中国民武装警察部队学院
毕业文（设计）
题目 阿荣旗某商场火灾探测报警系统
性分析
学 号 200420140070
姓 名 董学智
系 队 消防工程系队
专 业 消防工程
指导教师 朱毅 讲师
二○○八年六月
阿荣旗某商场火灾探测报警系统性分析
摘 ：火灾探测报警系统建筑火灾早期探测具重作时火场部员逃生火灾扑救提供宝贵时间年火灾探测报警系统障导致报警错误延迟失效时发生建筑消防安全带巨潜隐患文基系统性分析方法理系统性分析理念引入建筑火灾探测报警系统性分析中利事树分析方法阿荣旗某商场火灾探测报警系统性进行分析首先结合该商场火灾探测报警系统障记录进行数统计分析建立该商场火灾探测报警系统事树次结合数分析结果建立事树进行定性分析求事树割集径集结构重度进提出提高系统性安全措施提供决策实现定性分析考虑复杂系统顶事件计算难度较尤基事件交合情况计算结果准确度高文引入系统性分析理根EsaryProschan研究成果定性分析基础似出顶事件发生概率进步求出概率重度界重度量化出提高商场火灾探测报警系统性具体措施
关键词 火灾探测报警系统 性 事树 重度
The Analysis of the Reliability of Fire Detection Alarming System in a Marketplace Building in A Rong Qi
Abstract Fire detection alarming system which plays a very important role in detecting early building fire can provide people with enough time to evacuate from building and fighting fire In recent years the malfunction of the fire detection alarming system has caused the problem of alarming misinformation delay and invalidation which bring huge hidden trouble to building fire protection This paper is written based on the theory and method of system reliability To analyze the reliability of the fire detection alarming system in a marketplace in A Rong Qi the method of fault tree analysis is applied in this paper Firstly the fault tree of the marketplace building fire detection alarming system is established by the statistics analysis of marketplace fire detection alarming system Secondly minimal cut set and minimal radius set and structure important degree are calculated by qualitative analysis of fault tree based on the outcome of data analysis Then some references for improving the system reliability is provided In consideration of the difficulty of complications system top event particularly when it is inaccurate for the calculation result under the situation that the basic affairs is in equable each other the analysis theory of great system reliability is imported in this paper And on the foundation of the research result of Esary and Proschan and the qualitative analysis the probability of top event is figured out approximately and the further calculating was made on the probability and critical importance degree In the end it is elicited in quantification that some concrete measures for improving the system reliability of marketplace fire detection alarming system
Keywords fire detection alarming system reliability fault Tree importance degree
目 录
摘 ： I
Abstract II
目 录 III
1 绪 1
11 研究背景意义 1
111 研究背景 1
112 研究意义 2
12 国外研究现状发展趋势 3
121 火灾探测报警系统 3
122 火灾探测报警系统性研究 4
2 基事树火灾探测报警系统性分析方法 7
21 事树方法简介 7
22 火灾探测报警系统障事树建立 7
3 火灾探测报警系统性定性分析 10
31 基事树系统性定性分析方法 10
311 事树割集（径集）分析 10
312 结构重度分析 11
32 阿荣旗某商场火灾探测报警系统性定性分析 12
321 求割集（径集） 12
322 分析基事件结构重度 14
4 火灾探测报警系统性量化分析 16
41 基事树系统性定量分析方法 16
411 引入系统性分析 16
412 事树似性评价方法 19
42 阿荣旗某商场火灾探测报警系统性定量分析 20
421 求顶事件发生概率 20
423 求概率重度界重度 22
5 结 25
参考文献 26
1 绪
11 研究背景意义
111 研究背景
火灾种失控制造成定损害燃烧程火势具行蔓延扩范围力伴强烈放热产生害烟雾极危害造成财产损失具备燃烧条件方果火者某种事素造成火焰受限制外扩张形成火灾
火灾类社会国民济发展造成巨破坏火灾代价巨包含直接财产损失间接财产损失员伤亡损失扑救消防费保险理费投入火灾防护工程费根世界火灾统计中心欧洲体研究结果数发达国家年火灾损失占国民济总产值2‰左右整火灾代价约占1[1]
国正处火灾形势较严峻时期火灾次数损失均居高尤发生起重特火灾造成严重群死群伤事件1994年12月8日新疆克拉玛友谊宾馆火灾2000年12月5日河南东商厦火灾中死亡数均超3002003年11月3日衡阳特火灾死亡消防官兵20影响震惊中外2004年2月15日吉林中百商厦发生火灾53死亡70受伤中重伤142005年12月16日吉林辽源市中心医院发生火灾39死亡[2]国安全事统计分析类事中火灾事排矿业事交通事爆炸事毒物泄露中毒事爆炸泄露中毒事火灾密分图11列出国2002年2007年火灾情况
图11 国2002－2007年火灾情况
图11中出2002－2007年五年间火灾次数呈现出缓慢减少趋势死亡数2004年迅速增长第二年开始逐年降受伤数缓慢降济损失增长呈现出缓慢减少态势火灾探测报警系统发展密切相关火灾探测报警系统设置减少员伤亡降低财产损失着重意义然国济快速发展现状国外火灾统计数分析出国未相长段时间火灾形势然容忽视
国现阶段济建设程中火灾必成种容忽视灾害火灾济建设社会发展带巨灾害未火灾发展形势容忽视加强火灾现象程机理规律研究基础研究效火灾预防控制措施断努力方火灾探测报警系统快速发展时报警消灭初期火灾着重意义火灾探测报警系统研究已进入全新阶段
112 研究意义
效控制火灾发生降低火灾损失火灾报警方面提出早期报警求火灾探测报警系统功便早期发现确认火灾时建筑物员警示火灾发生早组织疏散员物资限度减少身财产损失火灾探测报警系统作建筑消防设施重组成部分现代建筑消防工程中发挥着重作
火灾探测报警技术作门学科专业综合应科学已发展成类火灾斗争重手段火灾探测报警系统探测器报警器等硬件具相应信号提取算法信号处理功软件组成机整体火灾探测器报警器初期火灾参量物理化学等参量转化电量种装置获取火灾信息重工具[3]
