事故树分析在航海事故中的应用

事故树分析在航海事故中的应用

事故树分析（ta）是安全工程中常用的一种分析方法。它主要用于分析事故的原因，评估事故风险，并在20世纪80年代初引入中国。事故树分析法实际上是一种演绎推理方法,该方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示,通过对事故树的定性与定量分析,找出事故发生的主要原因,为确定安全对策提供可靠依据,达到预测与预防事故发生的目的。运用事故树描述事故的因果关系直观、明了,思路清晰,逻辑性强。目前,事故树分析已成为定性和定量预测与预防事故的主要方法。我国的海洋渔业自改革开放以来获得了空前发展,无论产值、产量和渔船数量都已几倍或几十倍地增加。但随着海洋渔业的发展,渔船的海损事故亦随之增加。碰撞、触礁、风灾等事故频频发生,船毁人亡的恶性事故屡见不鲜,死亡人数居高不下,渔业生产安全形势非常严峻,已严重影响了海洋渔业的发展。据统计,67%以上的渔船海损事故是主要是由人为因素造成的。因此,分析研究渔船的海损事故是保障渔民生命和财产安全重要的基础工作。笔者将事故树分析方法应用于渔船海事分析,探索避免和减少渔船海损事故的有效途径。1事故顶事件事故树分析法利用作图法(逻辑框图)采取从原因到结果的逆过程进行分析,即先确定事故结果,再逐层进行剖析,最终得到引发事故的各种基本事件。整个分析过程,就如同倒挂的树形,故称事故树。事故树分析方法具有如下特点:1.事故树分析法是一种用图形演绎事故事件在一定条件下的逻辑推理方法,可以围绕某特定的事故(顶上事件)作层层深入的分析,找出基本条件与顶上事件的逻辑关系;2.事故树分析法具有很大的灵活性,可对导致系统事故的特殊原因如人为因素、环境影响进行分析;3.进行事故树分析的过程,同时也是一个对系统更深入认识的过程,在分析的过程中就可以发现和解决问题;4.事故树分析法可以定量计算复杂系统发生事故的概率,为改善和评价系统安全性提供了定量依据。事故树定性分析方法是求解事故树的最小割集和最小径集及确定各基本因素的重要度。最小割集是导致顶上事件发生的基本事件的组合。各基本事件的发生对顶上事件的发生有着不同的影响,通过求解其最小割集的方法,可以定性地获得各基本事件对顶上事件的影响程度(即重要度系数),应先尽量避免影响程度大的事件发生,从而为降低危险性提出了控制方向和预防措施。当事故树中某些基本事件的组合都不发生时,就不会发生顶上事件,这些最起码的基本事件的组合构成最小径集。最小径集是防止事故发生的途径,应尽量避免最小径集的这些组合事件同时发生。1.1事故树的标志和重要性事故树中的符号及意义见表1。1.2运行事故树分析事故树分析流程如图1所示。2中间事件的逻辑门提出编制事故树的常用方法为演绎法,根据事故的各种原始资料,首先确定顶上事件,找出直接导致顶上事件发生的各种可能因素或因素的组合即中间事件,在顶上事件与其紧连的中间事件之间,根据其逻辑关系相应地画上逻辑门。然后再对每个中间事件进行类似的分析,找出其直接原因,逐级向下演绎,直到不能分析或没有必要再分析的基本事件为止。渔船的海损事故有碰撞、触损、触礁、风灾、搁浅、火灾和其他等多种。笔者仅以人为因素所造成的触礁事故为例,通过分析并考虑专家的意见,渔船触礁事故的发生来源于瞭望疏忽、船位失误和操作失误,三者之间是“与”的逻辑关系。继续逐层构造影响渔船触礁事故的各因素的逻辑关系,编制出渔船触礁事故的事故树(见图2)。3事故树的定性分析3.1在最小事故树切割的基础上，解决上部事件的主要原因3.1.1不同化培养形式根据渔船触礁事故树中的逻辑关系,事故树的布尔表达式如下:T=(B1+B2+B3)(X3+X4+B4)(B5+X6+B6)=(X1+X2+X7X8)(X3+X4+X9X10)(X5+X6+X11+X12)化布尔表达式为析取标准式并化简得到36组最小割集。当这些最小割集的任何一个发生基本事件时,顶上事件必然发生。