基于事故树分析法的火灾致灾因素分析

基于事故树分析法的火灾致灾因素分析

1基于事故树的火灾致灾因素分析技术随着我国经济发展的加快，城市规模不断扩大。到处都是大型建筑和高层建筑，如大型酒店、餐馆、酒吧、购物中心等。这些建筑物结构越来越复杂,功能亦日趋繁多,为了满足不同的要求而进行的结构设计和室内装潢,更加重了建筑物火灾的危险性。一旦发生火灾,可能会迅速蔓延,造成重大的人员伤亡和经济损失,重、特大火灾事故发生的概率也随之增加。因此,认真研究火灾发生原因,最大限度地减小伤亡事故,是每位消防工作者和安全工作者面临的课题。然而,人们在对伤亡事故的研究中,往往只注重某些单一的环节,对事故的分析仅仅限于查清事故原因,从而采取相应措施,预防事故再次发生,这种传统的事后找原因的方法,只能发现表层显性的原因,不能显现事故的全部过程,也很难有效预防事故悲剧的重演。因此,要以系统、综合的观点,运用系统安全工程的方法对各类事故进行系统的分析,着眼于事故的整个过程,才能找出事故的本质原因。调查认定火灾原因,核定火灾损失,查明火灾事故责任,对于事故发生后,应该根据火灾原因、火灾损失,进行综合分析和总结,这是火调工作的主要任务之一。本文利用事故树分析技术,对火灾致灾因素进行分析,通过对近十年来51起重、特大火灾案例进行归纳、统计,对起火原因、造成重大财产损失原因进行分类统计,并分别做成事故树,通过布尔代数法化简事故树求出最小割集和最小径集。通过结构重要度找出重要事件,并利用最小割集和最小径集算出顶上事件的发生概率。通过事故树分析,找出火灾致灾的各个基本事件,并针对能够导致火灾发生的重要事件制定出行之有效的预防和应急措施,避免火灾的发生或把火灾致灾程度降到最小。2事故树分析的应用2.1在过去10年中，重点和大火灾发生的原因的事故树的建立和分析2.1.1火灾原因分析对起火原因的调查是火调人员的一项重要任务,每个火灾现场都不尽相同,但某些起火原因却有相似之处,属于同一类型。通过对近十年来重特大火灾的统计分类及分析制成了起火原因事故树,以起火原因为顶上事件。由于装饰或装修材料起火和起火建筑有可能存在大量可燃物,均是属于可燃易燃物起火,电气类火灾在现代火灾中占有很大的比重,而人为放火由于其目的性较明显,造成重、特大火灾的可能性较大,所以将起火原因分为电器设备起火、可燃易燃物起火、电线或器具电源线起火和人为纵火,并以其为主要研究对象,在对近十年51起重、特大起火原因进行归纳总结后,通过反复分析顶上事件、各中间事件及各基本事件之间的逻辑关系,绘制出起火原因事故树。燃烧形成的必要条件包括可燃物、助燃物、点火源。消除其中任何一项都能避免燃烧的形成,就预防了火灾的发生。这里研究的起火原因指点火源,在燃烧形成的必要条件中,助燃物无法控制,而可燃物虽然可得到控制,如装修采用防火材料等,但可燃物仍然会占据很大比重,控制的难度很大。所以,通过对起火原因的事故树分析,找出常见的点火源,对它加以控制,将大大减少火灾的发生。对近十年51起重、特大火灾案例起火原因进行统计,结果见表1。通过上表建立起火原因事故树见图1,图中符号含义如表2所示。2.1.2在过去10年中，重点和大火灾发生的原因的分析中2.1.2.复配装置石根据布尔代数法对事故树进行计算,得到该事故树的最小割集有19个,见表3。把事故树对偶置换为成功树,求得最小径集分别为:P1={x1,x2,x3,x4,x5,x10,x11,x12,x15};P2={x1,x2,x3,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12,x13,x14,x15}。事件x1,x2,x3,x10,x11,x12,x15出现在单一事件的最小割集中,所以重要系数大,x4,x5出现6次,x6,x7,x8,x9,x13,x14出现2次,所以:I(1)=I(2)=I(3)=I(10)=I(11)=I(12)=I(15)>I(4)=I(5)>I(6)=I(7)=I(8)=I(9)=I(13)=I(14)。2.1.2.顶事件发生概率基本事件的概率分别为:q1=0.028,q2=0.014,q3=0.028,q4=0.225,q5=0.099,q6=0.028,q7=0.056,q8=0.028,q9=0.070,q10=0.056,q11=0.028,q12=0.014,q13=0.056,q14=0.042,q15=0.085。顶上事件发生概率可由公式(1)计算。