仲偉瑞

摘要:根據(jù)油庫(kù)作業(yè)安全管理規(guī)定和要求,研究形成了一種基于ETA的油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。該方法通過(guò)構(gòu)造油庫(kù)作業(yè)事件樹(shù),定量計(jì)算各后果事件的發(fā)生概率,并結(jié)合后果事件的嚴(yán)重程度確定風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),科學(xué)劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),發(fā)布相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)警報(bào),從而有效防范事故發(fā)生。油庫(kù)輸油管線動(dòng)火作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)例表明了此方法的科學(xué)性和有效性。

關(guān)鍵詞:石油庫(kù);作業(yè)安全;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;ETA

中圖分類號(hào):E234文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

Abstract: According to the prescripts and requests of the oil deport operation safety management, we build up a mothod of oil deport operation safety risk evaluation based on ETA. Through constructing the event tree for oil deport operation, this method can calculate the probability of the sequent event, find the risk index associated with the severeness of the sequent event, divid risk grade and put out risk alarm. So it can keep the accidents away efficiently. An example of some oil deport fire operation safety risk evaluation on the pipeline makes it clear that this method is feasible and effective.

Key words: oil deport; operation satety; risk evaluation; ETA

0引言

事件樹(shù)分析法(Event Tree Analysis,ETA)是安全系統(tǒng)工程的重要分析方法之一,它不僅可以對(duì)油庫(kù)作業(yè)事故及不安全因素進(jìn)行事前預(yù)測(cè),估計(jì)事故的可能后果,還可以對(duì)事故原因進(jìn)行事后分析。因此,事件樹(shù)分析法有著較強(qiáng)的優(yōu)越性和靈活性,基于ETA理論和方法對(duì)油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,能顯著提高油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的科學(xué)性和有效性。

1基于ETA的油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原理

1.1方法概述

作為運(yùn)籌學(xué)中的決策樹(shù)分析在安全系統(tǒng)工程領(lǐng)域的應(yīng)用,ETA是一種從原因到結(jié)果按時(shí)間順序描繪事故發(fā)生的樹(shù)形模型圖,利用事件樹(shù)可以對(duì)事故因果關(guān)系進(jìn)行邏輯推理分析。系統(tǒng)中的每個(gè)要素都完成規(guī)定的功能,則稱為成功(或可靠),某要素未完成規(guī)定的功能,則稱為失敗(或不可靠)。

基于ETA的油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,是根據(jù)油庫(kù)技術(shù)規(guī)范和安全管理制度,運(yùn)用ETA對(duì)各類油庫(kù)作業(yè)流程潛在的危險(xiǎn)、有害因素進(jìn)行分析和測(cè)算,找出安全技術(shù)和安全管理方面存在的不足和缺陷,判斷發(fā)生事故的可能性及其危害程度,確定危險(xiǎn)等級(jí),發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警,為規(guī)避、降低風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)、有效的決策支持。

1.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟

1.2.1風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)是找出油庫(kù)作業(yè)中可能引發(fā)事故導(dǎo)致不良后果的各類危險(xiǎn)源。危險(xiǎn)源包括實(shí)體類危險(xiǎn)源和狀態(tài)類危險(xiǎn)源。其中,實(shí)體類危險(xiǎn)源是各類實(shí)體本身所固有的危險(xiǎn)性,如多數(shù)油品都可以看作是實(shí)體類危險(xiǎn)源;狀態(tài)類危險(xiǎn)源是導(dǎo)致危險(xiǎn)物質(zhì)的安全約束條件被破壞或使限制措施失效的各種不安全隱患。

某個(gè)特定場(chǎng)所的實(shí)體類危險(xiǎn)源是客觀存在的,在一定時(shí)期內(nèi)不會(huì)有變化,但是狀態(tài)類危險(xiǎn)源的存在是實(shí)時(shí)變化的,并因其導(dǎo)致了油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的動(dòng)態(tài)變化性,對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控能準(zhǔn)確有效地反映某項(xiàng)作業(yè)實(shí)時(shí)的安全狀況。因此,在油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中,選用狀態(tài)類危險(xiǎn)源作為安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警的要素。

油庫(kù)作業(yè)狀態(tài)類危險(xiǎn)源主要包括四個(gè)方面:

