李華 郭皓杰

（西安建筑科技大學(xué)資源工程學(xué)院 西安 710055）

0 引言

森林火災(zāi)事故分析廣泛采用的事故樹（FTA）、事件樹（ETA）等方法都是基于線性思維［3］。美國工程院院士LEVESON N G［4］提出基于系統(tǒng)理論事故過程致因模型（Systems-Theoretic Accident Model and Process，STAMP），該方法強調(diào)組件之間的交互作用，提供了新的危險分析和預(yù)防技術(shù)的方向。諸多學(xué)者基于該模型展開研究，姚天雨等［5］基于STAMP模型分析深圳“12·20”滑坡事故；王瑛等［6］通過STAMP分析明確風(fēng)險因素，進(jìn)而定量研究軍機(jī)飛行訓(xùn)練安全狀況；王起全等［7］基于STAMP模型設(shè)計了地鐵擁擠踩踏事故應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)?？梢姡琒TAMP模型已在致因分析、安全性分析和安全系統(tǒng)設(shè)計方面得到廣泛應(yīng)用。

從掌握的文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，STAMP模型已在航空、船舶、運輸和生產(chǎn)等領(lǐng)域得到應(yīng)用，但在森林火災(zāi)事故分析中應(yīng)用較少，而森林火災(zāi)事故是致因因素眾多、撲救過程復(fù)雜度極高的系統(tǒng)，從動態(tài)控制系統(tǒng)的角度對其分析更具契合性。鑒于此，筆者擬基于STAMP模型對1起森林火災(zāi)事故進(jìn)行實證分析，探究導(dǎo)致事故發(fā)生的機(jī)理，以期得到更為詳細(xì)的事故致因解釋，預(yù)防此類森林火災(zāi)傷亡事故發(fā)生。

1 STAMP模型

STAMP模型融合系統(tǒng)理論和控制理論，將安全事件視為1個系統(tǒng)，認(rèn)為安全是復(fù)雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)特征，為了達(dá)到安全就必須做好控制。

構(gòu)成STAMP模型的3個基本要素分別是安全約束、分層安全控制結(jié)構(gòu)和過程模型。安全約束是控制動作及反饋的具體且必要措施；分層安全控制結(jié)構(gòu)將整個系統(tǒng)視為1種分層結(jié)構(gòu)，上層對下層實施控制過程實現(xiàn)控制目標(biāo)的安全性，該要素也是STAMP模型分析事故的基礎(chǔ)；過程模型是確定需要的控制行動，并通過各種形式的反饋來更新控制行動。在系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)中，安全約束沒有被有效執(zhí)行或是延遲等原因是導(dǎo)致事故的發(fā)生的根本原因，STAMP系統(tǒng)控制模型如圖1所示。

圖1 STAMP系統(tǒng)控制模型

運用STAMP模型進(jìn)行事故致因分析，應(yīng)先從底層物理過程識別導(dǎo)致事故的外部干擾、異常交互等情況，然后向上分析每層安全控制結(jié)構(gòu)中組件的作用、檢查組件的控制缺陷或者不恰當(dāng)行為。

2 事故概況

以涼山州西昌市“3·30”森林火災(zāi)撲救事故為例，對STAMP事故致因理論模型進(jìn)行驗證，根據(jù)事故調(diào)查組現(xiàn)場勘查和事故調(diào)查報告［8］可知火災(zāi)發(fā)生和撲救事故情況如下：

1）2020年3月30日15時35分，四川涼山州西昌市皮家山山脊處1根電桿的電線預(yù)留引流線與橫擔(dān)支撐架抱匝搭接，造成電線接地放電故障，電線起火燃燒。電線金屬材料在高溫下熔融，掉落后引燃周邊的雜草。因天氣高溫干燥、風(fēng)力較大，導(dǎo)致迅速蔓延成災(zāi)。

在我的軟磨硬泡下，爸爸答應(yīng)讓我試一試打糍粑。我本想擺出一個帥氣的姿勢舉起大木槌，不料那木槌重得我根本提不起來。我費了九牛二虎之力，終于把木槌舉起了一點點，可還不到五秒鐘，它又重重地落了下去。哇，這家伙可真沉??！

2）當(dāng)日15時50分，林場瞭望人員發(fā)現(xiàn)火情后向上級匯報，西昌市啟動Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)，隨后成立聯(lián)合指揮部，調(diào)集森防、消防和專業(yè)撲火隊等增援力量，對火災(zāi)蔓延地區(qū)展開撲救工作，并保護(hù)重點設(shè)施和疏散群眾，研究制定次日撲救方案。