火灾探测报警系统性指火灾探测报警系统监测空间火灾事件信息响应时性（反应时间）准确性（误报率漏报率）综合性火灾探测报警系统种长期处备战状态系统实现火灾探测报警火灾损失降低限度火灾探测报警追求重性指标火灾探测报警系统关心程中某时间正确响应种火灾事件力火灾事件具确定性机性系统性赖信息估计出概率分布等统计信息性评价容指通收集某探测报警系统障情况统计分析导致系统障素概率分布该火灾探测报警系统未探测性做出预测基础确定提高火灾探测报警系统性佳措施
火灾探测报警系统火灾早期阶段否准确探测火情迅速报警时组织快速序疏散积极效控制火灾蔓延快速灭火减少火灾损失降低火灾风险具重意义火灾探测报警系统特殊性考虑消防安全时研究影响系统性素提出改进措施十分重外商场建筑消防系统众建筑中相较复杂商场建筑火灾探测报警系统性进行分析研究具十分重意义
12 国外研究现状发展趋势
121 火灾探测报警系统
早1847年美国牙科医生钱林（Channing）缅学教授华迈尔（Fanrmer）研究出世界第台城镇火灾探测报警系统[4]直20世纪70年代末国军工企业部属企业开始研制火灾动探测报警产品社会义建设迅速发展高层建筑建筑群断涌现关部门重视支持火灾探测报警系统市场需求量断扩促进产业蓬勃发展
目前着智火灾探测器出现基解决存火灾探测报警系统中严重漏报误报现象火灾探测报警系统研究方面集中探测算法研究模糊理神网络遗传算法探测方法应方面研究复合型探测器探测信息处理特殊场合探测器
着科学技术进步火行认识深入新火灾探测报警产品断出现中国科技学空间火灾动探测报警灭火系统澳利亚空气采样感烟探测器英国约克公司光纤定温探测器等火灾探测报警系统智程度智方式智分布断完善提高标志着火灾探测报警系统已步入全新发展时期
122 火灾探测报警系统性研究
性学科起源军事领域第二次世界战期间适应武器装备需产生半世纪迅速发展现已成门涉面十分广泛（种工程技术数学物理学理学心理学等）综合性应学科——性工程[5]现代性分析方法体分三种概率性模糊性灰色性概率性概率数理统计基础概率定义产品规定时间规定条件完成规定功力量化表述系统性模糊性指模糊系统中系统状态输入输出模糊利模糊优化方法处理模糊问题灰色性概率理性分析进步推广利邓聚龙教授创立门横断学科（灰色理）工程系统性进行分析[6]
常性评价方法中FMECA事树分析法性框图模型性工程传统分析方法贝叶斯网络模型马尔夫模型年迅速发展应传统方法中FMECA偏系统性定性分析事树分析更适系统中重障分析性框图模型转化成事树模型贝叶斯网络模型身具广泛应前景首先基事件必运行－失效两状态事件次基事件间局限逻辑关系困难处计算条件概率函数特系统复杂时马尔夫机程模型适分析修复系统性求系统设备障函数修复函数服指数分布实际火灾探测报警系统障函数完全服指数分布综述事树分析[7]然进行性分析方法进行火灾探测报警系统性分析适合相较简单效种方法
火灾探测系统关注程中某时间正确响应种火灾事件力火灾事件具确定性机性系统性赖现信息估计出概率分布等统计信息鉴扑灭初期火灾重性希断提高火灾探测报警系统灵敏度超早期探测火灾发生早报警灵敏度高会出现误报现象兼顾火灾探测报警系统灵敏度性重
国火灾探测报警系统性研究着探测报警系统复杂化普化逐渐发展火灾探测报警系统质类机电系统鉴领域已成熟性评估方法美国火灾消防工程师协会（SFPE）美国国家标准技术研究院（NIST）火灾安全科学国际协会（IAFSS）利英国Warrington火灾研究澳利亚火灾安全规范改革中心（Fire Code Reform Center）火灾工程指南日东京火灾部（Toko Fire Department）Hall（1995）等统计数家企业事业部门火灾探测报警系统性进行综合评估国性工程研究应起始20世纪50年代末期建成亚热带环境研究拟开展领域研究三四年时间夭折直80年代国种性机构学术团体雨春笋般迅速发展性数学性理达定水
着科技进步智型复合型探测器报警器出现基解决火灾探测报警系统漏报误报问题火灾探测报警系统性问题会成相段时间研究焦点研究领域应成熟种性分析方法找适火灾探测报警系统种合理分析方法分析火灾探测报警系统寿命障时间分布规律系统障预测维修保障提供便利工作开展提高火灾探测报警系统性非常重意义
2 基事树火灾探测报警系统性分析方法
21 事树方法简介
事树分析[8]（Fault Tree Analysis）称障树分析缺陷树分析种复杂系统进行性安全性分析预测方法事树种基图形逻辑关系分层树状模型事件符号逻辑门符号转移符号描述系统中类发生事件组合事件发生导致事树顶事件发生系统障构成事树基素2种：事件逻辑关系事件反映系统中基体状态动态变化例障正常运行状态逻辑关系反映系统中事件连接关系底事件发生影响层事件发生
事树分析复杂系统性分析基方法初美国贝尔实验室HAWaston博士研究电话拨号机动控制系统性时首创研究员40年懈努力事树分析方法已成核工业冶金采矿业交通运输业计算机软件业等众领域研究系统性缺方法事树分析通建立系统部失效事件间逻辑关系分析系统性仅识系统中潜事预测导致系统失效原Fussel总结事树分析方法价值：（1）寻找系统失效根原（2）分析系统中元件子系统重性（3）提供种基图形系统理设计视化工具（4）定性定量分析系统性（5）深入解系统运行机制[9]
事树分析适定性分析定量分析分析结果判断障发生途径引起障关键素提供种形象简洁表达形式定性定量数定性分析寻找导致系统关希事件发生原原组合寻找顶事件发生障模式定量分析根基事件发生概率定量回答顶事件中间事件发生概率定量指标
22火灾探测报警系统障事树建立
事树建立演绎法顶事件开始循序渐进逐级进行分步骤：选择确定顶事件顶事件系统希发生事件指定进行逻辑分析障事件顶事件作输出事件直接原作输入事件根事件实际逻辑关系适逻辑门相联系分析已输入事件果进步分解作级输出事件寻找输入事件重复述程逐级分解直输入事件分解止（底事件止）具体程序流程图21：
确定顶事件
确定边界条件
建立事树
障记录分析
技术资料
定性分析
定量分析
求顶事件发生概率
求解径集
求解割集
结构重度
概率重度
界重度
提出提高系统性具体措施
图21 事树绘制流程
火灾探测报警系统般触发器件火灾报警装置火灾警报装置电源组成火灾探测报警系统实际障模式分二方面：未发生火灾火灾探测报警系统发出错误火灾报警信号声光报警发生火灾火灾探测报警系统未发出火灾报警信号未时发出火灾报警信号障模式分误报模式漏报缓报模式根实期间调研火灾探测报警系统障记录进行数统计障原分析[10–11]查阅量火灾探测报警系统相关材料逐级找直接原事件直基原事件止逻辑关系绘出事树图22：
图22 事树图
3 火灾探测报警系统性定性分析
31 基事树系统性定性分析方法
事树定性分析事树结构列出逻辑关系式进行逻辑运算化简通求割集径集较计算基事件结构重度基事件顶事件影响程度事树中事件考虑发生概率基事树系统性分析事树结构出发分析基事件发生顶事件发生产生影响程度提出提高系统性具体措施提供决策
311 事树割集（径集）分析
割集径集事树分析中起着重作割集揭示形成事发生种性原径集提供防止事发生种性措施[12]更透彻解事种事件质调查事原预防事发生指明方
事树中引起顶事件发生基事件集合称割集割集中基事件时发生时顶事件必然发生割集中基事件发生顶事件会发生割集[13]表示系统火灾危险性表示环境条件发生障差错会导致顶事件发生导致事发生原复杂时互相交叉影响互果求出割集全面掌握事发生规律清晰知道预防事发生
径集表示系统性组径集中中某组发生顶事件会发生找必须控制基事件提供系统正常运行种方案样知道确保系统应入手通较种方案中选出济效方法提高系统性般说防止含较少事件径集发生济理想措施
事树中求解割集（径集）方法较行列法矩阵法布尔代数化简法等布尔代数化简求解事树割集常方法常化简公式：
事树分析中基事件呈现状态两种种发生记种发生记基事件组合构成顶事件状态发生发生样事树表示顶事件基事件间关系等式然通布尔代数化简干交集集里交集割集
312 结构重度分析
复杂事树中常常含基事件提高系统性知道基事件顶事件发生具影响程度样掌握防止基事件发生提高系统性重程度找出改善系统关键素拟定出行效消防策略基事件结构重度通结构分析确定基事件顶事件发生重程度
结构重度分析采两种方法种精确求出结构重系数种利割集径集排出结构重序
（1）求基事件结构重系数
前述事树分析中基事件顶事件两种状态某事件状态0变1事件保持变时顶事件状态变说明基事件顶事件发生否起作样情况累加起包含危险割集总数：
（31）
已知事树基事件状态组合数事件外基事件状态组合数危险割集总数定义基事件结构重系数表达式：
（32）
值排出结构重序
（2）割集径集进行结构重度分析
事树结构复杂基事件时割集径集排列基事件结构重序方便直接情况切实行足够准确方法排列基原：