(1)人的失誤或不安全行為,如操作錯(cuò)誤、穿釘子鞋、亂闖禁區(qū)等;

(2)物的不安全狀態(tài),如設(shè)備完好率低、電氣故障狀態(tài);

(3)環(huán)境的不適宜狀態(tài),如溫度不適宜、雷雨天氣、地質(zhì)災(zāi)害等;

(4)管理上的缺陷,如人員分工不合理、人員不到位、操作水平不高等。

1.2.2事件樹(shù)分析

事件樹(shù)分析從事故的初始事件開(kāi)始,途經(jīng)中間環(huán)節(jié)事件到最終后果事件為止,每一事件按“成功”和“失敗”兩種狀態(tài)進(jìn)行分析。成功和失敗的分叉點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn),用樹(shù)枝的上分支作為成功事件,把下分支作為失敗事件,按事件發(fā)展順序不斷延續(xù)分析,直至最后結(jié)果,最終形成一個(gè)在水平方向橫向展開(kāi)的樹(shù)形圖。根據(jù)事件發(fā)展的不同情況,如果已知每個(gè)節(jié)點(diǎn)處成功或失敗的概率,就可以計(jì)算出各種不同結(jié)果的概率。

(1)確定事件系統(tǒng)的組成要素

事件系統(tǒng)的組成要素包括初始事件、中間環(huán)節(jié)事件和后果事件,按照事故發(fā)展的時(shí)間先后順序,通常把事故發(fā)展過(guò)程中某一要素最開(kāi)始發(fā)生的事件稱為初始事件,某些要素在中間發(fā)展階段發(fā)生的事件稱為中間環(huán)節(jié)事件,中間環(huán)節(jié)事件一般是按一定順序發(fā)生的,系統(tǒng)最后的結(jié)果為最終后果事件。

(2)建造事件樹(shù)圖

確定和分析初始事件發(fā)生后,從初始事件開(kāi)始,從左向右展開(kāi)繪制事件樹(shù)圖。根據(jù)各中間環(huán)節(jié)事件的因果關(guān)系以及成功與失敗的兩種分支狀態(tài)(根據(jù)需要也可有兩種以上的分支狀態(tài),如溫度的正常、過(guò)高、過(guò)低三種分支狀態(tài)),分析各種可能的結(jié)果,找出后果事件。在事件樹(shù)建造過(guò)程中,如果某一非正常事件的發(fā)生概率極低時(shí)可以不列入中間環(huán)節(jié)事件中。

(3)事件樹(shù)定性分析

通過(guò)事件樹(shù)圖可以直觀、定性地看出有哪些因素導(dǎo)致了事故的發(fā)生,還可以看出事故發(fā)展進(jìn)程中各種因素的先后影響順序,由此確定防止事故發(fā)展的應(yīng)急響應(yīng)措施,防患于未然。

1.2.3事件概率分析

在已知初始事件和各中間環(huán)節(jié)事件發(fā)生概率的前提下,可計(jì)算出事件樹(shù)中每一個(gè)最終后果事件的發(fā)生概率。我們把由某一初始事件引出的事件鏈上的所有失效事件的概率加起來(lái)就得到由該初始事件引起的失效概率。對(duì)所建完的事件樹(shù),收集、分析各事件的發(fā)生概率及其相互間的依賴關(guān)系,定量計(jì)算出各后果事件的發(fā)生概率。

以圖1所示的一個(gè)簡(jiǎn)單的事件樹(shù)為例,說(shuō)明事件樹(shù)各分支鏈后果事件的發(fā)生概率的計(jì)算方法。根據(jù)事件樹(shù)中的各事件發(fā)生的相互關(guān)系,其后果事件的發(fā)生概率計(jì)算如下:

(1)獨(dú)立事件

當(dāng)事件樹(shù)中的各事件的發(fā)生是獨(dú)立的,則各分支鏈后果事件的發(fā)生概率為初始事件與各中間環(huán)節(jié)事件發(fā)生概率的概率積。以圖1中的事件樹(shù)種后果事件IS S 為例,其發(fā)生概率為:

PIS S =PIPS PS (1)

