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基于事故樹分析法的水利工程施工安全評估研究

文檔作者：孫忠倫文檔來源：遼寧省沈陽水文局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月17日
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科研管理水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)2017年第5期
DOl：10．3969／j．issn．1672·2469．2017．05．036
基于事故樹分析法的水利工程施工安全評估研究
孫忠倫
(遼寧省沈陽水文局，遼寧沈陽110043)
摘要：為客觀評估水利水電工程建設(shè)過程安全水平，文章通過闡明水利水電工程施工進(jìn)程涉及典型事件的事故樹
模型，探索辨識水利水電工程施工風(fēng)險(xiǎn)要素，同時(shí)針對模型應(yīng)用中潛在問題實(shí)施分析。研究可為水利水電工程施
工建設(shè)安全綜合評估與風(fēng)險(xiǎn)要素管控提供技術(shù)支撐。
關(guān)鍵詞：水利水電工程；事故樹分析法；安全評估
中圖分類號：TV513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672—2469(2017)05—0117—04
水利水電工程建設(shè)實(shí)施進(jìn)程涉及工序環(huán)節(jié)復(fù)雜多
樣，針對水利水電工程施工安全實(shí)施評估是防范施工
風(fēng)險(xiǎn)、保障工程順利進(jìn)行的重要舉措。為科學(xué)客觀對
水利水電工程施工進(jìn)程進(jìn)行安全評估，首先要選擇合
適的評估方法，水利水電工程建設(shè)中安全評估常用的
評估方法是事故分析預(yù)測法。在水利工程建設(shè)中從結(jié)
果到原因描述事故發(fā)生的有向邏輯樹被稱為事故樹，
也稱為故障樹?。事故樹能夠識別評估各個系統(tǒng)中的
危險(xiǎn)性情況，它在實(shí)現(xiàn)定性分析的同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)定
量分析。事故樹的特點(diǎn)是形象化、簡明，并且也能夠
體現(xiàn)系統(tǒng)工程方法研究安全問題的準(zhǔn)確性、預(yù)測性和
系統(tǒng)性舊1。事故樹在分析事故直接原因的同時(shí)也能夠
發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生的深層原因，所以在水利水電工程建設(shè)
的施工階段、事故原因調(diào)查階段都有所應(yīng)用。本文通
過探索構(gòu)建水利水電工程建設(shè)施工事故樹模型，以期
實(shí)現(xiàn)針對施工進(jìn)程安全風(fēng)險(xiǎn)辨識分析與管控。
1 事故樹分析法基本原理
事故分析方法作為一種演繹推理的方法，它能
夠用樹形圖將各個系統(tǒng)中有可能發(fā)生的事故與事故
發(fā)生的各個因素中的邏輯關(guān)系表示出來，然后應(yīng)用
數(shù)學(xué)物理方法，從這個可能發(fā)生的事故起，逐層來
找尋導(dǎo)致事故發(fā)生的事件和原因(包括直接原因和
間接原因)。同時(shí)，還要分析各個事故原因間存在
的邏輯關(guān)系，找到導(dǎo)致事故發(fā)生的最主要的原
因¨·。事故樹分析法實(shí)施步驟如下：
(1)畫出事故樹。在深入分析所要研究的系統(tǒng)
整體情況，了解系統(tǒng)性能、構(gòu)成和操作的基礎(chǔ)上，
在必要的時(shí)候要繪制出所用工藝的流程圖及相關(guān)的
布置圖；調(diào)查、收集所要分析的系統(tǒng)中在過去、現(xiàn)
在已發(fā)生的事故以及將來有可能要發(fā)生的事故，然
后依據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和調(diào)查收集的結(jié)果并參考事故的損
失程度、發(fā)生概率找到其頂上事件；從環(huán)境、信息
以及人、機(jī)等各個方面對和頂上事件相關(guān)的所有事
故的原因進(jìn)行調(diào)查，然后按照確定的邏輯關(guān)系，使
用規(guī)定的符號或標(biāo)志將導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的原因事
件以及頂上事件畫成事故樹H1。
(2)對事故樹進(jìn)行定性分析。所謂定性分析就是
通過對事故樹最小徑集或最小割集的計(jì)算，確定各個
基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，進(jìn)而分析各個事故的危險(xiǎn)
性，為按照事故的輕重緩急采取預(yù)防措施提供依
據(jù)口]。對事故樹進(jìn)行定性分析是事故樹分析的核心。
(3)對事故樹進(jìn)行定量分析。所謂事故樹的定
量分析就是把系統(tǒng)的安全狀況用數(shù)據(jù)來進(jìn)行表示，
其中最重要的是對事故樹頂上的發(fā)生概率進(jìn)行計(jì)
算，以及對基本原因事件的臨界重要度與概率重要
度進(jìn)行計(jì)算。
