事故树轨迹交叉 理 论应用

张志宙， 梁建斌 ，张晶

宁夏东方钽业股份有限公司 ,宁夏 石嘴山 753000

摘要：事故树分析法FTA表明：人的不安全行为和物的不安全状态一旦发生时间、空间的运动轨迹交叉，就会造成事故，二者相互作用，又相互统一，经过布尔代数法化解后计算出最小割集事件，就出顶端事件概率，并确定了各事件的影响大小程度，实现事故定量。

关键词：事故树、轨迹交叉、最小割集、概率、可靠性

一、前言

事故树分析法FTA是一种具有广阔的应用范围和发展前途的系统安全分析方法^[1]，是一种分析事故直接原因较好的工具和手段。20世纪初期，安全事故只停留在初级统计预防阶段，美国海里希因统计了55万件机械事故，其中死亡、重伤事故1666件，轻伤48334件，其余则是无伤害事故，即在机械事故中，死亡重伤轻伤无伤害事故的比例为1:29:300，认为事故主要原因是人的不安全行为，所以因要减少重大伤亡事故的发生，必须加强人员管理并减少、消除无伤害事故，从源头控制。随着事故致因理论的逐步深入，斯奇巴等人指出：人、物对事故发生都有影响，只有当两种因素同时出现时，才能发生事故，防止人、物、运动轨迹时空。即避免人的不安全行为和物的不安全状态同时出现，预防事故发生。

2. 事故树分析法

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图1.爆破作业事故树

布尔代数法转换逻辑图2

按照图2的逻辑图对图1进行简化，根据布尔代数法将所有“与”“非”门相加减化解得出以下公式：X1+X2+X2X3+X6X7+X8X7X4+X9X7X4+X10X5+X11X5+X12X5=X1+X3+X6X7+X8X7X4+X9X7X4+X10X5+X11X5+X12X5所以事件的因果关系可以简化为下图3所示的逻辑关系，人员在不知爆破的情况下（X5），警戒不利（X10）、警戒闭炮、警戒未设都会引发顶端事件的发生；人员水平有限、明知故犯、在环境复杂的情况下会引发顶端事件的发生；违章施工在环境不良时会引发顶端事件发生、人员规程不熟练；明智故犯都会引发顶端事件发生，仅仅只有在自然灾害雷电伤害的情况下，才会引发顶端事件T的发生，除此以外的所有事件必然都有人的不安全行为及物、环境的不安全状态在同一空间、时间范围之内同时发生，从而引发顶端事件（T）的发生。通过逻辑分析法得出的7个最小割集如图3所示，这些最小割集的总和即为为顶端事件发生的总概率，美国杜邦公司将故障概率划分为6个等级(见表1)用于确定事故的危险度方法，也可用于确定安全分析中基本事件的故障概率，当基本事件的概率被量化后，事故树便可以进行定量分析^[3]。

表1.美国杜邦公司概率划分等级概率

采用问卷调查形式征询6位专家，使评价更具有科学性和全面性,专家包括管理人员1名(a)、高级工程师1名（b）、中级工程师1名(c)、不同岗位技术工人3名(E　F　Ｇ　)，通过对事故树的化解简化，得出的最小割集^[2]，得出有关的9个事件 包括：X1、X2、X4、X5、X6、X7、X8、X10、X11、X12等，结合概率划分等级得出矩阵结果如表2所示.

表2.问卷调查形式概率值

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通过矩阵平均值计算得出：控制X4、X11 、X10三个事件的发生的概率最大，即极为可能触发顶端部事件的发生，三个事件发生的总概率分别为7420×10^-6、、6100×10^-6、8700×10^-6。。同时人员规程不熟悉，违章施工、环境不良三者之间任意两件事件发生都会导致顶端事件的发生，且发生的概率的大小关系为 X6＞X4＞X10（表2），即人为主要原因，环境为次要原因。

2. 可靠度研究

可靠性分析是解决这一问题的有效途径 ，它的核心是通过基本单元的可靠性指标来计算出系统的可靠性指标 ，可进行可靠性预测 、分配 、优化与管理^[3] 。一般情况下由于人的行为受思想驱动，具有较大的自主性， 人的行为受到生理、心理、环境、经验、能力、气质类型影响幅度较大，必须采取科学的方法对其进行区分^[4]，收集动态人员技能再现性数据，在 能力上可以按照熟练、一般、新手区分，紧张度可以按照紧张、最优、松懈、紧迫区分，对于人机匹配可以按照优秀、良好、一般、较差、极差5个可区分类别数区分，这样就能切断人的不安全行为与物的不安全状态轨迹链，从根本上避免安全事故。所以爆破人员必须经过再现性评价选拔，同时佩戴袖标保护用品，对药室或炮孔温度异常采取本质保护措施，杜绝在可能危及建（构）筑物、公共设施或人员的安全下、不稳定边坡、滑坡、崩塌处环境下进行爆破作业，提高人员、环境可靠度，预防安全事故。

2. 结论

4,1、事故树研究方法表明;人的不安全行为和物的不安全状态同时同空间相交会出现安全事故。

4.2、事故树分析法可以实现事件概率量化，定量比较对顶端事件的影响程度。

4.3、采用对人员可区分类别再现性研究可提高人机匹配可靠度，从实质上避免安全事故。

参考文献

[1]张玉明，事故树分析法[R]，安全系列讲座之三，国安全生产监督管理总局信息中心，2019-01-26概

[2]纪 旭 ，王 岳 ，王 健，油库安全分析中事故树基本事件概率的模糊化 [J] 辽宁石油化工大学学报第31卷第3期2011年9月，1672—6952(2011)03—0042—0

[3]田 思 进 ，人机 系统 事 故 概 率 与 发 生频 率 的可 靠 性 分 析 [J]上 海 应 用 技 术 学 院 学 报第 2卷 第 4期 2002年 l2月，1671—7333(2002)04—0231—04

[4]李艳，基于轨迹交叉论的电力生产事故预防研究 [R]硕士研究论文，上海交通大学 2014-07-28

作者简介：张志宙（1987.12-）本科，宁夏东方钽业钽铌制品分厂工程师。