基于FTA的焊接觸電事故危險源發生概率統計研究

徐潺

摘? 要：文章研究的核心是使用FTA進行危險源辨識時對基層事件發生概率的統計。通過對一年時間內某房屋建筑施工單位下屬41個標段的基礎數據統計，運用對工序百分率法、故障時長百分率法對事故發生概率計算結果的影響對比，研究適用于房建工程焊接作業觸電事故各危險源相對精確的統計方法，為建筑施工單位對焊接觸電事故風險預先性分析提出改進思路建議。

關鍵詞：事故樹;危險源辨識;工序百分率法;故障時長百分率法;發生概率;統計

中圖分類號：G633.6? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）09-0018-03

Abstract： The core of this paper is the statistics of the occurrence probability of root-events when using FTA for hazard identification. Based on one year time of 41 bid sections' data statistics which subordinate to a construction company， using the methods of working-procedure-percentage and failure-frequency-percentage on the result of accident's probability calculation to make a comparison， this research is suitable for electric shock accidents in construction welding to get a relatively accurate statistical method in hazard identification， and to provide some further advice to improve the risk analysis about the electric shock in construction welding.

Keywords： fault tree analysis; hazard identification; working-procedure-percentage; failure-frequency-percentage

1 概述

建筑施工行業作為“七大高危行業”之一，每年都會發生大量的生產安全事故。安全管理者們是否能夠在作業前正確識別工序中存在的危險源是保障施工現場安全生產的前提之一。目前我國一些建筑施工企業應用事故樹法（FTA）作為危險源辨識評價的基本方法，通過對構成事故各項基層事件（危險源）的發生概率統計，運用布爾代數分析各危險源之間的邏輯關系，從而相對準確地計算事故發生的概率。本文以2017年某企業下屬在建項目焊接作業時發生的一起觸電事故為例研究各危險源發生概率的統計分析方法，為建筑施工單位建設危險源數據庫提供借鑒思路。

2 研究現狀和基礎

2.1 研究現狀

目前我國各建筑施工單位對于危險源的基礎統計數據庫建立相對較少，數據基本來源于年度各類型安全檢查數據匯總，一般情況下這些數據都僅用作工作匯報，但由于多數施工企業項目數量不夠，基礎數據不多，再加上缺乏對數據類型的合理劃分與體系化分析，因此即便一些施工單位建立了FTA模型，也難以對事故發生概率進行精確計算。現階段我國使用FTA辨識危險源的施工企業大多采用工序百分率法和故障時長百分率法對各類型危險源發生頻率進行統計，兩種方法自身的差異會導致計算出的事故發生概率偏差較大，尚未有學者提出哪種方法更適合于施工企業。

2.2 研究基礎

以2017年某施工現場發生焊接作業觸電事故為例，運用FTA建立事故樹模型并逐層分析危險源，研究危險源發生的概率，論證合適的統計分析方法。

事故概況：2017年6月某日，某房建施工項目進行鋼筋網片焊接作業，工人李某使用交流電焊機直接從二級配電箱接線，王某在一旁作為旁站監護人員輔助。作業前李某未按安全操作規程穿戴絕緣用具，當其更換焊條時不慎觸摸到帶電的焊把線，李某感覺渾身發麻，遂不斷試圖甩掉焊把線但未能成功，王某以為李某在與其開玩笑，并未做任何處理。李某一邊用力甩手一邊向后跳躍，跳躍過程中被一根預埋鋼筋絆倒，隨后身體冒起一陣青煙，倒地身亡。

依據該事故調查報告，利用FTA對事故進行分析，建立事故樹模型如圖1所示。

通過該事故樹可以看出導致李某觸電的危險源一共七項，其中人的不安全行為四項（X1未穿戴絕緣鞋;X2未穿戴絕緣手套;X3未及時切斷電源;X4未提前清理場地導電雜物），物的不安全狀態三項（X5未安裝二次空載降壓保護裝置;X6焊把線裸露;X7未使用三級開關箱）。這七項危險源雖然出自單一的該事故調查報告，但基本可以反饋出現階段我國建筑施工企業焊接作導致的觸電事故全部危險源集合。