2 常見水利水電建設(shè)事故樹模型
在水利水電建設(shè)工程評估中，事故樹分析法有
很大的應(yīng)用空間，包括應(yīng)用于施工過程中的高處墜
落、觸電、機(jī)械傷害等事故分析中，以及油系統(tǒng)火
災(zāi)、配電系統(tǒng)火災(zāi)等事故分析中油J。正確的繪制事
故樹是事故樹分析中的最重要、最基本的環(huán)節(jié)，通
過對事故發(fā)生原因的類比分析和統(tǒng)計(jì)，分析出高處
收稿日期：2016—06．03
作者簡介：孫忠倫(1981年一)，男，工程師。
·117·
萬方數(shù)據(jù)
2017年第5期水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)科研管理
墜落、觸電、火災(zāi)以及機(jī)械傷害等事故的典型事故
樹模型，使用者可以在具體的應(yīng)用過程中依據(jù)具體
的事故分析，對基本事件作出取舍。
2．1高處墜落事故樹
在水利水電施工過程中，施工人員從腳手架上
墜落的事故是很容易發(fā)生的，高處墜落事故樹模型
如圖1所示。
2．2觸電事故樹
觸電事故也是在水利水電建設(shè)過程中發(fā)生較多
·1 1 R·
的事故之一，它主要包括停電工作時(shí)突然來電而導(dǎo)
致觸電、人體距離高壓設(shè)備或設(shè)施太近而引進(jìn)弧光
放電以及人體與帶電體的直接接觸觸電等"o。觸電
事故樹模型如圖2所示。
2．3火災(zāi)事故樹
在水利水電工程建設(shè)施工中，所用到的變
配電系統(tǒng)、開關(guān)設(shè)備、變壓器、水輪發(fā)電機(jī)組
等都易發(fā)生火災(zāi)事故，火災(zāi)事故模型如圖3
所示。
水利水電工程施工高處墜落
人的不安全行為l I物的不安全狀態(tài)
監(jiān)護(hù)不到位卜_——一+
④@㈣饉幫＼設(shè)備／＼置／
+卜——一管理不到位
缺少防護(hù)設(shè)施
+
露囊光載)隆(轤截)(吲夥吲篷(爹蠡債設(shè)嶺)(饉羹豁垂()鶉皚
圖1 高處墜落事故樹模型
圖2觸電死亡事故樹模型
萬方數(shù)據(jù)
科研管理水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)2017年第5期
圖3火災(zāi)事故樹模型
2．4機(jī)械傷害事故樹
人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)以及管理上
的缺陷和環(huán)境因素等這些都會導(dǎo)致機(jī)械傷害的產(chǎn)
生，同時(shí)，這些因素也涉及到別的事件。表1中說
明了水利水電工程施工中主要的機(jī)械傷害事故事
件，機(jī)械傷害事故樹如圖4所示。
3事故樹模型分析計(jì)算
構(gòu)建水利水電工程事故樹模型之后實(shí)施事故樹
分析計(jì)算，常用的事故樹計(jì)算是布爾代數(shù)計(jì)算，可
以計(jì)算事故樹的結(jié)構(gòu)重要度、最小徑集和最小割
集，并對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。以觸電事故為例，可
以將觸電事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)式按以下方式進(jìn)行
圖4機(jī)械傷害事故樹模型
推求。
(1)最小割集的計(jì)算
最小割集推求：
表1 機(jī)械傷害事故基本事件及事件代號
代號事件代號事件代號事件
， 機(jī)械傷害yl 設(shè)計(jì)不合理Y13 作業(yè)范圍狹窄
Al 管理缺陷y2 違章作業(yè)l，14 通風(fēng)不良
A2 環(huán)境狀況不良b 未及時(shí)整改或整改不到位y15 照明不足
A3 物的不安全狀態(tài)y4 檢查不到位Y16 防護(hù)失效
A4 人的不安全行為y5 未按規(guī)定安全檢查Y17 私自拆除防護(hù)
BI 隱患檢查和整改不到位y6 未按規(guī)定執(zhí)行YlB 防護(hù)設(shè)置不合理
B2 制度和規(guī)程缺陷y7 制度及規(guī)程不符合實(shí)際要求Y19 無安全防護(hù)
B， 教育培訓(xùn)不到位y8 制度及規(guī)程不完善y20 操作不熟練
段布局不合理K 職工未能掌握r21 專業(yè)知識不足
B5 作業(yè)環(huán)境不良ylo 安全教育內(nèi)容不合理y22 文化水平低
B6 防護(hù)缺陷yll 未進(jìn)行安全教育
B7 技術(shù)水平不足Y12 管線布設(shè)不合理
·119·
萬方數(shù)據(jù)
2017年第5期水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)科研管理
T=Xl+D】+D2=Xl+(X2+X，)+EX4
=Xl+(X2+x3)+(X5+Fl+F2)×X4
=X1+(X2+X3)+(X5+X6+X，+x8+X9)x X4
=Xt+x2+x3+X4Xs+X|x6+X4X1+x4x％+x4X9
其中：
K，=[x。]K：=[X：]K：=[x，]
／(4=[X4，X，]K5=[置，瓦]
K6=[五，x，] K7=[丑，X。]K。=[x。，x。]
(2)結(jié)構(gòu)重要度推求
對計(jì)算過程簡化，經(jīng)過計(jì)算可以得到計(jì)算后的
結(jié)構(gòu)重要度的順序?yàn)椋?
