基于事故樹分析法的火災致災因素分析

1基于事故樹的火災致災因素分析技術隨著我國經濟發(fā)展的加快，城市規(guī)模不斷擴大。到處都是大型建筑和高層建筑，如大型酒店、餐館、酒吧、購物中心等。這些建筑物結構越來越復雜,功能亦日趨繁多,為了滿足不同的要求而進行的結構設計和室內裝潢,更加重了建筑物火災的危險性。一旦發(fā)生火災,可能會迅速蔓延,造成重大的人員傷亡和經濟損失,重、特大火災事故發(fā)生的概率也隨之增加。因此,認真研究火災發(fā)生原因,最大限度地減小傷亡事故,是每位消防工作者和安全工作者面臨的課題。然而,人們在對傷亡事故的研究中,往往只注重某些單一的環(huán)節(jié),對事故的分析僅僅限于查清事故原因,從而采取相應措施,預防事故再次發(fā)生,這種傳統(tǒng)的事后找原因的方法,只能發(fā)現(xiàn)表層顯性的原因,不能顯現(xiàn)事故的全部過程,也很難有效預防事故悲劇的重演。因此,要以系統(tǒng)、綜合的觀點,運用系統(tǒng)安全工程的方法對各類事故進行系統(tǒng)的分析,著眼于事故的整個過程,才能找出事故的本質原因。調查認定火災原因,核定火災損失,查明火災事故責任,對于事故發(fā)生后,應該根據火災原因、火災損失,進行綜合分析和總結,這是火調工作的主要任務之一。本文利用事故樹分析技術,對火災致災因素進行分析,通過對近十年來51起重、特大火災案例進行歸納、統(tǒng)計,對起火原因、造成重大財產損失原因進行分類統(tǒng)計,并分別做成事故樹,通過布爾代數法化簡事故樹求出最小割集和最小徑集。通過結構重要度找出重要事件,并利用最小割集和最小徑集算出頂上事件的發(fā)生概率。通過事故樹分析,找出火災致災的各個基本事件,并針對能夠導致火災發(fā)生的重要事件制定出行之有效的預防和應急措施,避免火災的發(fā)生或把火災致災程度降到最小。2事故樹分析的應用2.1在過去10年中，重點和大火災發(fā)生的原因的事故樹的建立和分析2.1.1火災原因分析對起火原因的調查是火調人員的一項重要任務,每個火災現(xiàn)場都不盡相同,但某些起火原因卻有相似之處,屬于同一類型。通過對近十年來重特大火災的統(tǒng)計分類及分析制成了起火原因事故樹,以起火原因為頂上事件。由于裝飾或裝修材料起火和起火建筑有可能存在大量可燃物,均是屬于可燃易燃物起火,電氣類火災在現(xiàn)代火災中占有很大的比重,而人為放火由于其目的性較明顯,造成重、特大火災的可能性較大,所以將起火原因分為電器設備起火、可燃易燃物起火、電線或器具電源線起火和人為縱火,并以其為主要研究對象,在對近十年51起重、特大起火原因進行歸納總結后,通過反復分析頂上事件、各中間事件及各基本事件之間的邏輯關系,繪制出起火原因事故樹。燃燒形成的必要條件包括可燃物、助燃物、點火源。消除其中任何一項都能避免燃燒的形成,就預防了火災的發(fā)生。這里研究的起火原因指點火源,在燃燒形成的必要條件中,助燃物無法控制,而可燃物雖然可得到控制,如裝修采用防火材料等,但可燃物仍然會占據很大比重,控制的難度很大。所以,通過對起火原因的事故樹分析,找出常見的點火源,對它加以控制,將大大減少火災的發(fā)生。對近十年51起重、特大火災案例起火原因進行統(tǒng)計,結果見表1。通過上表建立起火原因事故樹見圖1,圖中符號含義如表2所示。2.1.2在過去10年中，重點和大火災發(fā)生的原因的分析中2.1.2.復配裝置石根據布爾代數法對事故樹進行計算,得到該事故樹的最小割集有19個,見表3。把事故樹對偶置換為成功樹,求得最小徑集分別為: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出現(xiàn)在單一事件的最小割集中,所以重要系數大,x4,x5出現(xiàn)6次,x6,x7,x8,x9,x13,x14出現(xiàn)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.頂事件發(fā)生概率基本事件的概率分別為: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。頂上事件發(fā)生概率可由公式(1)計算。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表示頂上事件發(fā)生概率函數;qi表示第i個基本事件的發(fā)生概率。