事故樹分析法在建筑行業(yè)高處墜落的應(yīng)用

韓保帥

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 民航學(xué)院，河南 鄭州 450046)

0 前 言

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的帶領(lǐng)下，樓盤的開發(fā)腳步也在不斷加快。但是在這樣的環(huán)境下，由于建筑企業(yè)急于求成、盲目作業(yè)，使我國的建筑行業(yè)處在一個(gè)管理松懈，工作效率低、事故頻發(fā)的階段，結(jié)合2006～2016年的事故統(tǒng)計(jì)分析[1]，高處墜落、物體打擊、機(jī)械傷害、起重傷害及坍塌被人們視為最為常見的五大建筑事故類型，嚴(yán)重危害著建筑施工人員的人身安全。其中高處墜落事故發(fā)生次數(shù)占據(jù)建筑行業(yè)事故50%以上，由于導(dǎo)致高處墜落事故不確定性因素過多，其發(fā)生的概率極大。根據(jù)住房部數(shù)據(jù)[2]顯示，在2018年全國共發(fā)生房屋市政工程生產(chǎn)安全事故734起、死亡840人，與上年相比，事故起數(shù)增加42起，上升6.1%；高處墜落事故383起，占總數(shù)的52.2%(見圖1)。

圖1 2018年事故類型情況及所占比例

例如，2018年1月8日，在寶鋼股份有限公司廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行屋面作業(yè)過程中，發(fā)生高處墜落事故，造成1人死亡，2018年10月4日上午，湖北省天門市一建筑工地施工電梯突然從高空墜落，導(dǎo)致3人死亡。因此，對高處墜落事故的研究已經(jīng)是非常有必要，找出其發(fā)生的具體原因才能夠根據(jù)不同的墜落類型應(yīng)對不同的解決方法，保證施工人員的生命安全。高空作業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)是城市化建設(shè)中必不可少的作業(yè)環(huán)節(jié)，但是由于其發(fā)生頻率高，發(fā)生的機(jī)理難以捉摸，成為了建筑科研人員和管理學(xué)者共同研究的對象。劉輝等[3]，孫世梅等[4]采用事故致因“2-4”模型，分析了各個(gè)工種在高處作業(yè)當(dāng)中的不安全動(dòng)作；仇國芳等[5]采用了ISM分析，得出了導(dǎo)致建筑施工高處墜落事故發(fā)生的兩大致因要素；宋少卿等[6]建立了對應(yīng)分析模型，利用圓覆蓋法對建筑施工高處墜落進(jìn)行了主因挖掘；陳紅雨等[7]以調(diào)查問卷的方式繪制了動(dòng)態(tài)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(DBN)模型，利用DBN因果推論進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，該體系適用于高處墜落風(fēng)險(xiǎn)模擬。

1 采用理論

事故樹分析法[8](Fault Tree Analysis，簡稱FTA)是安全系統(tǒng)工程中最常用的系統(tǒng)分析方法。它是由上而下的演繹式失效分析法，利用布林邏輯組合低階事件，分析系統(tǒng)中不希望出現(xiàn)的狀態(tài)。該方法大部分適用于安全工程領(lǐng)域，用來了解系統(tǒng)失效的原因，并且找到最好的方式來降低風(fēng)險(xiǎn)，或者是確定某一安全事故或者是特定系統(tǒng)的失效率。事故樹分析也在航空航天、核能、電子、機(jī)械等領(lǐng)域應(yīng)用。

2 高處墜落概述

高處作業(yè)是指人在一定位置為基準(zhǔn)的高處進(jìn)行的作業(yè)。《高處作業(yè)分級》(GB/T3608-2008)中規(guī)定：“凡在墜落高度基準(zhǔn)面2 m以上(含2 m)有可能墜落的高處進(jìn)行的作業(yè)，都稱為高處作業(yè)。”而在生活中見到的作業(yè)高度往往都在2 m以上，更有部分作業(yè)高度為高空或者是超高空作業(yè)，作業(yè)人員作業(yè)時(shí)未加防護(hù)或者是防護(hù)不當(dāng)，從高空墜落，造成的事故類型叫做高處墜落。

