轨迹交叉理论在建筑安全事故源分析中的应用

轨迹交叉理论在建筑安全事故源分析中的应用

风险因素是指造成人身伤害或疾病、财产损失、职业环境破坏或其他危险因素和有害因素的因素。危险因素强调突发性和瞬间作用的因素,有害因素强调在一定时期内的慢性损害和累计作用。建筑安全管理的目标之一,就是对建筑系统中的危险源进行辨识和分析,进而对其进行控制。1风险因素的类型1.1质的意外释放和能量的破坏建筑安全系统中存在的、可能发生意外释放的能量的载体或危险物质称为第一类危险源。能量或危险物质的意外释放是事故发生的物理本质。在建筑安全系统中属于第一类危险源的能量源主要有:电能、机械能、热能、位能、重力能、压力、拉力等,这些能量的意外失控会转化为破坏能量,造成人员伤害和财产损失。属于第一类危险源的危险物质主要有:爆炸性物品、有毒物品、腐蚀性物品、放射性物品等。1.2建筑安全事故治理的轨迹交叉理论造成约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素称为第二类危险。在建筑安全系统中,第一类危险源一般不可避免的存在,完全消除几乎不可能或付出的代价过大,主要是通过消除第二类危险源的途径减少或消除事故的发生。按照现代事故致因理论研究表明,第二类危险源包括人的不安全行为、物的不安全状态、不良工作条件(环境)三个方面。但要认识到,这三个不安全因素往往是管理失误或缺陷造成的。大量的安全事故表明,伤害事故是许多相互关联的事件顺序发展的结果。这些事件概括起来不外乎是由于安全管理的缺陷,出现了人的不安全行为和物的不安全状态两个方面,而这两个方面的产生和发展又是受多种因素作用的结果。当人的不安全行为和物的不安全状态在各自发展轨迹中,在一定时间和空间发生了交叉,能量“逆流”时,伤害事故就会发生。人们把这种事故理论模型称为轨迹交叉理论。人的不安全行为往往有深刻的原因背景,例如先天遗传因素,社会环境影响,教育培训情况,个人的身体、生理、心理素质等,均可导致人的不安全行为。物的不安全状态也有深刻的原因背景,例如设计的先天不足,设备选择、环境配置不当,维修、养护、保管、使用不良等,造成物的不安全状态。在人的不安全行为和物的不安全状态以及它们的背景原因后面还有更深层次的管理方面原因。管理缺陷是造成事故的最本质原因。轨迹交叉理论对建筑安全事故源分析具有十分重要的理论指导意义。在建筑施工活动中,按照轨迹交叉理论,应加强管理,避免或降低安全事故的发生。2风险因素分析2.1国外热弹性事件树的研究事故树分析(FaultTreeAnalysis)是安全系统工程的重要分析方法,其理论较完善,方法较科学,使用上较广泛。这种方法由美国贝尔电话公司的华特荪在进行民兵式导弹发射控制系统安全分析时提出的,目前已在世界各国得到广泛应用。事故树是从一个可能的事故开始一层一层的逐步寻找引起事故的触发事件、直接原因和间接原因,并分析这些事故原因之间的相互逻辑关系,用逻辑树把这些原因以及它们的逻辑关系表示出来。事故树分析是一种演绎分析方法,即从结果分析原因的分析方法,通过数理逻辑分析,可对系统中各种危险进行定性和定量分析。2.2事故原因调查和解决方法1)确定顶上事件。顶上事件是不希望发生的事件(即事故或故障),它们是分析的对象。顶上事件的确定是以事故调查为基础的。事故调查的目的主要是查清事实,因为原因是基于事实而导出的。通过事故统计,在众多的事故中筛分出主要分析对象及其发生概率。2)充分了解系统。生产系统是分析对象(事故)的存在条件,要对系统中的人、物、环境及管理四大组成因素进行详细了解。