3.1.2最小割集总数相关定义各基本事件在最小割集中出现的频率大小,反映了各基本事件对顶上事件发生的影响程度(即结构重要度),一般用基本事件割集重要度系数判定其影响大小,计算公式如下:Ιk(i)=1kk∑r=11mr(Xi∈Er)(i=1,2,⋯‚n)(1)Ik(i)=1k∑r=1k1mr(Xi∈Er)(i=1,2,⋯‚n)(1)式中k为最小割集总数,mr为基本事件Xi出现在最小割集Er的频数。计算各基本事件出现的频率,确定各基本事件对顶上事件发生的影响程度,它们的重要度依次为:Ik(1)=Ik(2)=Ik(3)=Ik(4)>Ik(7)=Ik(8)=Ik(9)=Ik(10)>Ik(5)=Ik(6)=Ik(11)=Ik(12)3.1.3民信道1方面通过以上基本事件组合及各基本事件的重要度分析,对于人为因素导致的渔船触礁事故,其主要原因有:(1)渔船驾驶员对于常走的航道(X1)过于自信、由于聊天(X2)而导海图资料不熟悉(X3)以及缺乏航行记录(X4)。(2)在瞭望过程中由于视线不好(X7)及凭经验(X8)而看错航标,船舶定位过程中助航、导航设备使用不当(X9)以及驾驶技能差(X10)而导致对航道心中无数。(3)操船过程中主要表现为粗心大意(X6)、盲目赶时间(X5)、操舵人员技能不过硬(X11)以及心理紧张(X12)。3.2运行树最重要的路径集的解决和事故控制要求3.2.1对偶的成功树根据对偶原理,成功树顶上事件发生,就是其对偶树(事故树)顶上事件不发生。因此,求事故树最小径集的方法是,首先将事故树变换成其对偶的成功树,然后求出成功树的最小割集,即是所求事故树的最小径集。将事故树变为成功树的方法是,将原事故树中的逻辑或门改为逻辑与门,将逻辑与门变为逻辑或门,并将全部事件变成事件补的形式,这样便可得到与原事故树对偶的成功树。成功树的布尔表达式如下:T′=B′1B′2B′3+X′3X′4B′4+B′5X′6B′6=(X′7+X′8)X′1X′2+X′3X′4(X′9+X′10)+X′5X′6X′11X′12=X′1X′2X′7+X′1X′2X′8+X′3X′4X′9+X′3X′4X′10+X′5X′6X′11X′12则,得到5组成功树的最小径集:Ρ1={X1X2X7}Ρ2={X1X2X8}Ρ3={X3X4X9}Ρ4={X3X4X10}Ρ5={X5X6X11X12}P1={X1X2X7}P2={X1X2X8}P3={X3X4X9}P4={X3X4X10}P5={X5X6X11X12}这些最小径集中所包含的基本事件都不发生,就可防止顶上事件发生。3.2.2驾驶的技能要求从以上5组最小径集可以分析得出渔船触礁事故控制的措施及要求,进而最大限度地避免渔船触礁事故的发生:(1)成功路径P1及P2中的基本事件X1X2X7及X1X2X8说明,当在经常走的航道航行时,渔船驾驶员绝对不可以过分自信,不可以聊天,以免思想分散,特别是在视线不好或者是在凭经验驾驶船舶的情况下,最容易看错航标。(2)从成功路径P3及P4中的基本事件X3X4X9及X3X4X10来看,作为渔船驾驶员首先必须具备良好的驾驶技能,正确使用助航、导航设备,其次必须熟悉海图资料,同时还必须养成做完整的航行记录的好习惯。(3)成功路径P5中的基本事件X5X6X11X12表明:操舵人员首先必须具备过硬的操舵技能,同时还要有良好的心理素质,遇到紧急情况能够临危不乱而不至于惊慌失措;值班驾驶员操纵船舶时,切不可粗心大意,更不可盲目赶时间而导致航速过快。4是主导型的事故树分析渔业安全生产直接关系到渔民的生命财产,关系到渔业经济的持续、快速、健康发展。近几年来,我国渔业安全生产的形势非常严峻,船毁人亡的重大渔业生产事故时有发生,渔民的生命财产遭受着很大威胁,这其中有自然灾害等不可抗拒的客观原因,有职能部门管理不当所造成的原因,还有船东、船员自身方面的原因等。我国渔业安全生产状况亟待改善,而分析、研究渔船的海损