基于ETA的油庫作業安全風險評估研究

仲偉瑞

摘要:根據油庫作業安全管理規定和要求,研究形成了一種基于ETA的油庫作業安全風險評估方法。該方法通過構造油庫作業事件樹,定量計算各后果事件的發生概率,并結合后果事件的嚴重程度確定風險指數,科學劃分風險等級,發布相應風險警報,從而有效防范事故發生。油庫輸油管線動火作業安全風險評估實例表明了此方法的科學性和有效性。

關鍵詞:石油庫;作業安全;風險評估;ETA

中圖分類號:E234文獻標識碼:A

Abstract: According to the prescripts and requests of the oil deport operation safety management, we build up a mothod of oil deport operation safety risk evaluation based on ETA. Through constructing the event tree for oil deport operation, this method can calculate the probability of the sequent event, find the risk index associated with the severeness of the sequent event, divid risk grade and put out risk alarm. So it can keep the accidents away efficiently. An example of some oil deport fire operation safety risk evaluation on the pipeline makes it clear that this method is feasible and effective.

Key words: oil deport; operation satety; risk evaluation; ETA

0引言

事件樹分析法(Event Tree Analysis,ETA)是安全系統工程的重要分析方法之一,它不僅可以對油庫作業事故及不安全因素進行事前預測,估計事故的可能后果,還可以對事故原因進行事后分析。因此,事件樹分析法有著較強的優越性和靈活性,基于ETA理論和方法對油庫作業安全風險進行評估,能顯著提高油庫作業安全風險評估的科學性和有效性。

1基于ETA的油庫作業安全風險評估原理

1.1方法概述

作為運籌學中的決策樹分析在安全系統工程領域的應用,ETA是一種從原因到結果按時間順序描繪事故發生的樹形模型圖,利用事件樹可以對事故因果關系進行邏輯推理分析。系統中的每個要素都完成規定的功能,則稱為成功(或可靠),某要素未完成規定的功能,則稱為失敗(或不可靠)。

基于ETA的油庫作業安全風險評估,是根據油庫技術規范和安全管理制度,運用ETA對各類油庫作業流程潛在的危險、有害因素進行分析和測算,找出安全技術和安全管理方面存在的不足和缺陷,判斷發生事故的可能性及其危害程度,確定危險等級,發布風險預警,為規避、降低風險提供科學、有效的決策支持。

1.2風險評估步驟

1.2.1風險辨識

風險辨識是找出油庫作業中可能引發事故導致不良后果的各類危險源。危險源包括實體類危險源和狀態類危險源。其中,實體類危險源是各類實體本身所固有的危險性,如多數油品都可以看作是實體類危險源;狀態類危險源是導致危險物質的安全約束條件被破壞或使限制措施失效的各種不安全隱患。

某個特定場所的實體類危險源是客觀存在的,在一定時期內不會有變化,但是狀態類危險源的存在是實時變化的,并因其導致了油庫作業安全風險等級的動態變化性,對其進行實時的監控能準確有效地反映某項作業實時的安全狀況。因此,在油庫作業安全風險評估中,選用狀態類危險源作為安全風險評估和預警的要素。

油庫作業狀態類危險源主要包括四個方面:

(1)人的失誤或不安全行為,如操作錯誤、穿釘子鞋、亂闖禁區等;

(2)物的不安全狀態,如設備完好率低、電氣故障狀態;

(3)環境的不適宜狀態,如溫度不適宜、雷雨天氣、地質災害等;

(4)管理上的缺陷,如人員分工不合理、人員不到位、操作水平不高等。

1.2.2事件樹分析

事件樹分析從事故的初始事件開始,途經中間環節事件到最終后果事件為止,每一事件按“成功”和“失敗”兩種狀態進行分析。成功和失敗的分叉點稱為節點,用樹枝的上分支作為成功事件,把下分支作為失敗事件,按事件發展順序不斷延續分析,直至最后結果,最終形成一個在水平方向橫向展開的樹形圖。根據事件發展的不同情況,如果已知每個節點處成功或失敗的概率,就可以計算出各種不同結果的概率。

(1)確定事件系統的組成要素

事件系統的組成要素包括初始事件、中間環節事件和后果事件,按照事故發展的時間先后順序,通常把事故發展過程中某一要素最開始發生的事件稱為初始事件,某些要素在中間發展階段發生的事件稱為中間環節事件,中間環節事件一般是按一定順序發生的,系統最后的結果為最終后果事件。

