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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		點擊數：	更新時間： 2021年09月17日
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科研管理水利規劃與設計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過程安全水平，文章通過闡明水利水電工程施工進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險要素，同時針對模型應用中潛在問題實施分析。研究可為水利水電工程施
工建設安全綜合評估與風險要素管控提供技術支撐。
關鍵詞：水利水電工程；事故樹分析法；安全評估
中圖分類號：TV513 文獻標識碼：A 文章編號：1672—2469(2017)05—0117—04
水利水電工程建設實施進程涉及工序環節復雜多
樣，針對水利水電工程施工安全實施評估是防范施工
風險、保障工程順利進行的重要舉措。為科學客觀對
水利水電工程施工進程進行安全評估，首先要選擇合
適的評估方法，水利水電工程建設中安全評估常用的
評估方法是事故分析預測法。在水利工程建設中從結
果到原因描述事故發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中的
危險性情況，它在實現定性分析的同時也能夠實現定
量分析。事故樹的特點是形象化、簡明，并且也能夠
體現系統工程方法研究安全問題的準確性、預測性和
系統性舊1。事故樹在分析事故直接原因的同時也能夠
發現事故發生的深層原因，所以在水利水電工程建設
的施工階段、事故原因調查階段都有所應用。本文通
過探索構建水利水電工程建設施工事故樹模型，以期
實現針對施工進程安全風險辨識分析與管控。
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中有可能發生的事故與事故
發生的各個因素中的邏輯關系表示出來，然后應用
數學物理方法，從這個可能發生的事故起，逐層來
找尋導致事故發生的事件和原因(包括直接原因和
間接原因)。同時，還要分析各個事故原因間存在
的邏輯關系，找到導致事故發生的最主要的原
因¨·。事故樹分析法實施步驟如下：
(1)畫出事故樹。在深入分析所要研究的系統
整體情況，了解系統性能、構成和操作的基礎上，
在必要的時候要繪制出所用工藝的流程圖及相關的
布置圖；調查、收集所要分析的系統中在過去、現
在已發生的事故以及將來有可能要發生的事故，然
后依據統計分析和調查收集的結果并參考事故的損
失程度、發生概率找到其頂上事件；從環境、信息
以及人、機等各個方面對和頂上事件相關的所有事
故的原因進行調查，然后按照確定的邏輯關系，使
用規定的符號或標志將導致頂上事件發生的原因事
件以及頂上事件畫成事故樹H1。
(2)對事故樹進行定性分析。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算，確定各個
基本事件的結構重要度，進而分析各個事故的危險
性，為按照事故的輕重緩急采取預防措施提供依
據口]。對事故樹進行定性分析是事故樹分析的核心。
(3)對事故樹進行定量分析。所謂事故樹的定
量分析就是把系統的安全狀況用數據來進行表示，
其中最重要的是對事故樹頂上的發生概率進行計
算，以及對基本原因事件的臨界重要度與概率重要
度進行計算。
2 常見水利水電建設事故樹模型
在水利水電建設工程評估中，事故樹分析法有
很大的應用空間，包括應用于施工過程中的高處墜
落、觸電、機械傷害等事故分析中，以及油系統火
災、配電系統火災等事故分析中油J。正確的繪制事
故樹是事故樹分析中的最重要、最基本的環節，通
過對事故發生原因的類比分析和統計，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·
萬方數據
2017年第5期水利規劃與設計科研管理
墜落、觸電、火災以及機械傷害等事故的典型事故
樹模型，使用者可以在具體的應用過程中依據具體
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過程中發生較多
·1 1 R·
的事故之一，它主要包括停電工作時突然來電而導
致觸電、人體距離高壓設備或設施太近而引進弧光
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火災事故樹
在水利水電工程建設施工中，所用到的變
配電系統、開關設備、變壓器、水輪發電機組
等都易發生火災事故，火災事故模型如圖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