a）割集（径集）中基事件数等时基事件少割集（径集）中基事件基事件割集（径集）中基事件结构重系数
b）割集（径集）中基事件数相等时重复割集（径集）中出现基事件割集（径集）中出现基事件结构重系数重复次数重复次数少结构重系数
c）基事件少割集（径集）中出现次数少事件事件割集（径集）中出现次数事件相较般说前者结构重系数者
32 阿荣旗某商场火灾探测报警系统性定性分析
321 求割集（径集）
布尔代数化简法事树进行计算
Tx13x22+x10x12+x13x28+x13x27+x16x28+x21x28+x15x28+x13x30+x18x24+x21x24+x16x27+x21x27+x15x27+x16x30+x21x30+x15x30+x14x30+x19x29+x17x29+x17x31x33+x1x4x2+x13x31x33+x14x31x33+x16x31x33+x21x31x33+x15x31x33+x19x31x33+x17x26+x18x31x33+x19x30+x17x30+x18x30+x14x28+x13x29+x14x27+x19x28+x18x28+x15x24+x17x28+x16x29+x21x29+x15x29+x19x27+x17x27+x18x27+x21x26+x15x26+x14x26+x14x29+x18x29+x19x26+x18x26+x14x24+x15x32x33+x13x25+x13x24+x16x26+x7+x21x32x33+x14x32x33+x19x32x33+x17x32x33+x18x32x33+x1x3x2+x1x5x2+x1x6x2+x15x26x11x12+x16x32x33+x8+x9+x13x32x33+x17 x26 （33）
计算结果知顶事件72交集集72交集事树割集分解式（33）割集：
割集72组
求径集利割集偶性根布尔代数偶法
表明事件补等补事件事件补等补事件果事树顶事件发生事件发生代门换成门门换成门便原事树偶成功树求成功树割集原事树径集布尔代数计算法进行计算
Tx1x23x10x8x7x28x27x9x31x30x26x11x29x32x4x24x25x22+x1x23x12x8x7x26x27x28x9x31x30x4x24x29x32x25x22+x1x23x10x8x7x28x27x9x33x30x26x11x29x4x24x25x22+x2x23x10x7x8x28x27x9x31x30x26x11x29x32x4x24x25x22+x4x23x12x8x7x28x27x3x5x6x26x9x31x30x24x29x32x25x22+x1x23x12x8x7x26x27x28x9x33x30x4x24x29x25x22+x4x23x10x8x7x28x27x9x33x30x3x5x6x26x11x29x24x25x22+x2x23x10x7x8x28x27x9x33x30x26x11x29x4x24x25x22+x4x23x12x8x7x28x27x3x5x6x26x9x33x30x24x29x25x22+x2x23x12x8x7x26x27x28x9x33x30x4x24x29x25x22+x1x13x10x7x8x16x21x25x11x9x14x19x17x18+x4x23x10x8x7x28x27x9x31x30x3x5x6x26x11x29x32x24x25x22+x2x23x12x7x8x26x27x28x9x31x4x24x29x32x25x22x30+x4x13x12x8x7x16x21x15x9x3x5x6x14x19x17x18+x2x13x12x7x8x16x21x15x9x14x19x17x18+x4x13x10x8x7x16x21x15x9x3x5x6x14x19x17x18+x1x13x12x7x8x16x21x15x9x14x19x17x18+x2x13x10x7x8x16x21x15x11x9x14x19x17x18 （34）
分解式（34）径集：
18组径集
322 分析基事件结构重度
事树相较复杂分析基事件结构重度时选第二种方法径集进行结构重度分析
基事件结构重度序：
事件名称：
失行探测器质量差蓄意行>灰尘堆积>火灾警报装置发出声光报警底座安装动物攻击手动报警钮失效焊接牢线头松动选型符结冰设置位置>发出错误指令>空间辐射干扰信号通道干扰>火电线短路电焊起火堆放物燃乱扔烟蒂接触电阻超负荷电线绝缘老化>理维护欠缺>腐蚀>水雾气压变化高温>机械磨损然老化
4 火灾探测报警系统性量化分析
41 基事树系统性定量分析方法
事树定量分析目定基事件发生概率情况求出顶事件发生概率分析系统发生事性二求概率重系数界重系数解改进系统便提高系统性[14]定量分析系统性分析高阶段系统进行实际分析通定量分析计算出顶事件发生概率说明基事件顶事件影响程度制定出济合理提高系统性方案
411 引入系统性分析
简化复杂系统事树顶事件发生概率计算引入系统性分析理波兰学者Kolowrocki专著[15]中系统性函数进行详细阐述文引入系统4种常见结构串联系统联系统串－联系统－串联系统图41示时出种常见结构性函数
E1
E2
En
E11
E12
E1l1
E21
E22
E2l2
Ek1
Ek2
Ekl
E1
E2
En
E11
E12
E1l1
E21
E22
E2l2
Ek1
Ek2
Ekl
（d） －串联系统
（c） 串－联系统
（b） 联系统
（a） 串联系统
图41 系统种常见结构
（1） 串联系统（图2（a））数学定义系统寿命构成串联系统元件寿命组成系统元件数目串联系统中构成系统元件正常运行时系统正常运行性函数
（41）
式中系统性函数元件性函数
（2） 联系统（图2（b））数学定义联系统中存正常运行元件系统正常运行性函数
（42）
（3） 串联系统（图2（c））数学定义式中 构成系统第子系统中第元件寿命联子系统数目第子系统中元件数目系统性函数
（43）
式中第子系统中第元件性函数
（4） 串联系统（图2（d））数学定义式中 构成系统第子系统中第元件寿命联子系统数目第子系统中元件数目系统性函数
（44）
式中第子系统中第元件性函数
412 事树似性评价方法
4121 顶事件发生概率计算
事树定量分析方法需量计算量耗费量计算时间特计算割集交程根EsaryProschan研究成果[16]顶事件发生概率满足等式：
（45）
式中事树基事件径集割集事树基事件发生概率通式（45）确定事树顶事件发生概率
进步分析知界项实质基事件积等价干元件先联构成子系统串联结构系统－串联结构致样界项实质基事件积等价干元件先串联构成子系统联串－联系统结构致[17]式（45）描述事树顶事件发生概率系统障概率式（45）转化等式：
（46）
式（46）确定事树顶事件发生概率范围通界均值确定顶事件发生似概率令
（47）
（48）
式中边界事树顶事件发生似概率 （49）
4122 概率重度界重度分析计算
（１）概率重度分析计算
基事件概率重度[18]通基事件概率重系数表示出知道减少基事件发生概率效降低顶事件发生概率结构重度相更真实反映基事件重程度顶事件发生概率基事件发生概率重线性函数作变量分求次偏导数该基事件概率重系数表达式：
（410）
式中顶事件发生概率基事件发生概率概率重系数
（２）界重度分析计算
般情况减少概率值基事件概率减少概率值容易降低顶事件发生概率较影响概率重度未反映出事实整体反映基事件事中重程度界重度概率敏感度两方面评价基事件重程度界重度顶事件发生概率相变化率基事件发生概率相变化率值表示：
（411）
概率系数关系：
（412）
界重度考虑基事件顶事件概率值考虑概率重系数系统结构概率双重角度衡量基事件重程度方法
42 阿荣旗某商场火灾探测报警系统性定量分析
421 求顶事件发生概率
（1） 基事件发生概率确定
a） 根商场火灾探测报警系统障记录进行数统计出基事件发生概率表41：
表41 基事件发生概率
代号
基事件
X1
理
00411
X2
维护欠缺
00685
X3
高温
00137
X4
灰尘堆积
01233
X5
水雾
01096
X6
气压变化
00822
X7
探测器质量差
00548
X8
失行
00548
X9
蓄意行
00137
X10
空间辐射干扰
00137
X11
信号通道干扰
00274
X12
发出错误指令
00411
X22
设置位置
00137
X23
底座安装
00411
X24
选型符
00137
X25
结冰
00411
X26
手动报警钮失效
00959
X27
火灾警报装置发生声光报警
00822
X28
线头松动
00274
X29
焊接牢
00411
X30
动物攻击
00137
X31
机械磨损
01096
X32
然老化
00959
X33
腐蚀
00411
b） 根实阿荣旗五年发生火灾记录出基事件发生概率表42：
