地铁火灾的事故树分析

1、地铁火灾的事故树分析第 2 强 :l_._=_.lllllll.ll_0llll_l_ll|_l_i.lllll_ll0.lI赚 ; 报蹬地铁火灾的事故槲分析 卢亿(华南理工大学机械与汽车工程学院 ,510640,广州 /硕士研究生 ) 摘要运用事故树对地铁火灾进行定性分析 .总结了地 铁火灾事故发生及预防途径 ,提出了从火源 ,可燃物 ,扑救措 施等三方面入手控制地铁火灾的对策措施 ,以供地铁管理部 门参考.关键词地铁 ;火灾 ;事故树分析 ;预防措施中图分类号 U231.96FaultTreeAnalysisofFireDisasterinSubwayLuYiAbstractThispap

2、ermakesaqualitativeanalysisofthefire disasterinsubwaybyusingthefaulttreedesignform,sum marizesthemainreasonsofaccidentandtheprevetion methods,andeventuallyproposedsomefeasiblemeasures whichcouldofferscientificevidencestothesubwayadmin istrationdepartment.Keywordssubway;firedisaster;faulttreeanalysis

3、;pre ventivemeasuresAuthorSaddressSchoolofMechanical&AutomotiveEn gineering,SouthChinaUniversityofTechnology,51()64(), Guangzhou,China随着城市地铁的迅速发展 ,地铁灾害问题愈来愈引起人们的重视文献E13通过对19()32()04年国内外发生的 63 起地铁典型事故发生频率统计分析 , 发现地铁火灾发生频率为 32%1, 是地铁灾害中发生 频率最高 ,造成损失最大的事故 .据不完全统计 ,我 国地铁自 1969 年相继投入运行到 20()8年,因变电所 ,

4、地铁车辆内的电气设备和线路出现故障 ,以及违章 电焊和电器设备误操作等 ,共发生火灾 156 起,其中 重大火灾事故 3 起,特大火灾事故 1 起_2.国外地铁 也发生过多次火灾 ;据不完全统计 ,19032004 年问 共发生 45起地铁火灾 ,典型的如 1987年11月18日 的英国伦敦地铁火灾 ,1995年 1()月28日傍晚的阿塞 拜疆地铁火灾 ,20()3年 2月 18日上午的韩国大邱地 铁火灾 l3. 这些事故严重威胁人民的生命 ,造成巨大 的财产损失 ,不利于社会的和谐与稳定 .因此 ,对地 铁火灾的研究显得十分必要 .l 国内外对地铁火灾的研究现状 国内外对地铁火灾的研究主要集

5、中在火灾发生 的影响因素上 ,如 :材料的燃烧性能研究 ,寻找性 能优异的阻燃材料；地铁火灾中的烟气研究，主要 采用经验模拟，区域模拟，网络模拟以及CFD(计算 流体动力学)模型等对火灾烟气进行研究：紧急情 况下地铁中的人员疏散 ,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：地铁火灾中的 监控预防技术 4 等.而对地铁火灾危险因素进行综 合分析的还比较少 ,目前已采用的分析方法有层次 分析法 ,模糊综合评价法 ,但未见运用事故树法对地 铁火灾进行分析的报道 .事故树分析法的逻辑性强 ,灵活性高 ,适用范围 广,既能找到引起事故的直接原因 ,又能揭示事故发 生的潜在原因 ,既可定性分析

6、 ,又可定量分析 .事故 树分析可用来分析事故 ,特别是重大恶性事故的因 果关系 ,并能总结出事故发生及预防的主要途径 ,是 安全系统工程的主要分析方法之一 L7. 地铁火灾的危险因素多 ,且各因素之问既相互 联系 ,又彼此独立 ,不利因素之间的多种组合都有可 能导致地铁火灾的发生 .这种情况采用事故树分析 法是比较适宜的 .因此 ,本文运用事故树法对地铁 火灾危险的有害因素进行定性分析 .2 事故树定性分析2.1 建立事故树 通过阅读大量资料 ,了解了火灾发生的基本原 因,遵循事故成因分层逐渐展开 的原则 ,建立地铁 火灾的事故树 （见图 1）.其基本事件如表 1 所示 . 地铁内部空间空气

7、相对不足 ,但对发生火灾而 言是足够的 .空气不足主要影响火灾发生后乘客的 安全疏散 ,故不考虑其对顶上事件的影响 ,不作展开 分析.图 1 所示的事故树中 ,用丁表示顶上事件 , ?9?用 M1,M2,M3,M4,M5,6,M7,M8,M9,M1o 分 别表示着火 ,扑救不及时 ,火源,可燃物,撞击火花 , 电火源,明火,未及时发现 ,发现但未引起注意 ,灭火 设施不起作用 .图 1 地铁火灾事故树图 m 胡表 1 基本事件代号基本事件代号基本事件施工中机械碰撞 X+2 乘客携带的行李 ,易燃物品2 列车脱轨 , 碰撞 3 施工隧道内的可燃物 ,如煤气泄漏 电气设备和线路故障 x 地铁站内的