計算可得Q(T)=0.287。2.2在過去十年中，重點和大型火災造成的財產損失損失的樹齡和分析2.2.1火災直接財產損失對火災損失的核定,也是火調人員的一項重要工作。在最新的火災分類中對火災造成財產損失的影響做了調整,若排除人員死亡人數,火災中的直接財產損失達到5000萬以上才被認為是重、特大火災,而不是以前的30萬以上,這就說明近年來的火災直接財產損失相當巨大,同樣不能忽視。近十年51起重、特大火災案例造成財產損失原因統(tǒng)計見表4。通過上表建立火災造成財產損失原因的事故樹見圖2,圖中符號含義如表5所示。2.2.2在過去10年的大發(fā)作中，對造成的財產損失損失的分析2.2.2.徑集x,4先對頂上事件進行化簡,然后得到最小割集共24個,見表6。把事故樹對偶置換為成功樹,求得最小徑集為:P1={x1,x2,x3,x4,x5,x6},P2={x7,x8,x9,x10}。事件x7,x8,x9,x10出現(xiàn)6次,x1,x2,x3,x4,x5,x6出現(xiàn)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事故樹中各個基本事件的概率分別為: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。根據上述計算公式,可得頂上事件發(fā)生概率為Q(T)=0.162。3結合不同事故樹的討論3.1頂事件控制+x,4該事故樹基本事件只有15個,但最小割集有19組,最小徑集只有2組,說明頂上事件發(fā)生途徑較多,控制途徑較少,所以這個系統(tǒng)仍是較危險的系統(tǒng)。從結構重要度而言,x1,x2,x3,x10,x11,x12,x15的結構重要度最大,對頂上事件發(fā)生影響最重要;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,則頂上事件發(fā)生的概率將大大降低。從最小徑集的定義可知,若控制P1、P2中任一個,不讓其發(fā)生,則頂上事件不發(fā)生。由于在這2種預防途徑中都包含有結構重要度最大的全部基本事件,且其他基本事件多為人為努力可以控制的,所以可以選擇含有較少基本事件的最小徑集為最有利采取預防措施的方案,即P1方案。但從預防的可能性、可靠性和結構重要度綜合考慮,起火原因的預防宜同時兼顧其他的各個方案,即宜取P1、P2作為制訂預防措施的依據,對各個人為努力可以控制的基本事件做好預防。3.2結構重要度原因子x,x,4該事故樹基本事件有10個,但最小割集有24組,最小徑集有2組,頂上事件發(fā)生途徑仍然較多,但控制途徑仍然較少,所以這個系統(tǒng)也是較危險的系統(tǒng)。從結構重要度而言,x7,x8,x9,x10重要度大于x1,x2,x3,x4,x5,x6?？刂坪脁7,x8,x9,x10這四個基本事件,則頂上事件發(fā)生的概率就會大大降低。從最小徑集的定義可知,若控制P1、P2中任一個,不讓其發(fā)生,則頂上事件不發(fā)生。雖然P2要比P1包含的事件少,但兩者只相差兩項,所以,兩者都不能被忽略,也就是說,此事故樹兩個最小徑集都要作為制訂預防措施的依據。3.3基本事件與規(guī)定本文建立的兩個事故樹,經計算頂上事故發(fā)生概率分別為0.287和0.162,通過概率與發(fā)生事故可能性的關系表(表7),可看出兩個頂上事件都是非常容易發(fā)生的,如果不注意對基本事件的控制,尤其是對各個最小徑集中的事件不加以預防、重視的話,頂上事件極易發(fā)生。在兩個事故樹中,每一個都屬于火災致災的因素,如果能夠預防起火,那么火災將不會發(fā)生,對于火災中造成人員傷亡和火災造成財產損失這兩個事件,起火也是前提條件。4火災預防建議通過對起火原因、火災中造成財產損失兩個事故樹的分析和討論,以及對火災致災因素的分析,得出以下控制火災的對策。(1)電氣線路及電氣設備的敷設及安裝應符合安全規(guī)定,正確使用電氣避免超負荷運轉;(2)注意電線連接、絕緣線老化等問題,防止發(fā)生短路、接觸不良等問題;(3)裝修時要采用防火材料,并注意電焊熔珠濺落;(4)避免工作失誤產生火源;(5)吸完煙后掐滅煙頭,以免遺留火源;(6)消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙設施、火災自動報警、自動滅火裝置、火災事故照明、疏散指示標志和電動的防火門窗、卷簾、閥門等