3 基層事件的定性分析

下面分別對該事故樹最小割集、結構重要度進行分析，判斷各基層事件（危險源）與頂上事件（事故）之間的邏輯關系，尋找哪些危險源及其組合會導致事故最終發生。

3.1 最小割集分析

首先分析導致該事故的最小割集，確定哪些危險源的組合導致了事故的最終發生，分析過程如下：

3.2 結構重要度分析

通過結構重要度分析，可以定性判斷哪些危險源對事故發生的影響作用最大，分析公式采用我國學者汪元輝于1999年在文[1]中提出的公式1。

將數據分別帶入公式1，解得本事故樹模型的各危險源結構重要度排序為：Iφ（7）=Iφ（6）=Iφ（5）=Iφ（2）=Iφ（1）>Iφ（4）=Iφ（3）。

上述求解結果讓我們可以感性地判斷導致事故的基層事件中看護人員失職構成的危險源（X3、X4）結構重要度小于其它危險源，與事實基本吻合。

4 基層事件發生概率統計方法對頂上事件定量分析的影響

3.1章節已經建立了本事故樹模型最小割集，對于頂上事件的發生概率采用學者周延在文[2]里提出的公示2進行計算。

基層事件的發生概率統計是否準確直接影響到頂上事件的定量計算精度，目前使用較多的方法主要有兩種：

（1）通過對企業內部各類型安全檢查記錄、施工日志中單一危險源的數量進行匯總，得出單一危險源某一時段（通常為一年內）發生的總量，再判斷該類型基層事件占此時段內該工序作業總次數的百分比，這種統計方法稱為工序百分率法。

（2）以同樣方法得到的單一危險源某一時段內發生的持續時間為分子，以該工序在此時段內正常作業的總時長為分母計算出百分比，該方法稱為故障時長百分率法。

4.1 基于工序百分率法的焊接觸電事故樹定量分析

使用工序百分率法計算基層事件發生概率首先需要對企業內部數據進行匯總統計，這些數據包括：定期或不定期開展的安全檢查活動記錄、項目的施工日志、企業內部事故未遂事件調查報告等，表1所引用的數據源自筆者對事故發生單位的上述資料調查統計。

4.2 基于故障時長百分率法的焊接觸電事故樹定量分析

使用故障時長百分率法的第一步仍然是對企業基礎數據進行統計，本文數據來源同樣為4.2章節事故發生企業的各項安全檢查以及工作記錄，對故障、工作時長的計算以小時為單位按照國家頒布的人工時間定額進行折算，計算過程如表2所示。

4.3 兩種統計方法計算結果的差異原因分析

通過對4.1和4.2章節的計算結果分析可以看出：使用不同方法計算結果差異高達69.41%，對造成差異的原因進行分析，主要有以下兩個方面：

首先是危險源（故障）持續時長折算過程中產生的誤差：其中人的不安全行為持續時長僅計算其工作時暴露時長。而物的不安全狀態持續時長則是連續計算，如X1和X2兩種危險源，僅統計工人作業時長，但X5、X6、X7這三種危險源則將非作業期間的持續時長計入故障總時長。

其次是基礎數據原本的統計誤差：大多數施工單位僅統計了一個連續時間段內各類型危險源發生的次數，對于工作持續的時長則很少進行精確統計。而4.2章節的折算方法則通過我國發布的人工時間定額進行折算，導致折算結果并不能反映企業內部該工序實際作業時長。

兩種統計方法各有優劣，工序百分率法更簡單，適用于技術水平相對不高的管理者;故障時長百分率法則更能夠從時間維度相對真實地反映危險源對作業者的影響，也是筆者更加傾向的統計方法。

4.4 解決統計方法導致計算結果差異的途徑

無論采用以上哪一種統計方法計算頂上事件發生概率，只有當基礎數據的準確性得以保證才能確保頂上事件發生概率計算結果的相對準確性。若使用故障時長百分率法統計危險源發生概率，可以通過以下兩種途徑提高基礎數據統計的精確性：

（1）項目管理人員必須真實記錄故障持續時長。一旦發現隱患就開始記錄時間，并將人員未暴露在該隱患下的時間剔除，這樣才能更加真實地反饋危險源對作業人員的影響。

（2）項目管理人員必須每日記錄工序持續時長數據，

確保數據的真實性。4.3章節中作業時長折算采用國家頒布的人工時間定額進行折算，但如果基層人員能夠準確記錄每一項工序真實作業時長，則經過一定時間的數據累積可以測算出適用于企業內部的人工時間定額。

5 結束語

對于建筑施工企業，現階段使用FTA進行危險源辨識分析需要大量收集各危險源發生的概率數據，工序百分率法簡單、可操作性強。故障時長百分率法能夠相對真實反映工人受到危險源影響的持續時長，但計算時不宜采用國家頒布的人工時間定額。企業應當建立對工人操作時長的統計機制，并逐步形成企業內部人工時間定額，以此為基礎使用故障時長百分率法統計危險源發生概率更能真實反映危險源在企業內部對事故發生概率的影響。

參考文獻：

[1]汪元輝.安全工程系統[M].天津：天津大學出版社，1999.

[2]周延.頂上事件發生概率精確計算過程的簡化[C]//北京：中國國際安全生產論壇文集，2002.

[3]魏榮春，李艷霞，孫建華，等.事故樹結構重要度的求解方法[J]. 黑龍江科技大學學報，2012（01）37-31.