3）當(dāng)日20時17分，指揮部協(xié)調(diào)寧南縣專業(yè)撲火隊增援撲火任務(wù)，經(jīng)指揮部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)決議安排部署到柳樹樁進(jìn)行撲火。當(dāng)晚，在當(dāng)?shù)叵驅(qū)У囊I(lǐng)下，沿小路徒步進(jìn)入林區(qū)上山。

4）3月31日0時，林區(qū)附近風(fēng)向由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，風(fēng)力陡增，林火迅速從山背后翻過山頂，直逼撲火隊員。撲火隊員原路撤回過程中，山下來路起火，經(jīng)現(xiàn)場自救失敗，撲火隊伍基本被火包圍，在突圍過程中，大火先后吞噬了19名救援人員。

5）該事故最終造成19名救援人員死亡、3人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失9 731.12萬元。

3 基于STAMP模型事故分析應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)危險及系統(tǒng)級安全約束

基于STAMP模型的森林火災(zāi)事故系統(tǒng)分析應(yīng)確定系統(tǒng)危險和系統(tǒng)級安全約束，構(gòu)建系統(tǒng)安全控制結(jié)構(gòu)。與“3·30”火災(zāi)事故相關(guān)的系統(tǒng)危險是：

1）電桿的預(yù)留引流線與橫擔(dān)支撐架抱匝搭接，線體鋁制金屬熔融、電線外層絕緣材料燃燒，引燃電桿基部的灌木和雜草。

2）在撲火救援中發(fā)生火勢方向變化，救援人員被火勢包圍。

為防止系統(tǒng)危險導(dǎo)致事故發(fā)生，應(yīng)具有如下系統(tǒng)級安全約束：

1）電力公司有可靠的巡檢制度，避免巡檢流于形式、弄虛作假。

2）森林火災(zāi)發(fā)生時，必須有嚴(yán)密、及時的氣象監(jiān)測和火情監(jiān)測，保證不會出現(xiàn)因火勢變化，造成救援人員撤離不及時，被困火場。

3）撲火救援過程中必須有周密的救援計劃和安全的撤離路線。

4）如發(fā)生救援人員被火勢包圍，必須有可靠的裝備降低周圍火勢，以減少傷害。

詳細(xì)梳理森林火災(zāi)事故中各組件的控制動作及反饋過程，展示事件中每1個主要參與者行為的時間線，構(gòu)建防止“3·30”森林火災(zāi)事故發(fā)生的分層安全控制結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 “3·30”森林火災(zāi)事故分層安全控制結(jié)構(gòu)

3.2 物理過程及環(huán)境因素

根據(jù)電力專家組調(diào)查結(jié)果，造成此次森林火災(zāi)事件的物理過程及環(huán)境影響因素是電桿架設(shè)的導(dǎo)線預(yù)留引流線與橫擔(dān)支撐架抱匝搭接，造成接地放電故障。電線線體鋁制金屬熔融、電線外層絕緣材料燃燒，引燃電桿基部的灌木和雜草。

結(jié)合涼山州森林火災(zāi)形成的火環(huán)境研究［9］表明，火點附近可燃物負(fù)荷量達(dá)10～70 t/hm2，平均約30 t/hm2（國際上公認(rèn)30 t/hm2為發(fā)生重特大森林火災(zāi)的臨界值），致使電桿基部的火情受風(fēng)力作用迅速蔓延成災(zāi)。涉事電桿違反的安全需求和約束包括由無資質(zhì)施工方建設(shè)及未充分考慮引流線預(yù)留長度，其物理過程分析如圖3所示。

圖3 物理過程分析

3.3 基礎(chǔ)建設(shè)分析

本節(jié)主要分析項目建設(shè)施工過程的控制原因。該建設(shè)項目為國網(wǎng)攀枝花供電公司援建的“10 kV電臺線”改造項目，與此次森林火災(zāi)發(fā)生相關(guān)的建設(shè)層組件有：國網(wǎng)攀枝花供電公司和國網(wǎng)涼山供電公司聯(lián)合組建的業(yè)主項目部、攀枝花網(wǎng)源電力有限公司擔(dān)任的施工總承包單位、四川省通信產(chǎn)業(yè)服務(wù)有限公司擔(dān)任的施工分包單位、廣元市城剛勞務(wù)有限公司擔(dān)任的勞務(wù)分包單位、四川電力工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司擔(dān)任的監(jiān)理單位。

