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地鐵火災的事故樹分析

文檔作者：盧億文檔來源：華南理工大學機械與汽車工程學院		點擊數：	更新時間： 2021年06月11日
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地鐵火災的事故槲分析
盧 億
(華南理工大學機械與汽車工程學院，510640，廣州／／碩士研究生)
摘要運用事故樹對地鐵火災進行定性分析。總結了地
鐵火災事故發生及預防途徑，提出了從火源、可燃物、撲救措
施等三方面入手控制地鐵火災的對策措施，以供地鐵管理部
門參考。
關鍵詞地鐵；火災；事故樹分析；預防措施
中圖分類號U 231 ．96
Fault Tree Analysis of Fire Disaster in Subway
Lu Yi
Abstract This paper makes a qualitative analysis of the fire
disaster in subway by using the fault tree design form，sum—
marizes the main reasons of accident and the prevetion
methods，and eventually proposed some feasible measures
which could offer scientific evidences to the subway admin—
istration department．
Key words subway；fire disaster；fault tree analysis；pre—
ventive measures
Author’S address School of M echanical&amp;amp; Automotive En—
gineering，South China University of Technology，5 1()64()，
Guangzhou，China
隨著城市地鐵的迅速發展，地鐵災害問題愈來愈
引起人們的重視。文獻E13通過對19()3 2()04年國
內外發生的63起地鐵典型事故發生頻率統計分析，
發現地鐵火災發生頻率為32％[1]，是地鐵災害中發生
頻率最高、造成損失最大的事故。據不完全統計，我
國地鐵自1969年相繼投入運行到20()8年，因變電所
、地鐵車輛內的電氣設備和線路出現故障，以及違章
電焊和電器設備誤操作等，共發生火災156起，其中
重大火災事故3起，特大火災事故1起_2]。國外地鐵
也發生過多次火災；據不完全統計，1903—2004年問
共發生45起地鐵火災，典型的如1987年11月18日
的英國倫敦地鐵火災，1995年1()月28日傍晚的阿塞
拜疆地鐵火災，20()3年2月18日上午的韓國大邱地
鐵火災l3]。這些事故嚴重威脅人民的生命，造成巨大
的財產損失，不利于社會的和諧與穩定。因此，對地
鐵火災的研究顯得十分必要。
l 國內外對地鐵火災的研究現狀
國內外對地鐵火災的研究主要集中在火災發生
的影響因素上，如：① 材料的燃燒性能研究，尋找性
能優異的阻燃材料；②地鐵火災中的煙氣研究，主要
采用經驗模擬、區域模擬、網絡模擬以及CFD(計算
流體動力學)模型等對火災煙氣進行研究；③ 緊急情
況下地鐵中的人員疏散，目前疏散研究中最行之有
效的方法之一便是建立疏散模型；④地鐵火災中的
監控預防技術[4 等。而對地鐵火災危險因素進行綜
合分析的還比較少，目前已采用的分析方法有層次
分析法、模糊綜合評價法，但未見運用事故樹法對地
鐵火災進行分析的報道。
事故樹分析法的邏輯性強、靈活性高、適用范圍
廣，既能找到引起事故的直接原因，又能揭示事故發
生的潛在原因，既可定性分析，又可定量分析。事故
樹分析可用來分析事故，特別是重大惡性事故的因
果關系，并能總結出事故發生及預防的主要途徑，是
安全系統工程的主要分析方法之一L7]。
地鐵火災的危險因素多，且各因素之問既相互
聯系、又彼此獨立，不利因素之間的多種組合都有可
能導致地鐵火災的發生。這種情況采用事故樹分析
法是比較適宜的。因此，本文運用事故樹法對地鐵
火災危險的有害因素進行定性分析。