表4２ 基事件发生概率
代号
基事件
X13
火
000032
X14
乱扔烟蒂
000053
X15
堆放物燃
000121
X16
电线短路
000082
X17
超负荷
000048
X18
电线绝缘老化
000131
X19
接触电阻
000012
X20
电气障
000023
X21
电焊起火
000013
（2） 计算顶事件发生概率
式（49）知
求顶事件发生概率01272
423 求概率重度界重度
(1) 求概率重度
式（4－10）计算
Ig(1)00197
Ig(2)00118
Ig(3)000246
Ig(4) 0282
Ig(5)000246
Ig(6)000246
Ig(7)0999
Ig(8)0999
Ig(9)0999
Ig(10)00410
Ig(11) 00410
Ig(12) 00410
Ig(13)0330
Ig(14) 000188
Ig(15)0282
Ig(16)0268
Ig(17)0268
Ig(18)0282
Ig(19)0268
Ig(20)00000124
Ig(21)0282
Ig(22)0000175
Ig(23)00000124
Ig(24)000349
Ig(25)0000315
Ig(26)000491
Ig(27)000491
Ig(28)000491
Ig(29)000491
Ig(30)000491
Ig(31) 0000201
Ig(32)0000201
Ig(33)000100
基事件概率重度序：
Ig(7)Ig(8)Ig(9) >Ig(13)>Ig(15)Ig(18)Ig(21)>Ig(4)>Ig(19)Ig(16)
Ig(17) >Ig(10) >Ig(12)>Ig(11) >Ig(1) >Ig(2) >Ig(26)Ig(27)Ig(28)Ig(29)
Ig(30) >Ig(24) >Ig(6)Ig(5)Ig(3) >Ig(14) >Ig(33)>Ig(25)>Ig(32)Ig(31)>Ig(22) >Ig(23)Ig(20)
：探测器质量差失行蓄意行>火>堆放物燃电线绝缘老化电焊起火>灰尘堆积>接触电阻电线短路超负荷>空间辐射干扰>发出错误指令>信号通道干扰>理>维护欠缺>线头松动焊接牢动物攻击手动报警钮失效火灾警报装置发出声光报警>选型符>气压变化高温水雾 > 乱扔烟蒂>腐蚀>结冰>然老化机械磨损>设置位置>底座安装电气障
（2） 求界重度
式（4－12）计算
Cg(1)000637
Cg(2)000637
Cg(3)0000265
Cg(4)000885
Cg(5)000212
Cg(6)000159
Cg(7)0430
Cg(8)0430
Cg(9)0107
Cg(10)000442
Cg(11)000182
Cg(12)00132
Cg(13)0000832
Cg(14)000117
Cg(15)000268
Cg(16)000173
Cg(17)000101
Cg(18)000290
Cg(19)0000253
Cg(20)00000114
Cg(21)0000288
Cg(22)00000189
Cg(23)00000114
Cg(24)0000376
Cg(25)0000101
Cg(26)000370
Cg(27)000317
Cg(28)000105
Cg(29)000158
Cg(30)0000529
Cg(31)0000174
Cg(32)0000152
Cg(33)0000326
基事件界重度序：
Cg(7)Cg(8)>Cg(9)>Cg(12)>Cg(4)>Cg(1)>Cg(2)>Cg(10)>Cg(26)>Cg(27)>
Cg(18)>Cg(15)>Cg(5)>Cg(11)>Cg(16)>Cg(6)>Cg(29)>Cg(14)>Cg(28)>
Cg(17)>Cg(13)>Cg(30)>Cg(24)>Cg(33)>Cg(21)>Cg(3)>Cg(19)>Cg(31)>
Cg(32)>Cg(25)>Cg(22)>Cg(23)Cg(20)
：探测器质量差失行>蓄意行>发出错误指令>灰尘堆积>理>维护欠缺>空间辐射干扰>手动报警钮失效>火灾警报装置发出声光报警>电线绝缘老化>堆放物燃>水雾>信号通道干扰>电线短路>气压变化>焊接牢>乱扔烟蒂>线头松动>超负荷>火>动物攻击>选型符>腐蚀>电焊起火>高温>接触电阻>机械磨损>然老化>结冰>设置位置>底座安装电气障
5 结
通查阅前研究成果现场实践调研影响火灾探测报警系统性素进行系统全面分析结合系统性事树分析理方法某商场火灾探测报警系统性进行分析结：
（1） 运基事树系统性分析方法根某商场火灾探测报警系统障记录系统高度导致商场火灾探测报警系统障种原进行定性定量分析深入分析导致障部失效机理失效模式提出提高火灾探测报警系统性措施
（2） 全面分析导致火灾探测报警系统障种素出身素更易引起障发生应予足够重视严产品质量关规范身行时清洗维护探测器减少火灾探测报警系统障效方法
（3） 商场消防控制中心值班员失日常理维护位导致火灾探测报警系统性降低观素应加强值班员培训建立火灾探测报警系统障维修组时系统进行理维护
（4） 影响火灾探测报警系统性众环境素中水雾灰尘堆积发素优化设计方法采取更科学先进探测算法解决环境素影响根方法设计中合理进行系统选型现行选解决方案
（5） 事树分析方法火灾探测报警系统性进行分析出系统发生障概率通计算结构重度概率重度界重度出提高系统性具体策略分析需数采实调研方式获改善商场火灾探测报警系统性更具现实意义
参考文献
[1] 范维澄 孙金华 陆守香等 火灾风险评估方法学[M] 北京 科学出版社 2004
[2] 康青春 商定 郑富维 姜青等 火灾战例精选[M] 河北 中国民武装警察部队学院 2003
[3] 吴龙标 方俊 谢启源 火灾探测信息处理[M] 北京 化学工业出版社 2006
[4] 贺玉凯 关中辉 火灾探测技术发展趋势[J] 辽宁工学院学报 2004 24(6) 1113
[5] 金伟娅 张康达 性工程[M] 北京 化学工业出版社 2005
[6] 芮延年 傅戈雁 现代性设计[M] 北京 国防工业出版社 2007
[7] 陈绍宽 毛保华 天健等 基事树分析铁路牵引供电系统性评价[J]铁道学报 2006 28(6) 124129
[8] 岳庚吉 惠中玉 傅智敏 工业企业防火[M] 河北 中国民武装警察部队学院 1998
[9] THOMAS I R Effectiveness of fire safety components and systems[J] Journal of Fire Protection Engineering 2002 12 6881
[10] 吴海峰 张志兵 火灾动报警系统误报原预防措施[J] 邯郸职业技术学院学报 2004 17(4) 8284
[11] 张先 张寅 宗罗丹 祁祖兴 城市商场火灾事树确定性定量分析[J] 苏州科技学院学报(工程技术版) 2006 19(2) 6062
[12] Oh Y Yoo J Cha S Son H S Software safety analysis of function block diagrams using fault trees[J] Reliability Engineering and System Safety 2005 88(3) 215228
[13] 景国勋 贾智伟 段振伟 张强 割集系统安全分析方法中应[J] 中国安全科学学报 2004 14(5) 99102
[14] YANG Kai HISHAM Younis A semianalytical Monte Carlo simulation method for system＇s reliability with load sharing and damage accumulation[J] Reliability Engineering and System Safety 2005 87 191200
[15] Kolowrocki K Reliability of Large Systems[M] Boston Elsevier Ltd 2004
[16] Esary J Dproschan F Coherent structures with non identical components[J] Technometrics 1963(5) 191209
[17] 王蒙蒙 王汀 王栋 事树中顶事件发生概率计算浅析[J] 机械理开发 2005(4) 4849
[18] 薛永 事树中基事件重度重度分析[J] 山西冶金 2006(4) 5256
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