(2)建造事件樹圖

確定和分析初始事件發生后,從初始事件開始,從左向右展開繪制事件樹圖。根據各中間環節事件的因果關系以及成功與失敗的兩種分支狀態(根據需要也可有兩種以上的分支狀態,如溫度的正常、過高、過低三種分支狀態),分析各種可能的結果,找出后果事件。在事件樹建造過程中,如果某一非正常事件的發生概率極低時可以不列入中間環節事件中。

(3)事件樹定性分析

通過事件樹圖可以直觀、定性地看出有哪些因素導致了事故的發生,還可以看出事故發展進程中各種因素的先后影響順序,由此確定防止事故發展的應急響應措施,防患于未然。

1.2.3事件概率分析

在已知初始事件和各中間環節事件發生概率的前提下,可計算出事件樹中每一個最終后果事件的發生概率。我們把由某一初始事件引出的事件鏈上的所有失效事件的概率加起來就得到由該初始事件引起的失效概率。對所建完的事件樹,收集、分析各事件的發生概率及其相互間的依賴關系,定量計算出各后果事件的發生概率。

以圖1所示的一個簡單的事件樹為例,說明事件樹各分支鏈后果事件的發生概率的計算方法。根據事件樹中的各事件發生的相互關系,其后果事件的發生概率計算如下:

(1)獨立事件

當事件樹中的各事件的發生是獨立的,則各分支鏈后果事件的發生概率為初始事件與各中間環節事件發生概率的概率積。以圖1中的事件樹種后果事件IS S 為例,其發生概率為:

PIS S =PIPS PS (1)

(2)非獨立事件

當事件樹中的各事件的發生不是相互獨立時,進行事件樹中后果事件發生概率的計算較為復雜。此時,必須考慮各事件發生的條件概率。以圖1中的事件樹種后果事件IF F 為例,其發生概率為:

PIF F =PIPF |IPF |F ,I (2)

其中:PF |I表示在初始事件I發生的條件下,系統1失效事件F 發生的概率;而PF |F ,I表示在初始事件I發生、系統1失效事件F 也發生的條件下,系統2失效事件F 發生的概率。

1.2.4風險評估

(1)風險指數的確定

油庫作業安全風險由后果事件發生的可能性(概率)和后果事件對業務的影響嚴重程度確定。通過分析不同作業產生的后果事件類型、影響范圍和損失程度,將油庫作業事故分為特大事故、重大事故、嚴重事故和一般事故四等,其嚴重等級可由對應的危害指數直接體現,具體詳見表1。

對于獨立事件序列T',可能發生事故的風險指數Ω可由如下公式計算:

Ω=L×PT' (3)

其中,L為發生事故或后果事件的危害指數,PT'為事故或后果事件發生概率。

(2)風險等級劃分、預警

為便于區分風險程度,從而采取不同的有效措施,根據油庫作業風險指數大小,將油庫作業風險分為高度風險、較高風險、中度風險和輕度風險,并相應發布紅色、橙色、黃色和藍色警報(詳見表2),從而引起相關部門和人員重視,有針對性地采取應急響應措施。

2應用實例

油庫輸油管線動火作業事故教訓深刻,輕則造成跑油、冒油、漏油、混油和設施設備損壞,重則造成嚴重經濟損失和人員傷亡。根據表1對事故類型的分類,油庫輸油管線動火作業各等級事故均有可能發生。因此,油庫輸油管線動火作業存在較多風險。基于ETA對油庫動火作業風險進行評估,有助于明確不同作業環節對作業后果的影響程度,從而能夠迅速采取相應的應急響應,有效規避作業風險。

根據作業流程和事故分析,構造油庫管線動火作業事件樹。我們假定各事件的發生是相互獨立的,通過風險辨識、故障樹和專家經驗分析,計算得出各分支鏈的后果事件概率如圖2中所示。根據后果事件類型和發生概率,按式(3)分別計算各后果事件的風險指數,從而明確風險等級,并發布風險警報(如圖2所示)。

3結束語

基于ETA對油庫作業安全風險進行評估,從油庫作業流程入手,按照科學的程序和方法,對油庫作業過程固有的或潛在的危險因素,發生事故的可能性以及這些危險因素可能造成的損失或傷害程度進行識別、分析和評估,并以設定的指數、級別或概率,對某項作業和操作的危險性給以量化處理,確定其發生概率和危險程度,以便采取最經濟、合理及有效的安全對策,保障油庫作業安全進行,為預防事故的發生提供行之有效的安全對策和管理辦法。

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