8、可燃物 电器设备误操作 Xt5 火灾监控和报警设备存在死角 x5 违章电焊或切割火灾监控和报警设备失灵或不起作用 列车运行时产生电弧 t 未及时向有关人员通报 乘客吸烟的火星 ,随便乱丢烟头 1s 负责人员不重视 8隧道内工作人员吸烟用火不慎 1 灭火设施不足 故意纵火 X2o 灭火设施失效或损坏 x1I】摩擦起火X2t不会使用 列车车体材料及装饰材料 X22 惊慌失措 2.2 地铁火灾事故树定性分析 2.2.1 求最小割集与最小径集 由图1 可见,事故树包含了 1 1个逻辑门;其中 ?96?逻辑或门 9个,与门 3个.容易求得事故树的最小 割集有 320个(不一一列出 ),最小径集只有 3

9、个,故 宜从事故树最小径集人手进行分析 .第_2 期 000000000_.000.1111|11_|1111_11_1_ 000011_獬: 事故树的结构函数式为 :T=M1?M2= 3?M4?M2= (M5+6+7+X1 【1)(X11+X12+ 13+X14)(M8+M9+M1(1)= X+x2 七 x3+x4+Xj+xb+x1+ 8+9+X1()(X11+12+Xj3+ X14)(X15+X16+X17+X18+Xl9+2(】 +21+X22)故得到事故树的 3 个最小径集为 : P=x,x2,X3,X4,X5,x6,x1,x8,X9,x,b P2=12,14P3=15,16,17,1

10、9,2(1,21,222.2.2求结构重要度系数分析以上最小径集PP.得最小径集的阶数,p10,p,4,8且各基本时间均只出现过1次，故结构重要度系数1(1)=1(2)=I(10),I(11)=I.(12)=I(13)=I(14), ,(15)=1(16)=1(22).可求得： 1(1)=1/2().()0195 1(11)=1/2 (】.125 (15)=1/2 ().00781 由此得出结构重要度顺序为 ： ,.(11)=I.(12)=,(13)=,(14)>,(15)= 1(16)1(22 )>l(1),(2)= I(10)3评价结果分析1) 由事故树最小割集的数量可知 ,导

11、致事故发 生的途径有 320种,说明地铁火灾极易发生 .2) 由事故树最小径集的数量可知 ,预防事故的 途径只有 3 种.根据最小径集定义 ,只要事故树中 的这些基本事件不发生 ,顶上事件就不会发生 ,故有 如下3种方案可预防地铁火灾的发生：从P人 手，即杜绝火源;从P人手,即杜绝可燃物；从P人手，即采取措施及时扑救火灾.以上3种方案 正是从火灾事故发生的 3 个必要条件火源 ,可 燃物 ,滞后的扑救措施人手来防止火灾事故的发生 , 是合理的 .3) 方案分析 ：原则上应选取包含最少基本事件的最小径集P作为最优方案，即杜绝可燃物，这与 结构重要度的分析结果也是一致的 .方案中基本事 件可以通过

12、使用先进的阻燃材料来杜绝,但要杜绝的发生并非易事 ,需要乘客 ,地铁 管理人员 ,施工人员等的积极配合 .P 包含的基本 事件虽多 ,但实质就是加强火源的管理 ,增强公众的 火灾风险意识 .P 包含的基本事件也很多 ,但实质 就是提高负责人员及就乘人员的素质 ,改善火灾监 控与报警设备的功能 .除地铁系统本身的材料 ,功 能等地铁自身因素外 ,以上 3 种方案都与安全教育 与安全管理工作密不可分 ;3 种方案是相互联系的 , 仅选取 3 种方案中的 1 种是不科学的 .因此 ,用事 故树对地铁火灾进行分析具有一定的局限性 ,但能 为制定对策措施提供参考 .4 减少地铁火灾的对策措施 根据以上分

13、析 ,现提出如下对策措施以减少地 铁火灾的发生 .1）采用先进的设备或材料 :车辆 ,线路,信号标 志等设备都直接影响到列车的安全运行 .车辆所使 用的阻燃材料是否合格 ,安全装置是否充足有效 ,车 辆是否符合运行要求 ,车辆技术状况的好与坏 ,都会 直接影响到地铁的运行安全 .韩国大邱地铁车厢内 为了防止触电未安装自动报警设备和自动淋水灭火 装置 ,同时未采用先进的阻燃材料 ,易燃材料燃烧后 产生了大量毒气和烟雾 ,导致了事故的扩大 _=11.2）加强对公众和工作人员的安全教育 :社会有 关部门要多做安全防火宣传 ,让公众知道如何尽自 己的一份责任减少火灾的发生以及火灾发生时如何 冷静理智地