2 事故樹定性分析
2．1 建立事故樹
通過閱讀大量資料，了解了火災發生的基本原
因，遵循“事故成因分層逐漸展開”的原則，建立地鐵
火災的事故樹(見圖1)。其基本事件如表1所示。
地鐵內部空間空氣相對不足，但對發生火災而
言是足夠的。空氣不足主要影響火災發生后乘客的
安全疏散，故不考慮其對頂上事件的影響，不作展開
分析。圖1所示的事故樹中，用丁表示頂上事件，
· 9 ·
謄 鬻
用M1、M2、M3、M4、M5、 6、M7、M8、M9、M1o分
別表示著火、撲救不及時、火源、可燃物、撞擊火花、
電火源、明火、未及時發現、發現但未引起注意、滅火
設施不起作用。
圖1 地鐵火災事故樹圖 m 胡
表1 基本事件
代號 基本事件 代號 基本事件
施工中機械碰撞 X+2 乘客攜帶的行李、易燃物品
2 列車脫軌、碰撞 3 施工隧道內的可燃物，如煤氣泄漏
電氣設備和線路故障 x 地鐵站內的可燃物
電器設備誤操作 Xt5 火災監控和報警設備存在死角
x5 違章電焊或切割 火災監控和報警設備失靈或不起作用
列車運行時產生電弧 t 未及時向有關人員通報
乘客吸煙的火星、隨便亂丟煙頭 1s 負責人員不重視
8 隧道內工作人員吸煙用火不慎 1 滅火設施不足
故意縱火 X2o 滅火設施失效或損壞
x1I】 摩擦起火 X2t 不會使用
列車車體材料及裝飾材料 X22 驚慌失措
2．2 地鐵火災事故樹定性分析
2．2．1 求最小割集與最小徑集
由圖1可見，事故樹包含了11個邏輯門；其中
· 96 ·
邏輯或門9個，與門3個。容易求得事故樹的最小
割集有320個(不一一列出)，最小徑集只有3個，故
宜從事故樹最小徑集人手進行分析。
第2 期0 00 00 0 000_。≯0 0 0。 ll l|ll|llll _ll_l —00 0 0ll獬：
事故樹的結構函數式為：
T=M 1·M2=
3·M 4·M 2=
(M5+ 6+ 7+X 1【1)(X 11+X 12+
13+X 14)(M 8+M 9+M 1(1)=
X + x 2七x 3+ x 4+ Xj+ x b+ x 1+
8 + 9+X1())(X 11+ 12+Xj3+
X 14)(X15+X 16+X 17+X 18+X l9+
2(】+ 21+X22)
故得到事故樹的3個最小徑集為：
P＼= x ，x2，X3，X4，X5，x6，x1，x8，X9，x、b＼
P2={ 12， 14}
P3={ 15， 16， 17， ， 19， 2(1， 21， 22}
2．2．2 求結構重要度系數
分析以上最小徑集P ～ P。，得最小徑集的階
數，p 10， p， 4， 8，且各基本時間均只出現
過1次，故結構重要度系數I (1)=I (2)=?? =
I (10)，I (11)= I。(12)= I (13)= I (14)，
， (15)=I (16)=? ?=I (22)。可求得：
I (1)=1／2 “ ≈()．()0195
I (11)=1／2 ≈(】．125
(15)=1／2 ≈()．007 81
由此得出結構重要度順序為：
，。(1 1)= I。(12)= ， (13)= ， (14)> ， (1 5)=
I (16) ? ? I (22)> I (1) ， (2)=? ? =
I (10)
3 評價結果分析
1)由事故樹最小割集的數量可知，導致事故發
生的途徑有320種，說明地鐵火災極易發生。
2)由事故樹最小徑集的數量可知，預防事故的
途徑只有3種。根據最小徑集定義，只要事故樹中
的這些基本事件不發生，頂上事件就不會發生，故有
如下3種方案可預防地鐵火災的發生：① 從P 人
手，即杜絕火源；② 從P 人手，即杜絕可燃物；③ 從
P。人手，即采取措施及時撲救火災。以上3種方案
正是從火災事故發生的3個必要條件—— 火源、可
燃物、滯后的撲救措施人手來防止火災事故的發生，
是合理的。
3)方案分析：原則上應選取包含最少基本事件
的最小徑集P。作為最優方案，即杜絕可燃物，這與
結構重要度的分析結果也是一致的。方案中基本事
件 可以通過使用先進的阻燃材料來杜絕，但要
杜絕 的發生并非易事，需要乘客、地鐵
管理人員、施工人員等的積極配合。P 包含的基本
事件雖多，但實質就是加強火源的管理，增強公眾的
火災風險意識。P 包含的基本事件也很多，但實質