3)调查事故原因。从系统中的人、物、环境及管理缺陷中寻找构成事故的原因。在构成事故的各种因素中,既要重视有因果关系的因素,也要重视相关关系的因素。4)确定控制目标。依据事故统计所得出的事故发生概率及事故的严重程度,确定控制事故发生的概率目标值。5)建造事故树。在认真分析顶上事件、中间关联事件及基本事件关系的基础上,按照演绎推理分析的方法,逐级追究原因,将各种事件用逻辑符号予以连接,构成完整的事故树。6)定性分析。依据事故树列出的逻辑表达式,求得构成事故树的最小割集和防止事故发生的最小径集,确定出各基本事件的结构重要度排序。7)定量分析。依据各基本事件的发生概率,求得顶上事件的发生概率。在求出顶上事件发生概率的基础上,求解各基本事件的概率重要度及临界重要度。8)制定安全对策。依据上述分析结果及安全投入的可能,寻求降低事故概率的最佳方案,以便达到预定概率目标的要求。2.3事件由形式化编码1)事件符号。主要由矩形符号、圆形符号、屋形符号和菱形符号组成,矩形符号表示顶上事件或中间事件,即还需要往下分析的事件。具体作树图时将事件内容扼要记入矩形方框内。圆形符号表示基本事件,即最基本的、具体的不再往下分析的事件。屋形符号表示正常事件,即系统处在正常状态。菱形符号有两种含义:其一表示省略事件,即没有必要详细分析或其原因尚不清楚的事件;其二表示二次事件,即不是本系统的事故原因事件,而是来自系统之外的原因事件。2)逻辑门符号。逻辑门的种类较多,常用逻辑运算表示式有与门、或门、非门、条件与门、条件或门、限制门等。2.4基本事件和集合的最小割集事故树的定性分析包括求最小割集、最小径集和基本事件结构重要度。进行定性分析可以了解事故的发生规律和特点,找出控制事故的可行方案,并从事故树结构上分析各基本事件的重要程度,以便按轻重缓急分别采取预防对策。割集是导致顶上事件发生的基本事件的集合,割集中引起顶上事件发生的充分必要的基本事件和集合为最小割集。它表明哪些基本事件发生会引起顶上事件的发生,反映系统的危险性。其方法之一是采用布尔代数化简法将结构函数化成析取标准式,从而求出最小割集。径集反映了与割集相反的意义。最小径集则是顶上事件不发生所必需的最低限度的基本事件集合。它表示哪些基本事件不发生,顶上事件就不会发生,反映了系统的安全可靠性。有几个径集就有几条消除事故的途径,从而为选择消除事故的措施提供了依据。其方法之二是采用布尔代数化简法将结构函数化成合取标准式。结构重要度分析是从故障树结构上分析各基本事件的重要程度,即在不考虑各基本事件的发生概率,或假定各基本事件发生概率相等的情况下,分析各基本事件和对顶上事件发生所产生的影响程度。根据结构重要度可排出各基本事件的重要顺序,以指导如何安排对基本事件的控制。结构重要度一般用Iφ(i)表示,基本事件结构重要度越大,它对顶上事件的影响程度就越大,反之亦然。2.5小割集和第二集计算顶事件发生概率的计算事故树定量分析包括顶上事件发生概率计算、概率重要度及临界重要度计算。事故树顶上事件发生概率计算的方法有多种,主要有:1)利用最小割集计算顶上事件的发生概率;2)利用最小径集计算顶上事件的发生概率。基本事件的概率重要度是指顶上事件发生概率对该基本事件发生概率的变化率,也就是考虑各基本事件发生概率的变化,会给顶上事件概率带来的影响程度。临界重要度也称为危险重要度,它是用基本事件发生概率的变化率对顶上事件发生概率的变化率的比,来确定基本事件的重要程度,是从概率和结构双重角度衡量各基本事件重要性的一个评价标准。3工程安全生产形势根本好转通