安全系统工程_事故树分析_地铁火灾

地铁火灾的事故树分析1引言铁运行大部分处于由车站和隧道构成的相对封闭的空间内，人员和设备高度密集，在这种特殊的环境中，一旦发生消防安全事故，其危害性将是极其严重的:地下空间狭窄大大增加了灭火救援的困难;火灾产生的烟气在相对封闭的环境内弥漫，极易造成人员因烟气中毒而窒息死亡;乘客恐慌，相互拥挤践踏造成伤亡。因此系统地辨识地铁消防安全风险源，有针对性做好各种防范措施，对做好地铁消防安全工作，保障广大乘客的安全有重要意义。2地铁消防安全风险分析2.1地铁消防安全事故事件概况广州地铁从1997年6月一号线首通段开通试运营，至目前已有9条线路共144座车站对外运营。据本人收集的数据，14年来运营管辖区域共发生消防安全事故事件39件，大部分火警都由地铁员工及时发现并扑灭，未出现过需要调派“119”专业消防队进行救援的情况，未造成人员伤亡和重大影响。对造成地铁火警的原因进行分析，主要原因有电气设备烧毁、烟头、施工作业、绝缘损坏等。其中电气设备烧毁是引起火警最主要原因，比例占46%。按电气设备发生烧毁事故的月份划分，3月、6月、7月、8月是电气设备烧毁的多发月份，结合广州的气候分析，3月是广州天气最潮湿的月份，6月、7月、8月是广州最炎热的月份，也是用电负荷最大的月份，可见电气设备容易因潮湿和过热而导致烧毁情况，烧毁产生的烟雾导致火灾报警系统报火警。烟头引起火警占地铁火警事件的20%，按发生月份划分，主要发生在1月、10月、11月、12月，结合广州的气候分析，这几个月是广州天气最干燥的月份，在干燥的秋冬季节未熄灭的烟头容易引起火警。2.2运用事故树分析法查找地铁消防安全风险2.2.1事故树分析方法事故树分析方法(FaultTreeAnalysis，简称FTA)，是安全系统工程的重要分析方法之一，它是从要分析的特定事故或故障开始(顶上事件)，层层分析其发生的条件，最终找出事故的基本原因，即事故树的底事件为止，这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的或者是有过统计或实验的结果。事故树分析方法能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析事故的直接原因，而且能深入地揭示出引发事故的潜在原因。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，既可定性分析，又可定量分析。目前事故树分析方法已广泛应用到安全生产和劳动保护等领域，并取得了较好的效果。2.2.2地铁火灾事故树的建立1)确定顶上事件—地铁发生火灾事故(一层)。2)确定地铁火灾事故的直接原因和逻辑关系。直接原因:“可燃物燃烧”和“燃烧失控”，这两个事件要同时发生，火灾事故才会发生。因此用“与”门连接(二层)。3)确定“可燃物燃烧”的直接原因和逻辑关系。直接原因:“着火源”和“可燃物”，这两个事件要同时发生，可燃物才会燃烧。因此用“与”门连接(三层)。4)确定“燃烧失控”的直接原因和逻辑关系。直接原因:“消防设备失效”、“现场人员处置不当”或“安全管理缺陷”，这些事件只要其中一个事件发生，“燃烧失控”事件就会发生，因此用“或”门连接(三层)。5)确定“着火源”的直接原因和逻辑关系。直接原因:“流动明火”或“电气故障”，这些事件只要其中一个事件发生，就会产生明火，因此用“或”门连接(四层)。6)确定“可燃物”的直接原因和逻辑关系。直接原因:“易燃易爆品”、“可燃装修材料”或“其它可燃品”，这些事件中只要其中一个事件发生，可燃物就存在，因此用“或”门连接(四层)。7)确定“流动明火”的直接原因和逻辑关系。直接原因:“吸烟”、“动火作业”或“纵火”，这些事件中只要其中一个事件发生，流动明火就会产生，因此用“或”门连接(五层)。8)确定“电气故障”的直接原因和逻辑关系。直接原因:“短路”、“过载”或“漏电”，这些事件中只要其中一个事件发生，流动明火就会产生，因此用“或”门连接(五层)。2.2.3地铁火灾事故树的定性分析事故树分析的任务是求出事故树的全部最小径集或最小割集。如果事故树中与门很多，最小割集就少，说明该系统为安全;如果或门多，最小割集就多，说明该系统较为危险。最小径集就是顶事件不发生所必需的最低限度的径集。一个最小径集中的基本事件都不发生，就可使顶事件不发生。事故树中有几个最小径集，就有几种可能的方案，并掌握系统的安全性如何，为控制事故提供依据。事故树中最小径集越多，系统就越安全。下面采用布尔代数化简，得到若干交集的并集，每个交集都是成功树的最小割集，也就是原事故树的最小径集。