通過分析控制結(jié)構(gòu)中各個組件的安全需求和約束，不安全的決策和控制行為和反饋，系統(tǒng)的識別控制缺陷，可以針對缺陷進(jìn)行系統(tǒng)改良，基礎(chǔ)建設(shè)分析如圖4所示。

圖4 基礎(chǔ)建設(shè)分析

3.4 行業(yè)運營分析

本節(jié)主要分析項目運營階段的控制原因，與森林火災(zāi)事故發(fā)生的相關(guān)運營層組件有：涼山州發(fā)改委、涼山州經(jīng)信局、西昌市發(fā)改經(jīng)信局、國網(wǎng)涼山公司安寧供電分公司、馬道供電所。行業(yè)運營分析如圖5所示。

圖5 行業(yè)運營分析

3.5 撲救過程分析

撲救過程分析如圖6所示。與森林火災(zāi)救援人員傷亡事故發(fā)生的相關(guān)撲救層組件有：省—州—市森林草原防滅火聯(lián)合指揮部、西昌市前線指揮部、林場瞭望塔工作人員和寧南縣森林草原防滅火專業(yè)撲火隊。

圖6 撲救過程分析

3.6 事故的動態(tài)過程視角

對模型中執(zhí)行器根據(jù)被控過程的反饋實施控制動作進(jìn)行動態(tài)分析，以期確定有效的安全控制行為，保證系統(tǒng)的安全性。在涉事電桿建設(shè)階段中，缺乏技術(shù)交底和安全培訓(xùn)教育、管理人員風(fēng)險認(rèn)識不足以及存在不恰當(dāng)?shù)臎Q策和控制行為導(dǎo)致建成有事故隱患的電桿，但由于電桿未投入運營使用，安全控制結(jié)構(gòu)雖未施加足夠的安全約束仍能保證建設(shè)的完整性。隨著電力設(shè)施投入使用，缺乏有效的安全隱患排查、電桿下可燃物清理不及時，導(dǎo)致系統(tǒng)向高風(fēng)險狀態(tài)遷移，此時各個控制結(jié)構(gòu)必須對根據(jù)反饋情況及時更新各層安全約束。但“3·30”森林火災(zāi)事件的安全控制結(jié)構(gòu)自上而下缺乏風(fēng)險認(rèn)知意識，監(jiān)管工作不到位，導(dǎo)致多個反饋回路失效，致使執(zhí)行器未有效實施控制行動，導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。在應(yīng)急響應(yīng)和火災(zāi)撲救階段，高層未嚴(yán)格落實安全需求及約束、沒有提出按照預(yù)案召集或邀請氣象專家組成咨詢組、火情動態(tài)缺乏持續(xù)監(jiān)測、對火情缺乏研判，導(dǎo)致安全約束逐步失效，最終導(dǎo)致?lián)渚热藛T傷亡事故發(fā)生。

4 結(jié)論

1）回顧涼山州西昌市“3·30”森林火災(zāi)事故可知，施工人員違規(guī)施工和缺乏電力線路火災(zāi)隱患認(rèn)識為火災(zāi)發(fā)生埋下根源；電力運營公司自上而下開展的隱患排查治理工作流于形式，相關(guān)電力行業(yè)監(jiān)管部門缺乏監(jiān)督，最終引發(fā)森林火災(zāi)；撲救過程存在多頭指揮，工作部署信息傳遞走樣，撲火工作不具體、考慮不周，最終造成重大人員傷亡。有關(guān)地方人民政府和安全監(jiān)管部門應(yīng)認(rèn)真分析其深層原因，強化日常監(jiān)管，提高應(yīng)急救災(zāi)效能，以防止此類事故發(fā)生。

2）本文基于STAMP模型對一起因電力設(shè)施故障引發(fā)森林火災(zāi)事故進(jìn)行了組織原因分析。通過識別系統(tǒng)危險、系統(tǒng)級安全約束，構(gòu)建森林火災(zāi)事故分層安全控制結(jié)構(gòu)。從事故動態(tài)衍化的角度識別了各建設(shè)主體之間、電力運營企業(yè)及行業(yè)監(jiān)管部門、事故救援部門的控制和反饋，得到邏輯結(jié)構(gòu)更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖鹿试蚪忉尅?/p>

3）利用STAMP模型對森林火災(zāi)事故過程進(jìn)行分析，不僅能考慮事故本身的物理過程及環(huán)境因素，還能夠較好地描述系統(tǒng)組件彼此間的交互作用及動態(tài)變化情況，它從整體上把握系統(tǒng)的復(fù)雜性和多元性，全面地分析和了解事故，幫助相關(guān)人員制定更切實可行的防控措施，具有重要的實用價值。