3 高處墜落事故樹分析

3.1 事故樹繪制

對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特性已充分掌握的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)最不希望發(fā)生的事件，根據(jù)本文所研究的內(nèi)容，把“高處墜落”當(dāng)作頂上事件，確定頂上事件后，根據(jù)系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，挖掘出事故發(fā)生的最基本因素，即為基本事件，最后繪制出高處墜落事故圖。表1為事故樹中各符號的含義，圖2為事故樹。

表1 事故樹中各符號的含義

圖2 高處墜落事故樹

3.2 事故樹定性分析

1)最小割集。所謂最小割集，就是指在基本事件被找出后，通過系統(tǒng)的分析，能夠使頂上事件發(fā)生的最低的集合。最小割集顯示的是事故發(fā)生的途徑，可以為人們對事故的預(yù)防起到很大的作用。常見的求解方法為行列法、結(jié)構(gòu)法、布爾代數(shù)法、最小路徑法，其中布爾代數(shù)化簡法用法較多。

利用繪制的事故樹圖形，根據(jù)布爾代數(shù)法求取頂上事件的函數(shù)式，即為：T=(X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8)(X9+X10+X11+X12+X13)(X14+X15+X16+X17+X18+X19)。通過計(jì)算分析可知，該事故的最小割集一共有240個(gè)，

2)最小徑集。徑集是由于基本事件不同時(shí)發(fā)生時(shí)，頂上事件不發(fā)生的集合。因此，最小徑集就是一個(gè)徑集的最小集合。方法為利用對偶性，將事故樹的與門變?yōu)榛蜷T，或門變?yōu)榕c門，原始事件變?yōu)椴话l(fā)生即可，得到新的事故樹，然后求其最小割集，再次經(jīng)過對偶變化就可以得到原事故樹的最小徑集。

根據(jù)布爾代數(shù)法,經(jīng)過對偶變換后，得到事故樹的最小徑集分別為：{X1,X2,X3，X4、X5,X6,X7,X8}、{X9,X10,X11,X12,X13}、{X14,X15,X16,X17,X18,X19}。

3)結(jié)構(gòu)重要度。結(jié)構(gòu)重要度是指在不考慮基本事件自身的發(fā)生概率，或者是假定各基本事件的發(fā)生概率相等，僅僅從結(jié)構(gòu)上分析各個(gè)基本事件對頂上事件發(fā)生的影響程度。一般來說，基本事件的結(jié)構(gòu)重要度越大，對頂上事件的影響程度越大，結(jié)構(gòu)重要度可由最小割集求得，求解公式為：

(1)

式中，nj-1為第i個(gè)基本事件所在Kj中各基本事件總數(shù)減一；IΦ(i)為第i個(gè)基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)。

根據(jù)上述公式求解結(jié)構(gòu)重要度并排序：I(9)=I(10)=I(11)=I(12)=I(13)>I(14)=I(15)=I(16)=I(17)=I(18)=I(19)>I(1)=I(2)=I(3)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)

3.3 結(jié)果分析

1)通過對建筑施工的高處墜落事故進(jìn)行事故樹繪制可知，影響事故發(fā)生的基本事件有19個(gè)，雖然每個(gè)事件的發(fā)生概率很小，但是在以往的高處墜落事故原因探尋中發(fā)現(xiàn)，事故的釀成往往是由于各個(gè)因素之間的相互聯(lián)系、相互作用所致，因此，在實(shí)際的高處作業(yè)操作過程中，管理者和作業(yè)人員需要保持對危險(xiǎn)因素的高度重視。

2)由上述計(jì)算可知，最小割集有240個(gè)，最小割集有3個(gè)。最小割集是顯示的是事故發(fā)生途徑的集合，最小徑集顯示的是一個(gè)事故不發(fā)生的最小集合，也是預(yù)防事故的途徑之一。因此，針對該作業(yè)過程，導(dǎo)致高處墜落事故發(fā)生的途徑達(dá)到了240條之多，預(yù)防事故發(fā)生的途徑有3條。