1)列出地铁火灾事故树的结构函数根据“加乘法”判别方法判别得该事故树的最小割集共54个(6x3x3一54)，也就是说至少有54个途径会令地铁发生火灾事故。2)地铁火灾事故的事故树转化为成功树结构函数，得从成功树结构函数得到地铁火灾事故的最小径集为3个，即从3个最小径集可以得出，只要采取最小径集中的任何一个方案，地铁火灾事故就可以避免。P，方案是控制着火源方案;P:方案是控制可燃物方案;P1是控制着火蔓延(失控)方案。从上面分析，我们得出结论控制地铁火灾事故发生要从着火源、可燃物、控制着火蔓延三个方向制定应对策略。3铁消防安全应对策略3.1控制着火源从地铁火警事故事件分析可知，地铁着火源主要来源于电气设备烧毁、烟头、施工作业、绝缘损坏等四个方面，共占着火源的89%。要控制着火源，可从以下几个方面进行控制:1)要控制电气设备烧毁产生火源，要重点防范整流变室、开关柜室、低压室、屏蔽门控制室、UPS电源室等设备房内电气设备烧毁产生火源。维修部门做好这些高电压、大电流设备保养工作，要勤巡查、勤保养、勤检测，保障电气设备本身的正常运作和相关的安全防护的完整有效。特别是在每年的潮湿、炎热电气设备故障多发季节，除了对电气设备本身的运行情况多检查外还要对电气设备房间的环境控制系统重点加强监控，防止由于外部环境因素引发电气设备烧毁事故。2)未熄灭的烟头是另一个主要着火源，乘客将未熄灭的烟头扔到出入口的草地上、垃圾桶内引起杂草、垃圾桶内垃圾起火，在干燥季节时有发生。因此车站出入口通道内应张贴明显的禁烟标志提醒乘客不要吸烟，同时通道内最好选用有装烟头部件的垃圾桶，车站工作人员要加强出入口巡查，发现违规吸烟的乘客要及时制止。3)动火作业是指电焊、气割、气焊等会有火焰或火花产生的操作，电焊、气割产生高温的熔渣极容易引燃附近的可燃物，稍有不慎就会引发火灾事故。防止动火作业引发火灾，重点在于加强整个动火作业流程的监控。要加强动火作业的安全监管，制定完善的动火作业管理制度:严格按照要求进行动火作业审批;动火前确认现场情况，进行安全交底，完善安全防范措施;动火中做好现场监控，防止不安全情况发生;动火后检查作业区域，确认无留火种。同时对违规动火、无证动火、无监护动火等现象，加强处罚。地铁车站部分设备设施(如轨道、屏蔽门)是要求与大地保持一定绝缘值的，如果这些绝缘损坏，也会打火产生火源，所以在这些设备和相邻设备设施的施工安装阶段，要做好监督管理工作，确保施工质量，保证设备的电气绝缘要求，消除隐患。3.2控制可燃物(1)在设计建造阶段严格按规范要求使用不燃材料，做到本质安全。《地铁设计规范》[31明确规定车站的站台、站厅、出入口楼梯、疏散通道、封闭楼梯间等乘客集散部位，以及各设备、管理用房，其墙、地及顶面的装修材料，应采用不燃材料。(2)要防止乘客携带易燃易爆物品进站乘车。由于地铁一般没有设置安检系统，仅靠车站工作人员的巡查，要完全杜绝乘客携带易燃易爆物品进入地铁是非常困难的，如果有人将易燃易爆物品伪装后带进地铁进行刻意破坏的话，这将会对地铁安全带来严重的危害。据本人不完全统计，1903年至20H年，全世界地铁共发生重大事故16起，共造成825人死亡，7709人受伤，引起重大伤亡事故主要原因是恐怖袭击，而且近20年来恐怖袭击发生频率呈上升趋势。因此在条件许可的情况下，地铁应考虑设置安检系统，这是有效防止易燃易爆物品危及地铁安全有效方法。(3)在车站日常运营管理活动过程中也应尽量减少使用或存放可燃物品，减小火灾负荷。如在重大节日，为了增加节日气氛，部分车站会在车控室、会议室、设备区通道挂灯笼、彩带、摆放假花假树;在车站备品间存放过量的记录本等可燃物资;在车站的洗衣便利店存放过量的衣物。这些在车站不自觉地增加可燃物的行为应制止或进行控制。3.3控制着火蔓延1)设置完善的消防系统。如火灾报警系统、水消防系统、气体灭火系统、事故广播系统、防排烟系统、灭火器等消防设备设施，发生火警后，就能及时报警，并将火灾扑灭在萌芽阶段。同时，设备维修部门应做好消防设备设施的维修保养，保证这些消防设施完好有效。2)加强地铁员工消防安全技能的培训，确保每一位员工都具备扑救初起火灾的能力，在发现火灾后，起火部位附近员工在3分钟内形成第一灭火力量。3)要严格按国家消防法律法规的要求，落实各级消防安全责任，完善消防安全管理各项规章制度，做好消防安全的日常管理工作。4结语综合上述分析，要保障地铁消防安全，可从着火源、可燃物、燃烧控制三个方面进行管控。防范外来着火源(人为纵火)和可燃物(易燃易爆品)的威胁是地铁安全系统中的最薄弱环节，此薄弱环节可通过增设地铁安检系统、配置安检人员解决，但是这将大大降低乘坐地铁“方便快捷”的效果，同时大大增加地铁运营成本，因此，是否设置地铁安检系统，城市轨道交通企业和公安部门应根据国际国内反恐形势或社会治安形势综合考虑。