基于FTA的機場水泥混凝土道面損壞因素分析

王建武劉 帥李 楊陳 平

(1.空軍勤務(wù)學(xué)院一大隊，江蘇 徐州 221000；2.空軍工程環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督站，北京 100000；3.空防一處，北京 100000)

基于FTA的機場水泥混凝土道面損壞因素分析

王建武1劉 帥2李 楊1陳 平3

(1.空軍勤務(wù)學(xué)院一大隊，江蘇 徐州 221000；2.空軍工程環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督站，北京 100000；3.空防一處，北京 100000)

簡單介紹FTA，構(gòu)建了機場水泥混凝土道面損壞事故樹，確立了各損壞因素間的關(guān)系，求得最小割集，計算并分析結(jié)構(gòu)重要度和概率重要度，依據(jù)分析結(jié)果，提出減少及預(yù)防機場道面損壞的措施。

FTA，機場水泥混凝土道面，損壞因素

機場是供飛機停放、起降和遂行保障的平臺。道面與飛機直接接觸，其優(yōu)劣直接影響飛行安全。目前國外對道面損壞的評估方法[1]較多，但未提出一些減少道面損壞的對策。事故樹是從結(jié)果到原因描繪事件發(fā)生的有向邏輯樹，對該邏輯樹進行演繹分析，尋求防止結(jié)果事件發(fā)生的對策，這種方法稱為事故樹分析法（Fault Tree Analysis），簡稱FTA。本文基于FTA對機場水泥混凝土道面損壞因素進行分析，有針對地提出減少機場道面損壞的應(yīng)對措施。

1 事故樹的建立

1.1 FTA簡介

FTA是目前事故預(yù)防和分析中較為完善一種方法。該方法具有以下優(yōu)點：（1）事故樹的因果關(guān)系清晰、形象；（2）根據(jù)各基本事件發(fā)生故障的概率，確定各基本事件對導(dǎo)致事故發(fā)生的影響程度——結(jié)構(gòu)重要度；（3）既可進行定性分析；又可進行定量分析。

1.2 機場水泥混凝土道面損壞事故樹建立

機場水泥混凝土道面在飛機荷載、自然環(huán)境等因素長期作用下，會出現(xiàn)不同程度損壞，本文通過建立事故樹探討影響斷裂、碎裂、錯臺等五個方面的損壞因素，并進行定性定量分析，依據(jù)計算的結(jié)構(gòu)重要度和概率重要度，提出預(yù)防機場道面損壞的措施。通過調(diào)查分析以及查閱資料，總結(jié)了道面損壞因素，根據(jù)各因素間的關(guān)系，建立如圖1的事故樹。

圖1 機場水泥混凝土道面損壞事故樹

2 機場水泥混凝土道面損壞定性分析

事故樹定性分析就是找出導(dǎo)致頂上事件發(fā)生所有可能的故障模式，即求出事故樹所有最小割集及基本事件結(jié)構(gòu)重要度，并做出定性分析。

2.1 最小割集的求解

每一最小割集都可致頂上事件發(fā)生。用布爾代數(shù)運算規(guī)律對事故樹進行化簡。具體如下：

2.2 基本事件的結(jié)構(gòu)重要度

在分析中，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基本事件很多，而對頂上事件影響程度不同，采取預(yù)防事故發(fā)生措施時，應(yīng)分輕重緩急，先消除或控制對頂上事件影響最大的基本事件。在事故樹定性分析中，通常采用結(jié)構(gòu)重要度來衡量各基本事件對頂上事件的影響程度。采用基本事件結(jié)構(gòu)重要度比較值，確定各基本事件影響力大小。

結(jié)構(gòu)重要度公式[2]為：，式中為基本事件的結(jié)構(gòu)重要度比較值；所在最小割集中基本事件的個數(shù)；n：基本事件個數(shù)。根據(jù)基本事件結(jié)構(gòu)重要度公式和最小割集，得到基本事件的結(jié)構(gòu)重要度為：

3 事故樹的定量分析

根據(jù)相關(guān)資料的調(diào)查及分析，繪制如圖2所示的機場水泥混凝土道面損壞因素頻數(shù)圖。

圖2 機場水泥混凝土道面損壞因素頻數(shù)圖

3.1 頂上事件概率計算

由圖3的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算出各基本事件發(fā)生的概率，如表1所示。

表1 基本事件發(fā)生概率統(tǒng)計表

根據(jù)該表，計算頂上事件發(fā)生的概率為：

3.2 基本事件的概率重要度

基本事件概率重要度從量上反映了基本事件發(fā)生概率的變化對頂上事件發(fā)生概率的影響程度。概率重要度計算公式[2]為：

根據(jù)概率重要度的計算公式和表1計算的各事件概率重要度見表2。

表2 基本事件概率重要度統(tǒng)計表

（）（）i P T Iχ1*10-60.0080.0080.004 0.004 0.146 0.1460.1460.146原因X19X20X21X22 X23 X24 α1α2α3（）（）i P T Iχ0.1460.1460.1460.146 0.146 0.146 0.4940.0150.006

各事件概率重要度排序為：

4 預(yù)防機場水泥混凝土道面損壞措施

預(yù)防機場水泥混凝土道面損壞的方法是減少最小割集中共同的基本事件發(fā)生可能性[3]。道面存在縫隙最大，其次是機輪荷載超標運行的影響。再結(jié)合概率重要度，道面存在縫隙仍為最大，其次是混凝土板偏薄，輪載過重，水沿縫滲入等15個因素。綜合以上分析，提出以下幾點措施以減少機場道面損壞：（1）加大道面檢查力度，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫，立即予以灌縫處理，對于已經(jīng)進行灌縫處理但又擴大的裂縫，應(yīng)及時清除灌縫料，重新灌縫；（2）飛機飛行架次、載重等應(yīng)嚴格按照機場道面強度通報的結(jié)果進行，避免對機場結(jié)構(gòu)造成嚴重損壞；（3）設(shè)計時，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)販囟?、濕度等自然因素，避免因設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致后期使用出現(xiàn)道面結(jié)構(gòu)損壞；（4）嚴格施工程序，加強施工組織管理，確保施工質(zhì)量。

[1]刁軍亮.機場道面使用性能評價方法研究[J].工程設(shè)計施工與管理:2014,185(25).

[2]袁昌明.安全系統(tǒng)工程[M].北京:中國計量出版社,2013.

[3]馬建軍.基于事故樹的外場供電專線故障分析[J].空軍勤務(wù)學(xué)院學(xué)報,2014,25(1).

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