監護不到位卜_——一+
④@㈣饉幫＼設備／＼置／
+卜——一管理不到位
缺少防護設施
+
露囊光載)隆(轤截)(吲夥吲篷(爹蠡債設嶺)(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
萬方數據
科研管理水利規劃與設計2017年第5期
圖3火災事故樹模型
2．4機械傷害事故樹
人的不安全行為、物的不安全狀態以及管理上
的缺陷和環境因素等這些都會導致機械傷害的產
生，同時，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械傷害事故事
件，機械傷害事故樹如圖4所示。
3事故樹模型分析計算
構建水利水電工程事故樹模型之后實施事故樹
分析計算，常用的事故樹計算是布爾代數計算，可
以計算事故樹的結構重要度、最小徑集和最小割
集，并對計算結果進行分析。以觸電事故為例，可
以將觸電事故樹的結構函數式按以下方式進行
圖4機械傷害事故樹模型
推求。
(1)最小割集的計算
最小割集推求：
表1 機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
， 機械傷害yl 設計不合理Y13 作業范圍狹窄
Al 管理缺陷y2 違章作業l，14 通風不良
A2 環境狀況不良b 未及時整改或整改不到位y15 照明不足
A3 物的不安全狀態y4 檢查不到位Y16 防護失效
A4 人的不安全行為y5 未按規定安全檢查Y17 私自拆除防護
BI 隱患檢查和整改不到位y6 未按規定執行YlB 防護設置不合理
B2 制度和規程缺陷y7 制度及規程不符合實際要求Y19 無安全防護
B， 教育培訓不到位y8 制度及規程不完善y20 操作不熟練
段布局不合理K 職工未能掌握r21 專業知識不足
B5 作業環境不良ylo 安全教育內容不合理y22 文化水平低
B6 防護缺陷yll 未進行安全教育
B7 技術水平不足Y12 管線布設不合理
·119·
萬方數據
2017年第5期水利規劃與設計科研管理
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)結構重要度推求
對計算過程簡化，經過計算可以得到計算后的
結構重要度的順序為：
乞(3)=，，(2)=‘(1)>L(4)>，，(9)
=‘(8)=L(7)=L(6)=乞
(3)結果分析
由最小割集推求可知，該事故樹共有8個最小割
集，這8個最小割只要發生了任何一個都有可能使頂
上事件發生。由結構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用具的正確使用是
防止觸電事故最為重要的環節，另外及時檢查修理不
帶電體的絕緣性能與對作業中的監護制度嚴格執行，
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
在事故樹的實際運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、對結構重
要度的排序出現錯誤等，這些都會對安全措施的制
定產生誤導。
(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雜，在事故調查過
程中，調查不深入、沒有掌握所要分析的事故的基
本知識等都會導致事故發生的主要因素不能查找清
楚或查找完整，進而導致事故圖的繪制出現錯誤或
者繪制的事故樹不完整。
(2)結構重要度推求潛在問題。結構重要度推
算屬于事故樹法中的關鍵環節，如果對結構重要度
計算和排序出現錯誤，就會對安全措施產生誤導作
用。所謂結構重要度，是指僅從事故結構角度來分
析各個事件的發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生的概率大小問題¨1。常
用的判斷結構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
基本事件中的結構重要度依次進行計算，而不是從
第一條原則開始進行判斷，這樣的計算方法就有可
能會使結構重要度的排序出現錯誤。從而引起制定
安全措施的錯誤。
5 結語
本文在闡明事故樹分析原理與常用模型基礎
上，探索構建了水利水電工程建設施工風險事故
樹模型，實現對水利水電工程建設施工進程實施
安全評估的目的。事故分析原理作為風險辨識通
用方法，在水利水電工程施工安全評估中具有較
強適用性。基于事故樹模型實施水利水電工程建
設施工安全評估，應注重客觀揭示導致事故產生
的基本事件要素、構建符合施工實際的事故樹模
型，同時嚴格依據推求原尉實施結構重要度計算，
從而有效保障事故樹模型對水利水電工程施工安
全風險要素的辨識準確度，從而為旋工風險防控
提供決策依據。
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