3)最小割集越多，最小徑集越少，說明事故較為危險(xiǎn)；最小割集中的基本事件越少，最小徑集的基本事件越多，事故越易發(fā)生且難以人為控制。

4 應(yīng)對措施

結(jié)合往年的高處墜落事故案例分析，一旦事故發(fā)生，作業(yè)人員的生命安全將受到嚴(yán)重危害或者是死亡，因此，加強(qiáng)作業(yè)生產(chǎn)過程中的安全管理尤為重要，管理即為采取強(qiáng)制性的措施來保證作業(yè)人員的生命安全。根據(jù)事故發(fā)生論，引起事故發(fā)生需要人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、管理缺陷及惡劣環(huán)境的綜合影響造成的。所以，針對此類型的作業(yè)過程，可以從以下四個(gè)方面來優(yōu)化作業(yè)過程，預(yù)防高處墜落事故的發(fā)生，保證施工人員的人身安全。

1)減少人的不安全行為。對經(jīng)常性從事高處作業(yè)的人員進(jìn)行定期的身體檢查，身體條件不達(dá)標(biāo)者可以由管理人員進(jìn)行告知，并講清其中的危害，跟其他工種進(jìn)行調(diào)換，進(jìn)行其他的安全作業(yè)；對于患有心臟病、恐高癥、高血壓的人員嚴(yán)禁從事此類作業(yè)。定期進(jìn)行安全知識教育，開展建筑安全標(biāo)準(zhǔn)的知識競賽，提高人員的安全意識和自我防護(hù)水平。

管理人員應(yīng)該對下屬員工的工作，思想波動(dòng)，生活，情感，家庭要有全面的把握，對那些情緒突然表現(xiàn)反常的作業(yè)人員要及時(shí)的了解具體情況，對于有壓力的人員要善于做思想工作，避免在高處作業(yè)中存在精神不集中而造成事故。不定時(shí)的組織員工進(jìn)行安全操作規(guī)范指導(dǎo)。尋找事故發(fā)生的特點(diǎn)，做好對高空作業(yè)人員體力、情緒、體力波動(dòng)的把握，具體分配作業(yè)任務(wù)。

2)減少物的不安全狀態(tài)。嚴(yán)格控制原料的來源，施工的腳手架必須牢固，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)不同的施工作業(yè)場所設(shè)置不同的安全網(wǎng)，安全網(wǎng)必須在每次作業(yè)前經(jīng)過試驗(yàn)，根據(jù)人的體重?cái)?shù)據(jù)，將100 kg的重物高空拋下，若安全網(wǎng)不斷裂且繩體沒有經(jīng)過嚴(yán)重變形或斷裂，才能檢驗(yàn)合格。堅(jiān)持“三寶四口五臨邊”的防護(hù)措施。

3)堅(jiān)持安全管理。嚴(yán)格對每次作業(yè)的人員和裝備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢查，上崗前組長或負(fù)責(zé)人進(jìn)行崗前安全操作講解。管理者要經(jīng)常進(jìn)行作業(yè)現(xiàn)場考察和安全指導(dǎo)，經(jīng)常詢問施工人員操作過程遇到的難題并加以解決。根據(jù)時(shí)令的變化，調(diào)整員工的作業(yè)時(shí)間，以防高空作業(yè)時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重生理疲勞。根據(jù)有關(guān)法律規(guī)定，施工單位應(yīng)該為高處作業(yè)人員購買意外傷害險(xiǎn)和工傷保險(xiǎn)，減低作業(yè)人員因?yàn)槭┕?dǎo)致的身體健康經(jīng)濟(jì)損失。

4)改善作業(yè)環(huán)境。嚴(yán)禁在有雨、雪、風(fēng)的惡劣天氣進(jìn)行高空作業(yè)，在惡劣天氣過去后，安全檢查員或負(fù)責(zé)人應(yīng)該對施工的設(shè)施進(jìn)行全面的檢查或維修。利用腳手架在高處進(jìn)行擠壓、沖撞、推拉等危險(xiǎn)性較為劇烈的工作時(shí)，需要采取相關(guān)的安全措施。在夜間施工時(shí)，保證照明光線的充足，照明不充足的崗位，不得進(jìn)行懸空作業(yè)。

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