14、对待 ;新闻媒体在火灾时应客观如实地 对灾情进行报导 ,灾后多做正面报导 ,和地铁运营部 门一起努力重建公众对地铁安全的信任感 ;加强对 工作人员的教育 ,加强工作人员的责任感 .统计表 明,几乎每一起重大事故都与地铁工作人员的失职 有关 ,故应加强地铁驾驶人员 , 维修人员 ,施工人员 的安全教育与培训 ,杜绝违章操作与误操作 .3) 加强地铁系统内的安全管理 :地铁运营部门 是地铁火灾防治的主要执行部门 ,加强其内部的安全 管理 ,可以起到更加直接的火灾预防作用 .具体措施 包括 :建立进站安全检查制度 ,派设安全巡视人员 ,对 站台和列车内的情况进行监控 ,营造舒适的工作和就 乘环境 ,

15、加强对可燃物的管理 ,对系统设备定期检修 和改进 ,对职工和乘客进行安全教育培训等 1.4) 建立自动监视及自动报警系统 : 为保证地铁 的安全运行 ,每个地铁系统都应具备监测及自动报 (下转第 102 页) ?97?黼潼交翘羁 0ll00ll000lllll00000llllll_0 叠曩 未涉及其它方面 ,在应用时更应该全面考虑各种因 6王彦富,蒋军成 .地铁火灾人 员疏散的研究 J. 中国安全科学素的影响 ,如换乘设施的设置 ,客流的诱导等 .,():7 刘真余，芮小平.地铁紧急疏散模型的研究J.铁路计算机应 参考文献用 ,2008,18(1):25.8 KardiTeknomo.Mic

16、roscopicpedestrianflowcharacteristics:1 谢 灼 利 , 张 建 文 , 魏 利 军 , 等 - 地 铁 车 站 站 台 火 灾 中 人 员 的 安 developmentofanimageDroces;ingdatacolktionand全疏散_J?中国安全科学，20)4,14:21.!fimtdatk)nModelD. Toh,0ku:TohokuUniversity,2002.2 李瑜芳,徐瑞华.火灾下城市轨道交通车站乘客疏散特点分 9B1uevJ ,Adh:rJL_Fundamentalp(:destrianflowsflrom析J?城市轨道交通研

17、究，2010,13(2):42?celluLarattomatatI ficro- simulationrJ.Transportation3 张 建 勋 , 韩 宝 明 , 李 得 伟 .VISSIM 在 地 铁 枢 纽 客 流 微 观 仿 真 ResearchRecord,1998(1644):29.中 的 应 用 LJ. 计 算 机 仿 真,2007,24(6):55._10victorJ.BIueJLA.Cellularautomatamticro-si nu tl,atio n(ff4 喻 言 , 刘 栋 栋 , 孔 维 伟 . 地 铁 出 口 和 内 部 条 件 对 人 员 疏 散

18、的 影 bidhrectiona1p(:destriaiDfl,3wJ.Transt.)o,rtafionResearch响分析及应用 J .北京建筑工程学院 ,2008,24(4):30.Record,2000(1678):135.VSSIM5?O0 用户说明书耶?(2008 05 24)?http:(收稿日期：2009 0915) (上接第 97 页)警系统 ,将火灾消除在萌芽状态 .传统的火灾探测 器消而不防 ,造价高昂 ,需要经常对探测器进行清洁 维护,保养,而且其漏报,误报率极高 ,严重影响了火 灾自动报警系统的效率 4 .现在人们已研制出了一 些新型的消防探测和灭火系统 ,如线型光

19、纤感温火 灾探测报警系统 ,明显提高了火灾自动报警系统的 效率.5 结语 地铁作为大容量的公共交通工具 ,其安全性直 接关系到广大乘客的生命安全 .本文运用事故树原 理对地铁火灾的危险因素作了定性分析 ,得出如下 结论 :地铁火灾发生的途径很多 ,预防火灾需要从火 源,可燃物,扑救措施等 3 方面人手 ;除采用先进的 设备,材料和提高火灾监控和报警系统的效率等硬 件措施外 ,更应该加强地铁系统的安全管理和对公 众的安全教育 ,从而有效防止地铁火灾事故的发生 . 参考文献r1代宝乾，汪彤，丁辉，等.地铁运营系统危险有害因素辨识分4 56789ic11112析J中国安全科学，2005,15(10):80.邓艳丽，谭志光.地铁火灾研究现状综述J.安防科技,2008(1):6.杜宝玲.国外地铁火灾事故案例统计分析IJ.消防科学与技 术,2007,26(2):214.杨立中，邹兰.地铁火灾研究综述J.工程建设与设计,2005(11):8.马一太,曾宪阳,刘万福.地铁火灾危险性的模糊综合评判_J.铁道,2006,28(3) :1136.宋维华,殷位洋浅谈层次分析法在预防地铁火灾事故中的 运用J.现代城市轨道交通,20