中国民武装警察部队学院
毕业文（设计）
题目 阿荣旗某商场火灾探测报警系统
性分析
学 号 200420140070
姓 名 董学智
系 队 消防工程系队
专 业 消防工程
指导教师 朱毅 讲师
二○○八年六月
阿荣旗某商场火灾探测报警系统性分析
摘 ：火灾探测报警系统建筑火灾早期探测具重作时火场部员逃生火灾扑救提供宝贵时间年火灾探测报警系统障导致报警错误延迟失效时发生建筑消防安全带巨潜隐患文基系统性分析方法理系统性分析理念引入建筑火灾探测报警系统性分析中利事树分析方法阿荣旗某商场火灾探测报警系统性进行分析首先结合该商场火灾探测报警系统障记录进行数统计分析建立该商场火灾探测报警系统事树次结合数分析结果建立事树进行定性分析求事树割集径集结构重度进提出提高系统性安全措施提供决策实现定性分析考虑复杂系统顶事件计算难度较尤基事件交合情况计算结果准确度高文引入系统性分析理根EsaryProschan研究成果定性分析基础似出顶事件发生概率进步求出概率重度界重度量化出提高商场火灾探测报警系统性具体措施
关键词 火灾探测报警系统 性 事树 重度
The Analysis of the Reliability of Fire Detection Alarming System in a Marketplace Building in A Rong Qi
Abstract Fire detection alarming system which plays a very important role in detecting early building fire can provide people with enough time to evacuate from building and fighting fire In recent years the malfunction of the fire detection alarming system has caused the problem of alarming misinformation delay and invalidation which bring huge hidden trouble to building fire protection This paper is written based on the theory and method of system reliability To analyze the reliability of the fire detection alarming system in a marketplace in A Rong Qi the method of fault tree analysis is applied in this paper Firstly the fault tree of the marketplace building fire detection alarming system is established by the statistics analysis of marketplace fire detection alarming system Secondly minimal cut set and minimal radius set and structure important degree are calculated by qualitative analysis of fault tree based on the outcome of data analysis Then some references for improving the system reliability is provided In consideration of the difficulty of complications system top event particularly when it is inaccurate for the calculation result under the situation that the basic affairs is in equable each other the analysis theory of great system reliability is imported in this paper And on the foundation of the research result of Esary and Proschan and the qualitative analysis the probability of top event is figured out approximately and the further calculating was made on the probability and critical importance degree In the end it is elicited in quantification that some concrete measures for improving the system reliability of marketplace fire detection alarming system
Keywords fire detection alarming system reliability fault Tree importance degree
目 录
摘 ： I
Abstract II
目 录 III
1 绪 1
11 研究背景意义 1
111 研究背景 1
112 研究意义 2
12 国外研究现状发展趋势 3
121 火灾探测报警系统 3
122 火灾探测报警系统性研究 4
2 基事树火灾探测报警系统性分析方法 7
21 事树方法简介 7
22 火灾探测报警系统障事树建立 7
3 火灾探测报警系统性定性分析 10
31 基事树系统性定性分析方法 10
311 事树割集（径集）分析 10
312 结构重度分析 11
32 阿荣旗某商场火灾探测报警系统性定性分析 12
321 求割集（径集） 12
322 分析基事件结构重度 14
4 火灾探测报警系统性量化分析 16
41 基事树系统性定量分析方法 16
411 引入系统性分析 16
412 事树似性评价方法 19
42 阿荣旗某商场火灾探测报警系统性定量分析 20
421 求顶事件发生概率 20
423 求概率重度界重度 22
5 结 25
参考文献 26
1 绪
11 研究背景意义
111 研究背景
火灾种失控制造成定损害燃烧程火势具行蔓延扩范围力伴强烈放热产生害烟雾极危害造成财产损失具备燃烧条件方果火者某种事素造成火焰受限制外扩张形成火灾
火灾类社会国民济发展造成巨破坏火灾代价巨包含直接财产损失间接财产损失员伤亡损失扑救消防费保险理费投入火灾防护工程费根世界火灾统计中心欧洲体研究结果数发达国家年火灾损失占国民济总产值2‰左右整火灾代价约占1[1]
国正处火灾形势较严峻时期火灾次数损失均居高尤发生起重特火灾造成严重群死群伤事件1994年12月8日新疆克拉玛友谊宾馆火灾2000年12月5日河南东商厦火灾中死亡数均超3002003年11月3日衡阳特火灾死亡消防官兵20影响震惊中外2004年2月15日吉林中百商厦发生火灾53死亡70受伤中重伤142005年12月16日吉林辽源市中心医院发生火灾39死亡[2]国安全事统计分析类事中火灾事排矿业事交通事爆炸事毒物泄露中毒事爆炸泄露中毒事火灾密分图11列出国2002年2007年火灾情况
图11 国2002－2007年火灾情况
图11中出2002－2007年五年间火灾次数呈现出缓慢减少趋势死亡数2004年迅速增长第二年开始逐年降受伤数缓慢降济损失增长呈现出缓慢减少态势火灾探测报警系统发展密切相关火灾探测报警系统设置减少员伤亡降低财产损失着重意义然国济快速发展现状国外火灾统计数分析出国未相长段时间火灾形势然容忽视
国现阶段济建设程中火灾必成种容忽视灾害火灾济建设社会发展带巨灾害未火灾发展形势容忽视加强火灾现象程机理规律研究基础研究效火灾预防控制措施断努力方火灾探测报警系统快速发展时报警消灭初期火灾着重意义火灾探测报警系统研究已进入全新阶段
112 研究意义
效控制火灾发生降低火灾损失火灾报警方面提出早期报警求火灾探测报警系统功便早期发现确认火灾时建筑物员警示火灾发生早组织疏散员物资限度减少身财产损失火灾探测报警系统作建筑消防设施重组成部分现代建筑消防工程中发挥着重作
火灾探测报警技术作门学科专业综合应科学已发展成类火灾斗争重手段火灾探测报警系统探测器报警器等硬件具相应信号提取算法信号处理功软件组成机整体火灾探测器报警器初期火灾参量物理化学等参量转化电量种装置获取火灾信息重工具[3]