就是提高負責人員及就乘人員的素質，改善火災監
控與報警設備的功能。除地鐵系統本身的材料、功
能等地鐵自身因素外，以上3種方案都與安全教育
與安全管理工作密不可分；3種方案是相互聯系的，
僅選取3種方案中的1種是不科學的。因此，用事
故樹對地鐵火災進行分析具有一定的局限性，但能
為制定對策措施提供參考。
4 減少地鐵火災的對策措施
根據以上分析，現提出如下對策措施以減少地
鐵火災的發生。
1)采用先進的設備或材料：車輛、線路、信號標
志等設備都直接影響到列車的安全運行。車輛所使
用的阻燃材料是否合格，安全裝置是否充足有效，車
輛是否符合運行要求，車輛技術狀況的好與壞，都會
直接影響到地鐵的運行安全。韓國大邱地鐵車廂內
為了防止觸電未安裝自動報警設備和自動淋水滅火
裝置，同時未采用先進的阻燃材料，易燃材料燃燒后
產生了大量毒氣和煙霧，導致了事故的擴大[=11]。
2)加強對公眾和工作人員的安全教育：社會有
關部門要多做安全防火宣傳，讓公眾知道如何盡自
己的一份責任減少火災的發生以及火災發生時如何
冷靜理智地對待；新聞媒體在火災時應客觀如實地
對災情進行報導，災后多做正面報導，和地鐵運營部
門一起努力重建公眾對地鐵安全的信任感；加強對
工作人員的教育，加強工作人員的責任感。統計表
明，幾乎每一起重大事故都與地鐵工作人員的失職
有關，故應加強地鐵駕駛人員、維修人員、施工人員
的安全教育與培訓，杜絕違章操作與誤操作。
3)加強地鐵系統內的安全管理：地鐵運營部門
是地鐵火災防治的主要執行部門，加強其內部的安全
管理，可以起到更加直接的火災預防作用。具體措施
包括：建立進站安全檢查制度，派設安全巡視人員，對
站臺和列車內的情況進行監控，營造舒適的工作和就
乘環境，加強對可燃物的管理，對系統設備定期檢修
和改進，對職工和乘客進行安全教育培訓等[1 。
4)建立自動監視及自動報警系統：為保證地鐵
的安全運行，每個地鐵系統都應具備監測及自動報
(下轉第102頁)
· 97 ·
《黼 潼 交翹 羈0ll0 0ll 0 00llll0 00 0 0lllll'_ 0 疊 曩
未涉及其它方面，在應用時更應該全面考慮各種因 [6]王彥富，蔣軍成．地鐵火災人員疏散的研究[J]．中國安全科學
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：2009—09—15)
(上接第97頁)
警系統，將火災消除在萌芽狀態。傳統的火災探測
器消而不防、造價高昂，需要經常對探測器進行清潔
維護、保養，而且其漏報、誤報率極高，嚴重影響了火
災自動報警系統的效率[4]。現在人們已研制出了一
些新型的消防探測和滅火系統，如線型光纖感溫火
災探測報警系統，明顯提高了火災自動報警系統的
效率。
5 結語
地鐵作為大容量的公共交通工具，其安全性直
接關系到廣大乘客的生命安全。本文運用事故樹原
理對地鐵火災的危險因素作了定性分析，得出如下
結論：地鐵火災發生的途徑很多，預防火災需要從火
源、可燃物、撲救措施等3方面人手；除采用先進的
設備、材料和提高火災監控和報警系統的效率等硬
件措施外，更應該加強地鐵系統的安全管理和對公
眾的安全教育，從而有效防止地鐵火災事故的發生。
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(收稿日期：2009—10—14)
北京至武漢高速鐵路年內通車全程4小時
2011年1月15日，鐵道部舉行201 1年全國鐵路春運新聞發布會透露，今后幾年，每年投產的鐵路新線都在8 000 km左
右，并公布了今年幾條重要高速鐵路的建成通車時間：6月北京至上海高速鐵路建成通車；隨后，哈爾濱一大連高速鐵路通車，
天津一秦皇島高速鐵路投入運營，并連接已運營的北京一天津、秦皇島一沈陽的城際高速鐵路，由此，東北的高速鐵路初步成
網；年底，北京一石家莊一武漢的高速鐵路建成通車，武漢至北京全程時間僅需4 h，和已經運營的武廣高速鐵路相連，整個大
京廣的高速鐵路全線運營通車，同時，武廣高速鐵路延伸到深圳；南京一杭州、杭州一寧波的高速鐵路也會建成通車，和已經
運營的沿海高速鐵路形成網絡。
(摘自2011年()1月16日《武漢晚報》，記者左洋報道)

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