(2)非獨(dú)立事件

當(dāng)事件樹(shù)中的各事件的發(fā)生不是相互獨(dú)立時(shí),進(jìn)行事件樹(shù)中后果事件發(fā)生概率的計(jì)算較為復(fù)雜。此時(shí),必須考慮各事件發(fā)生的條件概率。以圖1中的事件樹(shù)種后果事件IF F 為例,其發(fā)生概率為:

PIF F =PIPF |IPF |F ,I (2)

其中:PF |I表示在初始事件I發(fā)生的條件下,系統(tǒng)1失效事件F 發(fā)生的概率;而PF |F ,I表示在初始事件I發(fā)生、系統(tǒng)1失效事件F 也發(fā)生的條件下,系統(tǒng)2失效事件F 發(fā)生的概率。

1.2.4風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

(1)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的確定

油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)由后果事件發(fā)生的可能性(概率)和后果事件對(duì)業(yè)務(wù)的影響嚴(yán)重程度確定。通過(guò)分析不同作業(yè)產(chǎn)生的后果事件類型、影響范圍和損失程度,將油庫(kù)作業(yè)事故分為特大事故、重大事故、嚴(yán)重事故和一般事故四等,其嚴(yán)重等級(jí)可由對(duì)應(yīng)的危害指數(shù)直接體現(xiàn),具體詳見(jiàn)表1。

對(duì)于獨(dú)立事件序列T',可能發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)Ω可由如下公式計(jì)算:

Ω=L×PT' (3)

其中,L為發(fā)生事故或后果事件的危害指數(shù),PT'為事故或后果事件發(fā)生概率。

(2)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分、預(yù)警

為便于區(qū)分風(fēng)險(xiǎn)程度,從而采取不同的有效措施,根據(jù)油庫(kù)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)大小,將油庫(kù)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分為高度風(fēng)險(xiǎn)、較高風(fēng)險(xiǎn)、中度風(fēng)險(xiǎn)和輕度風(fēng)險(xiǎn),并相應(yīng)發(fā)布紅色、橙色、黃色和藍(lán)色警報(bào)(詳見(jiàn)表2),從而引起相關(guān)部門(mén)和人員重視,有針對(duì)性地采取應(yīng)急響應(yīng)措施。

2應(yīng)用實(shí)例

油庫(kù)輸油管線動(dòng)火作業(yè)事故教訓(xùn)深刻,輕則造成跑油、冒油、漏油、混油和設(shè)施設(shè)備損壞,重則造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。根據(jù)表1對(duì)事故類型的分類,油庫(kù)輸油管線動(dòng)火作業(yè)各等級(jí)事故均有可能發(fā)生。因此,油庫(kù)輸油管線動(dòng)火作業(yè)存在較多風(fēng)險(xiǎn)。基于ETA對(duì)油庫(kù)動(dòng)火作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,有助于明確不同作業(yè)環(huán)節(jié)對(duì)作業(yè)后果的影響程度,從而能夠迅速采取相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng),有效規(guī)避作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)作業(yè)流程和事故分析,構(gòu)造油庫(kù)管線動(dòng)火作業(yè)事件樹(shù)。我們假定各事件的發(fā)生是相互獨(dú)立的,通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、故障樹(shù)和專家經(jīng)驗(yàn)分析,計(jì)算得出各分支鏈的后果事件概率如圖2中所示。根據(jù)后果事件類型和發(fā)生概率,按式(3)分別計(jì)算各后果事件的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),從而明確風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),并發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)警報(bào)(如圖2所示)。

3結(jié)束語(yǔ)

基于ETA對(duì)油庫(kù)作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,從油庫(kù)作業(yè)流程入手,按照科學(xué)的程序和方法,對(duì)油庫(kù)作業(yè)過(guò)程固有的或潛在的危險(xiǎn)因素,發(fā)生事故的可能性以及這些危險(xiǎn)因素可能造成的損失或傷害程度進(jìn)行識(shí)別、分析和評(píng)估,并以設(shè)定的指數(shù)、級(jí)別或概率,對(duì)某項(xiàng)作業(yè)和操作的危險(xiǎn)性給以量化處理,確定其發(fā)生概率和危險(xiǎn)程度,以便采取最經(jīng)濟(jì)、合理及有效的安全對(duì)策,保障油庫(kù)作業(yè)安全進(jìn)行,為預(yù)防事故的發(fā)生提供行之有效的安全對(duì)策和管理辦法。

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注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文