火灾探测报警系统性指火灾探测报警系统监测空间火灾事件信息响应时性（反应时间）准确性（误报率漏报率）综合性火灾探测报警系统种长期处备战状态系统实现火灾探测报警火灾损失降低限度火灾探测报警追求重性指标火灾探测报警系统关心程中某时间正确响应种火灾事件力火灾事件具确定性机性系统性赖信息估计出概率分布等统计信息性评价容指通收集某探测报警系统障情况统计分析导致系统障素概率分布该火灾探测报警系统未探测性做出预测基础确定提高火灾探测报警系统性佳措施
火灾探测报警系统火灾早期阶段否准确探测火情迅速报警时组织快速序疏散积极效控制火灾蔓延快速灭火减少火灾损失降低火灾风险具重意义火灾探测报警系统特殊性考虑消防安全时研究影响系统性素提出改进措施十分重外商场建筑消防系统众建筑中相较复杂商场建筑火灾探测报警系统性进行分析研究具十分重意义
12 国外研究现状发展趋势
121 火灾探测报警系统
早1847年美国牙科医生钱林（Channing）缅学教授华迈尔（Fanrmer）研究出世界第台城镇火灾探测报警系统[4]直20世纪70年代末国军工企业部属企业开始研制火灾动探测报警产品社会义建设迅速发展高层建筑建筑群断涌现关部门重视支持火灾探测报警系统市场需求量断扩促进产业蓬勃发展
目前着智火灾探测器出现基解决存火灾探测报警系统中严重漏报误报现象火灾探测报警系统研究方面集中探测算法研究模糊理神网络遗传算法探测方法应方面研究复合型探测器探测信息处理特殊场合探测器
着科学技术进步火行认识深入新火灾探测报警产品断出现中国科技学空间火灾动探测报警灭火系统澳利亚空气采样感烟探测器英国约克公司光纤定温探测器等火灾探测报警系统智程度智方式智分布断完善提高标志着火灾探测报警系统已步入全新发展时期
122 火灾探测报警系统性研究
性学科起源军事领域第二次世界战期间适应武器装备需产生半世纪迅速发展现已成门涉面十分广泛（种工程技术数学物理学理学心理学等）综合性应学科——性工程[5]现代性分析方法体分三种概率性模糊性灰色性概率性概率数理统计基础概率定义产品规定时间规定条件完成规定功力量化表述系统性模糊性指模糊系统中系统状态输入输出模糊利模糊优化方法处理模糊问题灰色性概率理性分析进步推广利邓聚龙教授创立门横断学科（灰色理）工程系统性进行分析[6]
常性评价方法中FMECA事树分析法性框图模型性工程传统分析方法贝叶斯网络模型马尔夫模型年迅速发展应传统方法中FMECA偏系统性定性分析事树分析更适系统中重障分析性框图模型转化成事树模型贝叶斯网络模型身具广泛应前景首先基事件必运行－失效两状态事件次基事件间局限逻辑关系困难处计算条件概率函数特系统复杂时马尔夫机程模型适分析修复系统性求系统设备障函数修复函数服指数分布实际火灾探测报警系统障函数完全服指数分布综述事树分析[7]然进行性分析方法进行火灾探测报警系统性分析适合相较简单效种方法
火灾探测系统关注程中某时间正确响应种火灾事件力火灾事件具确定性机性系统性赖现信息估计出概率分布等统计信息鉴扑灭初期火灾重性希断提高火灾探测报警系统灵敏度超早期探测火灾发生早报警灵敏度高会出现误报现象兼顾火灾探测报警系统灵敏度性重
国火灾探测报警系统性研究着探测报警系统复杂化普化逐渐发展火灾探测报警系统质类机电系统鉴领域已成熟性评估方法美国火灾消防工程师协会（SFPE）美国国家标准技术研究院（NIST）火灾安全科学国际协会（IAFSS）利英国Warrington火灾研究澳利亚火灾安全规范改革中心（Fire Code Reform Center）火灾工程指南日东京火灾部（Toko Fire Department）Hall（1995）等统计数家企业事业部门火灾探测报警系统性进行综合评估国性工程研究应起始20世纪50年代末期建成亚热带环境研究拟开展领域研究三四年时间夭折直80年代国种性机构学术团体雨春笋般迅速发展性数学性理达定水
着科技进步智型复合型探测器报警器出现基解决火灾探测报警系统漏报误报问题火灾探测报警系统性问题会成相段时间研究焦点研究领域应成熟种性分析方法找适火灾探测报警系统种合理分析方法分析火灾探测报警系统寿命障时间分布规律系统障预测维修保障提供便利工作开展提高火灾探测报警系统性非常重意义
2 基事树火灾探测报警系统性分析方法
21 事树方法简介
事树分析[8]（Fault Tree Analysis）称障树分析缺陷树分析种复杂系统进行性安全性分析预测方法事树种基图形逻辑关系分层树状模型事件符号逻辑门符号转移符号描述系统中类发生事件组合事件发生导致事树顶事件发生系统障构成事树基素2种：事件逻辑关系事件反映系统中基体状态动态变化例障正常运行状态逻辑关系反映系统中事件连接关系底事件发生影响层事件发生
事树分析复杂系统性分析基方法初美国贝尔实验室HAWaston博士研究电话拨号机动控制系统性时首创研究员40年懈努力事树分析方法已成核工业冶金采矿业交通运输业计算机软件业等众领域研究系统性缺方法事树分析通建立系统部失效事件间逻辑关系分析系统性仅识系统中潜事预测导致系统失效原Fussel总结事树分析方法价值：（1）寻找系统失效根原（2）分析系统中元件子系统重性（3）提供种基图形系统理设计视化工具（4）定性定量分析系统性（5）深入解系统运行机制[9]
事树分析适定性分析定量分析分析结果判断障发生途径引起障关键素提供种形象简洁表达形式定性定量数定性分析寻找导致系统关希事件发生原原组合寻找顶事件发生障模式定量分析根基事件发生概率定量回答顶事件中间事件发生概率定量指标
22火灾探测报警系统障事树建立
事树建立演绎法顶事件开始循序渐进逐级进行分步骤：选择确定顶事件顶事件系统希发生事件指定进行逻辑分析障事件顶事件作输出事件直接原作输入事件根事件实际逻辑关系适逻辑门相联系分析已输入事件果进步分解作级输出事件寻找输入事件重复述程逐级分解直输入事件分解止（底事件止）具体程序流程图21：
确定顶事件
确定边界条件
建立事树
障记录分析
技术资料
定性分析
定量分析
求顶事件发生概率
求解径集
求解割集
结构重度
概率重度
界重度
提出提高系统性具体措施
图21 事树绘制流程
火灾探测报警系统般触发器件火灾报警装置火灾警报装置电源组成火灾探测报警系统实际障模式分二方面：未发生火灾火灾探测报警系统发出错误火灾报警信号声光报警发生火灾火灾探测报警系统未发出火灾报警信号未时发出火灾报警信号障模式分误报模式漏报缓报模式根实期间调研火灾探测报警系统障记录进行数统计障原分析[10–11]查阅量火灾探测报警系统相关材料逐级找直接原事件直基原事件止逻辑关系绘出事树图22：
图22 事树图
3 火灾探测报警系统性定性分析
31 基事树系统性定性分析方法
事树定性分析事树结构列出逻辑关系式进行逻辑运算化简通求割集径集较计算基事件结构重度基事件顶事件影响程度事树中事件考虑发生概率基事树系统性分析事树结构出发分析基事件发生顶事件发生产生影响程度提出提高系统性具体措施提供决策
311 事树割集（径集）分析
割集径集事树分析中起着重作割集揭示形成事发生种性原径集提供防止事发生种性措施[12]更透彻解事种事件质调查事原预防事发生指明方
事树中引起顶事件发生基事件集合称割集割集中基事件时发生时顶事件必然发生割集中基事件发生顶事件会发生割集[13]表示系统火灾危险性表示环境条件发生障差错会导致顶事件发生导致事发生原复杂时互相交叉影响互果求出割集全面掌握事发生规律清晰知道预防事发生
径集表示系统性组径集中中某组发生顶事件会发生找必须控制基事件提供系统正常运行种方案样知道确保系统应入手通较种方案中选出济效方法提高系统性般说防止含较少事件径集发生济理想措施
事树中求解割集（径集）方法较行列法矩阵法布尔代数化简法等布尔代数化简求解事树割集常方法常化简公式：
事树分析中基事件呈现状态两种种发生记种发生记基事件组合构成顶事件状态发生发生样事树表示顶事件基事件间关系等式然通布尔代数化简干交集集里交集割集
312 结构重度分析
复杂事树中常常含基事件提高系统性知道基事件顶事件发生具影响程度样掌握防止基事件发生提高系统性重程度找出改善系统关键素拟定出行效消防策略基事件结构重度通结构分析确定基事件顶事件发生重程度
结构重度分析采两种方法种精确求出结构重系数种利割集径集排出结构重序
（1）求基事件结构重系数
前述事树分析中基事件顶事件两种状态某事件状态0变1事件保持变时顶事件状态变说明基事件顶事件发生否起作样情况累加起包含危险割集总数：
（31）
已知事树基事件状态组合数事件外基事件状态组合数危险割集总数定义基事件结构重系数表达式：
（32）
值排出结构重序
（2）割集径集进行结构重度分析
事树结构复杂基事件时割集径集排列基事件结构重序方便直接情况切实行足够准确方法排列基原：
