基于模糊事故树的地铁运营火灾风险评估

摘要

安全一直是交通领域的关注重点。近年来，随着城市化进程的加快，为解决日益严重的交通问题，越来越多的城市提出了建设城市轨道交通的需求。与此同时，在世界范围内，城市轨道交通运营事故频繁发生，其中火灾事故占到了较大的比例，极大程度地影响了运营安全和社会稳定性。
　　城市轨道交通系统集人员密集、环境相对封闭、设施设备繁多等特点于一体，这导致其火灾事故的成因复杂、事中控制难度大、且往往造成较严重的后果，因此，如何准确识别、控制造成火灾发生的风险源、制定有效的应对方案来保证系统运营环境的安全、稳定具有重要的现实意义和广泛的应用前景。
　　论文主要完成了以下几个部分的工作:
　　(1)论文对风险理论与事故致因理论的相关概念，风险评估流程与技术方法等做了较为全面的介绍，阐明了风险到事故的演变机理。综合分析常用的定性、定量风险评估分析方法的优缺点与适用性，对地铁运营火灾风险评估提出了初步的建议。
　　(2)论文分别介绍了事故树分析法与模糊综合分析法在地铁运营火灾事故安全风险评估中的适用性。通过建立地铁运营火灾事故树模型进行定性分析，得到地铁火灾事故树模型的最小割集、最小径集、结构重要度，说明地铁运营火灾事故的形成途径多，系统安全指数低;以X车站为研究对象，通过建立地铁运营火灾风险指标体系，选择三角模糊数作为隶属函数，确定风险指标的权重与模糊评价矩阵，按照最大隶属度原则得到该站地铁火灾风险模糊综合评价结果为危险等级。
　　(3)综合考虑模糊综合分析法与事故树分析法的运作机理与优缺点，通过事故树的模糊化，耦合形成定性、定量的模糊事故树分析法，同时，针对中值法的不足，对模糊重要度分析进行改进，并提出模糊风险度的概念与模型，完善了模糊事故树风险评估方法。将改进的模糊事故树模型用于地铁火灾事故的风险评估，既弥补了事故树分析法中由于事故数据不够完整而难以获得精确概率的缺点，同时避免了模糊综合分析法中由主观因素而造成较大误差的情况。
　　(4)选取X地铁车站火灾事故风险为例，利用改进的模糊事故树模型对其进行定量与定性的验证。通过X地铁车站火灾事故树的最小割集与最小径集，确定引发与遏制火灾事故的途径;通过X地铁车站火灾事故树中基本事件的模糊概率，确定该地铁车站火灾风险的模糊概率，并计算得到各个风险源的模糊重要度以及模糊风险度。将三个方法的评估结果进行对比，验证了该模型在地铁运营火灾风险评估上的的适用性与优越性。为该车站预防和控制火灾事故提供建议参考。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1研究背景

1．1．2研究意义

1．2国内外研究现状

1．2．1国外研究现状

1．2．2国内研究现状

1．3研究内容与技术路线

1．3．1研究内容

1．3．2技术路线

1．4创新点

2．1．1风险的概念

2．1．2风险源与事故

2．2事故致因理论

2．3安全风险评估

2．3．1风险评估流程

2．3．2风险评估方法

2．4本章小结

3基于事故树的地铁火灾风险分析

3．1事故树分析法的基本理论

3．1．1事故树模型的术语与符号

3．1．2布尔代数的基本运算

3．1．3事故树分析法流程

3．2事故树法的定性与定量分析

3．2．1定性分析

3．2．2定量分析

3．3地铁运营火灾事故分析

3．3．1地铁运营火灾事故特征

3．3．2地铁运营火灾事故成因分析

3．4地铁运营火灾事故树分析

3．4．1地铁运营火灾事故树构建

3．4．2最小割集

3．4．3最小径集

3．4．4结构重要度分析

3．5本章小结

4基于模糊理论的地铁火灾风险分析

4．1模糊数学的基本原理

4．1．1模糊集的定义

4．1．2模糊集合的表示

4．1．3模糊集的运算

4．1．4模糊集的截集

4．2隶属函数的确定

4．3算例分析

4．3．1建立指标体系

4．3．2确定指标权重

4．3．3建立因素集

4．3．4建立单因素模糊评价矩阵

4．3．5模糊综合评价

4．4本章小结

5模糊事故树模型分析法

5．1模糊事故树分析流程

5．2事故树的模糊处理

5．3基本事件发生概率的模糊数归一化

5．3．1可统计的基本事件概率

5．3．2不可统计的基本事件概率

5．4顶上事件的模糊概率分布范围

5．5模糊重要度分析

5．5．1中值法

5．5．2改进的模糊重要度分析法

5．6模糊风险度

5．7本章小结

6实例分析——以X地铁车站火灾事故为例

6．1 X地铁车站基本情况

6．2基本事件概率模糊处理

6．3最小割集与最小径集

6．3顶上事件模糊概率

6．4改进的模糊重要度分析

6．5模糊风险度分析

6．6火灾风险控制措施建议

6．7本章小结

7．1结论

7．2展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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