件的"中間原因事件"及其邏輯關系(事故樹第7層），"絕緣老 化"是由"環(huán)境腐蝕"或是"絕緣材料不符合要求"引起的，所以用邏輯或門連接）。
[0054] 2、構造事故樹，并將不是與或門的邏輯門轉化為與或門。根據上述分析方法，建立 建筑物雷電防護系統(tǒng)中