a）割集（径集）中基事件数等时基事件少割集（径集）中基事件基事件割集（径集）中基事件结构重系数
b）割集（径集）中基事件数相等时重复割集（径集）中出现基事件割集（径集）中出现基事件结构重系数重复次数重复次数少结构重系数
c）基事件少割集（径集）中出现次数少事件事件割集（径集）中出现次数事件相较般说前者结构重系数者
32 阿荣旗某商场火灾探测报警系统性定性分析
321 求割集（径集）
布尔代数化简法事树进行计算
Tx13x22+x10x12+x13x28+x13x27+x16x28+x21x28+x15x28+x13x30+x18x24+x21x24+x16x27+x21x27+x15x27+x16x30+x21x30+x15x30+x14x30+x19x29+x17x29+x17x31x33+x1x4x2+x13x31x33+x14x31x33+x16x31x33+x21x31x33+x15x31x33+x19x31x33+x17x26+x18x31x33+x19x30+x17x30+x18x30+x14x28+x13x29+x14x27+x19x28+x18x28+x15x24+x17x28+x16x29+x21x29+x15x29+x19x27+x17x27+x18x27+x21x26+x15x26+x14x26+x14x29+x18x29+x19x26+x18x26+x14x24+x15x32x33+x13x25+x13x24+x16x26+x7+x21x32x33+x14x32x33+x19x32x33+x17x32x33+x18x32x33+x1x3x2+x1x5x2+x1x6x2+x15x26x11x12+x16x32x33+x8+x9+x13x32x33+x17 x26 （33）
计算结果知顶事件72交集集72交集事树割集分解式（33）割集：
割集72组
求径集利割集偶性根布尔代数偶法
表明事件补等补事件事件补等补事件果事树顶事件发生事件发生代门换成门门换成门便原事树偶成功树求成功树割集原事树径集布尔代数计算法进行计算
Tx1x23x10x8x7x28x27x9x31x30x26x11x29x32x4x24x25x22+x1x23x12x8x7x26x27x28x9x31x30x4x24x29x32x25x22+x1x23x10x8x7x28x27x9x33x30x26x11x29x4x24x25x22+x2x23x10x7x8x28x27x9x31x30x26x11x29x32x4x24x25x22+x4x23x12x8x7x28x27x3x5x6x26x9x31x30x24x29x32x25x22+x1x23x12x8x7x26x27x28x9x33x30x4x24x29x25x22+x4x23x10x8x7x28x27x9x33x30x3x5x6x26x11x29x24x25x22+x2x23x10x7x8x28x27x9x33x30x26x11x29x4x24x25x22+x4x23x12x8x7x28x27x3x5x6x26x9x33x30x24x29x25x22+x2x23x12x8x7x26x27x28x9x33x30x4x24x29x25x22+x1x13x10x7x8x16x21x25x11x9x14x19x17x18+x4x23x10x8x7x28x27x9x31x30x3x5x6x26x11x29x32x24x25x22+x2x23x12x7x8x26x27x28x9x31x4x24x29x32x25x22x30+x4x13x12x8x7x16x21x15x9x3x5x6x14x19x17x18+x2x13x12x7x8x16x21x15x9x14x19x17x18+x4x13x10x8x7x16x21x15x9x3x5x6x14x19x17x18+x1x13x12x7x8x16x21x15x9x14x19x17x18+x2x13x10x7x8x16x21x15x11x9x14x19x17x18 （34）
分解式（34）径集：
18组径集
322 分析基事件结构重度
事树相较复杂分析基事件结构重度时选第二种方法径集进行结构重度分析
基事件结构重度序：
事件名称：
失行探测器质量差蓄意行>灰尘堆积>火灾警报装置发出声光报警底座安装动物攻击手动报警钮失效焊接牢线头松动选型符结冰设置位置>发出错误指令>空间辐射干扰信号通道干扰>火电线短路电焊起火堆放物燃乱扔烟蒂接触电阻超负荷电线绝缘老化>理维护欠缺>腐蚀>水雾气压变化高温>机械磨损然老化
4 火灾探测报警系统性量化分析
41 基事树系统性定量分析方法
事树定量分析目定基事件发生概率情况求出顶事件发生概率分析系统发生事性二求概率重系数界重系数解改进系统便提高系统性[14]定量分析系统性分析高阶段系统进行实际分析通定量分析计算出顶事件发生概率说明基事件顶事件影响程度制定出济合理提高系统性方案
411 引入系统性分析
简化复杂系统事树顶事件发生概率计算引入系统性分析理波兰学者Kolowrocki专著[15]中系统性函数进行详细阐述文引入系统4种常见结构串联系统联系统串－联系统－串联系统图41示时出种常见结构性函数
E1
E2
En
E11
E12
E1l1
E21
E22
E2l2
Ek1
Ek2
Ekl
E1
E2
En
E11
E12
E1l1
E21
E22
E2l2
Ek1
Ek2
Ekl
（d） －串联系统
（c） 串－联系统
（b） 联系统
（a） 串联系统
图41 系统种常见结构
（1） 串联系统（图2（a））数学定义系统寿命构成串联系统元件寿命组成系统元件数目串联系统中构成系统元件正常运行时系统正常运行性函数
（41）
式中系统性函数元件性函数
（2） 联系统（图2（b））数学定义联系统中存正常运行元件系统正常运行性函数
（42）
（3） 串联系统（图2（c））数学定义式中 构成系统第子系统中第元件寿命联子系统数目第子系统中元件数目系统性函数
（43）
式中第子系统中第元件性函数
（4） 串联系统（图2（d））数学定义式中 构成系统第子系统中第元件寿命联子系统数目第子系统中元件数目系统性函数
（44）
式中第子系统中第元件性函数
412 事树似性评价方法
4121 顶事件发生概率计算
事树定量分析方法需量计算量耗费量计算时间特计算割集交程根EsaryProschan研究成果[16]顶事件发生概率满足等式：
（45）
式中事树基事件径集割集事树基事件发生概率通式（45）确定事树顶事件发生概率
进步分析知界项实质基事件积等价干元件先联构成子系统串联结构系统－串联结构致样界项实质基事件积等价干元件先串联构成子系统联串－联系统结构致[17]式（45）描述事树顶事件发生概率系统障概率式（45）转化等式：
（46）
式（46）确定事树顶事件发生概率范围通界均值确定顶事件发生似概率令
（47）
（48）
式中边界事树顶事件发生似概率 （49）
4122 概率重度界重度分析计算
（１）概率重度分析计算
基事件概率重度[18]通基事件概率重系数表示出知道减少基事件发生概率效降低顶事件发生概率结构重度相更真实反映基事件重程度顶事件发生概率基事件发生概率重线性函数作变量分求次偏导数该基事件概率重系数表达式：
（410）
式中顶事件发生概率基事件发生概率概率重系数
（２）界重度分析计算
般情况减少概率值基事件概率减少概率值容易降低顶事件发生概率较影响概率重度未反映出事实整体反映基事件事中重程度界重度概率敏感度两方面评价基事件重程度界重度顶事件发生概率相变化率基事件发生概率相变化率值表示：
（411）
概率系数关系：
（412）
界重度考虑基事件顶事件概率值考虑概率重系数系统结构概率双重角度衡量基事件重程度方法
42 阿荣旗某商场火灾探测报警系统性定量分析
421 求顶事件发生概率
（1） 基事件发生概率确定
a） 根商场火灾探测报警系统障记录进行数统计出基事件发生概率表41：
表41 基事件发生概率
代号
基事件
X1
理
00411
X2
维护欠缺
00685
X3
高温
00137
X4
灰尘堆积
01233
X5
水雾
01096
X6
气压变化
00822
X7
探测器质量差
00548
X8
失行
00548
X9
蓄意行
00137
X10
空间辐射干扰
00137
X11
信号通道干扰
00274
X12
发出错误指令
00411
X22
设置位置
00137
X23
底座安装
00411
X24
选型符
00137
X25
结冰
00411
X26
手动报警钮失效
00959
X27
火灾警报装置发生声光报警
00822
X28
线头松动
00274
X29
焊接牢
00411
X30
动物攻击
00137
X31
机械磨损
01096
X32
然老化
00959
X33
腐蚀
00411
b） 根实阿荣旗五年发生火灾记录出基事件发生概率表42：