Q=1−∑j=1p∏i=1(1−qi)+∑1≤j≤p∏(1−qi)+⋯+(−1)p∏(1−qi)(1)Q=1-∑j=1p∏i=1(1-qi)+∑1≤j≤p∏(1-qi)+⋯+(-1)p∏(1-qi)(1)式中,Q表示顶上事件发生概率函数;qi表示第i个基本事件的发生概率。计算可得Q(T)=0.287。2.2在过去十年中，重点和大型火灾造成的财产损失损失的树龄和分析2.2.1火灾直接财产损失对火灾损失的核定,也是火调人员的一项重要工作。在最新的火灾分类中对火灾造成财产损失的影响做了调整,若排除人员死亡人数,火灾中的直接财产损失达到5000万以上才被认为是重、特大火灾,而不是以前的30万以上,这就说明近年来的火灾直接财产损失相当巨大,同样不能忽视。近十年51起重、特大火灾案例造成财产损失原因统计见表4。通过上表建立火灾造成财产损失原因的事故树见图2,图中符号含义如表5所示。2.2.2在过去10年的大发作中，对造成的财产损失损失的分析2.2.2.径集x,4先对顶上事件进行化简,然后得到最小割集共24个,见表6。把事故树对偶置换为成功树,求得最小径集为:P1={x1,x2,x3,x4,x5,x6},P2={x7,x8,x9,x10}。事件x7,x8,x9,x10出现6次,x1,x2,x3,x4,x5,x6出现4次所以:I(7)=I(8)=I(9)=I(10)>I(1)=I(2)=I(3)=I(4)=I(5)=I(6)2.2.2.q9.2.2事故树中各个基本事件的概率分别为:q1=0.024,q2=0.193,q3=0.169,q4=0.133,q5=0.024,q6=0.084,q7=0.024,q8=0.121,q9=0.157,q10=0.072。根据上述计算公式,可得顶上事件发生概率为Q(T)=0.162。3结合不同事故树的讨论3.1顶事件控制+x,4该事故树基本事件只有15个,但最小割集有19组,最小径集只有2组,说明顶上事件发生途径较多,控制途径较少,所以这个系统仍是较危险的系统。从结构重要度而言,x1,x2,x3,x10,x11,x12,x15的结构重要度最大,对顶上事件发生影响最重要;其次是x4,x5;再次是x6,x7,x8,x9,x13,x14。所以,若x1,x2,x3,x10,x11,x12,x15等基本事件能得到控制,则顶上事件发生的概率将大大降低。从最小径集的定义可知,若控制P1、P2中任一个,不让其发生,则顶上事件不发生。由于在这2种预防途径中都包含有结构重要度最大的全部基本事件,且其他基本事件多为人为努力可以控制的,所以可以选择含有较少基本事件的最小径集为最有利采取预防措施的方案,即P1方案。但从预防的可能性、可靠性和结构重要度综合考虑,起火原因的预防宜同时兼顾其他的各个方案,即宜取P1、P2作为制订预防措施的依据,对各个人为努力可以控制的基本事件做好预防。3.2结构重要度原因子x,x,4该事故树基本事件有10个,但最小割集有24组,最小径集有2组,顶上事件发生途径仍然较多,但控制途径仍然较少,所以这个系统也是较危险的系统。从结构重要度而言,x7,x8,x9,x10重要度大于x1,x2,x3,x4,x5,x6。控制好x7,x8,x9,x10这四个基本事件,则顶上事件发生的概率就会大大降低。从最小径集的定义可知,若控制P1、P2中任一个,不让其发生,则顶上事件不发生。虽然P2要比P1包含的事件少,但两者只相差两项,所以,两者都不能被忽略,也就是说,此事故树两个最小径集都要作为制订预防措施的依据。3.3基本事件与规定本文建立的两个事故树,经计算顶上事故发生概率分别为0.287和0.162,通过概率与发生事故可能性的关系表(表7),可看出两个顶上事件都是非常容易发生的,如果不注意对基本事件的控制,尤其是对各个最小径集中的事件不加以预防、重视的话,顶上事件极易发生。在两个事故树中,每一个都属于火灾致灾的因素,如果能够预防起火,那么火灾将不会发生,对于火灾中造成人员伤亡和火灾造成财产损失这两个事件,起火也是前提条件。4火灾预防建议通过对起火原因、火灾中造成财产损失两个事故树的分析和讨论,以及对火灾致灾因素的分析,得出以下控制火灾的对策。(1)电气线路及电气设备的敷设及安装应符合安全规定,正确使用电气避免超负荷运转;(2)注意电线连接、绝缘线老化等问题,防止发生短路、接触不良等问题;(3)装修时要采用防火材料,并注意电焊熔珠溅落;(4)避免工作失误产生火源;(5)吸完烟后掐灭烟头,以免遗留火源;(6)消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门窗、卷帘、阀门等