乞(3)=，，(2)=‘(1)>L(4)>，，(9)
=‘(8)=L(7)=L(6)=乞
(3)結(jié)果分析
由最小割集推求可知，該事故樹共有8個最小割
集，這8個最小割只要發(fā)生了任何一個都有可能使頂
上事件發(fā)生。由結(jié)構(gòu)重要度推求分析可知，保持安全
距離、杜絕失誤操作以及安全防護(hù)用具的正確使用是
防止觸電事故最為重要的環(huán)節(jié)，另外及時(shí)檢查修理不
帶電體的絕緣性能與對作業(yè)中的監(jiān)護(hù)制度嚴(yán)格執(zhí)行，
可使不帶電部位意外帶電的可能性減小。
4事故樹模型潛在問題
在事故樹的實(shí)際運(yùn)用過程中還存在著許多問
題，例如繪制的事故樹不完整或者錯誤、對結(jié)構(gòu)重
要度的排序出現(xiàn)錯誤等，這些都會對安全措施的制
定產(chǎn)生誤導(dǎo)。
(1)事故圖繪制潛在問題。在水利水電工程
中，事故樹的分析往往會比較復(fù)雜，在事故調(diào)查過
程中，調(diào)查不深入、沒有掌握所要分析的事故的基
本知識等都會導(dǎo)致事故發(fā)生的主要因素不能查找清
楚或查找完整，進(jìn)而導(dǎo)致事故圖的繪制出現(xiàn)錯誤或
者繪制的事故樹不完整。
(2)結(jié)構(gòu)重要度推求潛在問題。結(jié)構(gòu)重要度推
算屬于事故樹法中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果對結(jié)構(gòu)重要度
計(jì)算和排序出現(xiàn)錯誤，就會對安全措施產(chǎn)生誤導(dǎo)作
用。所謂結(jié)構(gòu)重要度，是指僅從事故結(jié)構(gòu)角度來分
析各個事件的發(fā)生對頂上事故的影響程度的大小，
而不考慮這些基本事件發(fā)生的概率大小問題¨1。常
用的判斷結(jié)構(gòu)重要度的近似方法是最小徑集或最小
割集，它是直接利用第四原則近似的判別式對各個
基本事件中的結(jié)構(gòu)重要度依次進(jìn)行計(jì)算，而不是從
第一條原則開始進(jìn)行判斷，這樣的計(jì)算方法就有可
能會使結(jié)構(gòu)重要度的排序出現(xiàn)錯誤。從而引起制定
安全措施的錯誤。
5 結(jié)語
本文在闡明事故樹分析原理與常用模型基礎(chǔ)
上，探索構(gòu)建了水利水電工程建設(shè)施工風(fēng)險(xiǎn)事故
樹模型，實(shí)現(xiàn)對水利水電工程建設(shè)施工進(jìn)程實(shí)施
安全評估的目的。事故分析原理作為風(fēng)險(xiǎn)辨識通
用方法，在水利水電工程施工安全評估中具有較
強(qiáng)適用性。基于事故樹模型實(shí)施水利水電工程建
設(shè)施工安全評估，應(yīng)注重客觀揭示導(dǎo)致事故產(chǎn)生
的基本事件要素、構(gòu)建符合施工實(shí)際的事故樹模
型，同時(shí)嚴(yán)格依據(jù)推求原尉實(shí)施結(jié)構(gòu)重要度計(jì)算，
從而有效保障事故樹模型對水利水電工程施工安
全風(fēng)險(xiǎn)要素的辨識準(zhǔn)確度，從而為旋工風(fēng)險(xiǎn)防控
提供決策依據(jù)。
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(上接第90頁)
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