表4２ 基事件发生概率
代号
基事件
X13
火
000032
X14
乱扔烟蒂
000053
X15
堆放物燃
000121
X16
电线短路
000082
X17
超负荷
000048
X18
电线绝缘老化
000131
X19
接触电阻
000012
X20
电气障
000023
X21
电焊起火
000013
（2） 计算顶事件发生概率
式（49）知
求顶事件发生概率01272
423 求概率重度界重度
(1) 求概率重度
式（4－10）计算
Ig(1)00197
Ig(2)00118
Ig(3)000246
Ig(4) 0282
Ig(5)000246
Ig(6)000246
Ig(7)0999
Ig(8)0999
Ig(9)0999
Ig(10)00410
Ig(11) 00410
Ig(12) 00410
Ig(13)0330
Ig(14) 000188
Ig(15)0282
Ig(16)0268
Ig(17)0268
Ig(18)0282
Ig(19)0268
Ig(20)00000124
Ig(21)0282
Ig(22)0000175
Ig(23)00000124
Ig(24)000349
Ig(25)0000315
Ig(26)000491
Ig(27)000491
Ig(28)000491
Ig(29)000491
Ig(30)000491
Ig(31) 0000201
Ig(32)0000201
Ig(33)000100
基事件概率重度序：
Ig(7)Ig(8)Ig(9) >Ig(13)>Ig(15)Ig(18)Ig(21)>Ig(4)>Ig(19)Ig(16)
Ig(17) >Ig(10) >Ig(12)>Ig(11) >Ig(1) >Ig(2) >Ig(26)Ig(27)Ig(28)Ig(29)
Ig(30) >Ig(24) >Ig(6)Ig(5)Ig(3) >Ig(14) >Ig(33)>Ig(25)>Ig(32)Ig(31)>Ig(22) >Ig(23)Ig(20)
：探测器质量差失行蓄意行>火>堆放物燃电线绝缘老化电焊起火>灰尘堆积>接触电阻电线短路超负荷>空间辐射干扰>发出错误指令>信号通道干扰>理>维护欠缺>线头松动焊接牢动物攻击手动报警钮失效火灾警报装置发出声光报警>选型符>气压变化高温水雾 > 乱扔烟蒂>腐蚀>结冰>然老化机械磨损>设置位置>底座安装电气障
（2） 求界重度
式（4－12）计算
Cg(1)000637
Cg(2)000637
Cg(3)0000265
Cg(4)000885
Cg(5)000212
Cg(6)000159
Cg(7)0430
Cg(8)0430
Cg(9)0107
Cg(10)000442
Cg(11)000182
Cg(12)00132
Cg(13)0000832
Cg(14)000117
Cg(15)000268
Cg(16)000173
Cg(17)000101
Cg(18)000290
Cg(19)0000253
Cg(20)00000114
Cg(21)0000288
Cg(22)00000189
Cg(23)00000114
Cg(24)0000376
Cg(25)0000101
Cg(26)000370
Cg(27)000317
Cg(28)000105
Cg(29)000158
Cg(30)0000529
Cg(31)0000174
Cg(32)0000152
Cg(33)0000326
基事件界重度序：
Cg(7)Cg(8)>Cg(9)>Cg(12)>Cg(4)>Cg(1)>Cg(2)>Cg(10)>Cg(26)>Cg(27)>
Cg(18)>Cg(15)>Cg(5)>Cg(11)>Cg(16)>Cg(6)>Cg(29)>Cg(14)>Cg(28)>
Cg(17)>Cg(13)>Cg(30)>Cg(24)>Cg(33)>Cg(21)>Cg(3)>Cg(19)>Cg(31)>
Cg(32)>Cg(25)>Cg(22)>Cg(23)Cg(20)
：探测器质量差失行>蓄意行>发出错误指令>灰尘堆积>理>维护欠缺>空间辐射干扰>手动报警钮失效>火灾警报装置发出声光报警>电线绝缘老化>堆放物燃>水雾>信号通道干扰>电线短路>气压变化>焊接牢>乱扔烟蒂>线头松动>超负荷>火>动物攻击>选型符>腐蚀>电焊起火>高温>接触电阻>机械磨损>然老化>结冰>设置位置>底座安装电气障
5 结
通查阅前研究成果现场实践调研影响火灾探测报警系统性素进行系统全面分析结合系统性事树分析理方法某商场火灾探测报警系统性进行分析结：
（1） 运基事树系统性分析方法根某商场火灾探测报警系统障记录系统高度导致商场火灾探测报警系统障种原进行定性定量分析深入分析导致障部失效机理失效模式提出提高火灾探测报警系统性措施
（2） 全面分析导致火灾探测报警系统障种素出身素更易引起障发生应予足够重视严产品质量关规范身行时清洗维护探测器减少火灾探测报警系统障效方法
（3） 商场消防控制中心值班员失日常理维护位导致火灾探测报警系统性降低观素应加强值班员培训建立火灾探测报警系统障维修组时系统进行理维护
（4） 影响火灾探测报警系统性众环境素中水雾灰尘堆积发素优化设计方法采取更科学先进探测算法解决环境素影响根方法设计中合理进行系统选型现行选解决方案
（5） 事树分析方法火灾探测报警系统性进行分析出系统发生障概率通计算结构重度概率重度界重度出提高系统性具体策略分析需数采实调研方式获改善商场火灾探测报警系统性更具现实意义
参考文献
[1] 范维澄 孙金华 陆守香等 火灾风险评估方法学[M] 北京 科学出版社 2004
[2] 康青春 商定 郑富维 姜青等 火灾战例精选[M] 河北 中国民武装警察部队学院 2003
[3] 吴龙标 方俊 谢启源 火灾探测信息处理[M] 北京 化学工业出版社 2006
[4] 贺玉凯 关中辉 火灾探测技术发展趋势[J] 辽宁工学院学报 2004 24(6) 1113
[5] 金伟娅 张康达 性工程[M] 北京 化学工业出版社 2005
[6] 芮延年 傅戈雁 现代性设计[M] 北京 国防工业出版社 2007
[7] 陈绍宽 毛保华 天健等 基事树分析铁路牵引供电系统性评价[J]铁道学报 2006 28(6) 124129
[8] 岳庚吉 惠中玉 傅智敏 工业企业防火[M] 河北 中国民武装警察部队学院 1998
[9] THOMAS I R Effectiveness of fire safety components and systems[J] Journal of Fire Protection Engineering 2002 12 6881
[10] 吴海峰 张志兵 火灾动报警系统误报原预防措施[J] 邯郸职业技术学院学报 2004 17(4) 8284
[11] 张先 张寅 宗罗丹 祁祖兴 城市商场火灾事树确定性定量分析[J] 苏州科技学院学报(工程技术版) 2006 19(2) 6062
[12] Oh Y Yoo J Cha S Son H S Software safety analysis of function block diagrams using fault trees[J] Reliability Engineering and System Safety 2005 88(3) 215228
[13] 景国勋 贾智伟 段振伟 张强 割集系统安全分析方法中应[J] 中国安全科学学报 2004 14(5) 99102
[14] YANG Kai HISHAM Younis A semianalytical Monte Carlo simulation method for system＇s reliability with load sharing and damage accumulation[J] Reliability Engineering and System Safety 2005 87 191200
[15] Kolowrocki K Reliability of Large Systems[M] Boston Elsevier Ltd 2004
[16] Esary J Dproschan F Coherent structures with non identical components[J] Technometrics 1963(5) 191209
[17] 王蒙蒙 王汀 王栋 事树中顶事件发生概率计算浅析[J] 机械理开发 2005(4) 4849
[18] 薛永 事树中基事件重度重度分析[J] 山西冶金 2006(4) 5256
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
