港口危險貨物集裝箱火災風險辨識與事故樹分析

張佳斌 褚冠全

摘 要：本文針對港口危險貨物集裝箱火災風險，分析了導致可燃物與空氣混合的風險因素和會形成點火源的風險因素。以風險因素辨識為前提編制港口危險貨物集裝箱火災事故樹，得到導致事故發生的基本事件及各基本事件的結構重要度，提出預防港口危險貨物集裝箱火災事故的措施。

關鍵詞：危險貨物集裝箱;火災;風險辨識;事故樹

中圖分類號：X951 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2020）07-0036-04

我國港口危險貨物集裝箱堆場主要分布于上海、深圳、寧波、青島、廣州、天津、大連、廈門、太倉等沿海和長江港口的集裝箱碼頭附近區域，《危險貨物分類和品名編號》（GB6944-2012）將危險貨物分為爆炸品等九大類，按照現行做法，我國港口同一危險貨物集裝箱堆場可能同時堆存除第7類放射性物質之外的其他8個類別危險貨物的集裝箱。一旦發生火災，由于各種復雜因素交織，可能造成嚴重損失。

事故樹分析（Fault Tree Analysis， 簡稱FTA），是通過各種符號和其連接的邏輯門組成，用于分析導致固定事件發生的基本事件的一種方法。事故樹分析以系統所不希望發生的事件作為分析的目標，逐層推溯可能的原因，通過邏輯門進行連接，直到原因事件不可再細分為止，從而確定“基本事件”。初步建立的事故樹，可以通過布爾代數規則進行簡化，得到最小割集與最小徑集，即導致頂上事件發生的基本事件的組合和保證頂上事件不發生的事件的組合，最后可計算出各基本事件對頂上事件的影響力度的相對結構重要度系數，對各基本事件的結構重要度進行排序，為制定管理措施提供依據。

事故樹分析法作為一個比較成熟的技術，有很多的應用。在火災爆炸研究方面，文獻[1～3]分別使用事故樹研究法從定性分析和定量計算等方面針對丙烯、儲油罐以及油庫等不同的對象的火災爆炸風險進行分析，得出基本事件的結構重要度，從而提出管理建議和措施;文獻[4]運用事故樹分析法對高純液氨罐式集裝箱泄漏進行了分析，找出影響泄漏的各基本事件并計算結構重要度，提出響應的對策措施;文獻[5]采用事故樹分析法針對4.2類易自然物質集裝箱發生火災事故的風險進行分析，得出系統的薄弱環節預測和安全對策改進措施。

港口危險貨物集裝箱安全管理方面的研究有很多成果，文獻[6]通過分析集裝箱化危險品船載運典型事故案例，構建事故樹并計算，得到風險至因關鍵因子及各因子重要度;文獻[7]選取某危險貨物集裝箱堆場作為研究對象，運用CASST-QRA軟件模擬，從而對危險貨物集裝箱堆場進行安全評估;文獻[8]綜合運用層次分析法和粗糙集方法，建立評價模型對危險貨物集裝箱多式聯運進行安全評價;文獻[9]從危險貨物分類、作業環節風險因素等多個角度對危險貨物集裝箱的風險進行分析和研究;文獻[10]解讀了法律法規和行業規范的相關要求，分析了集裝箱運輸危險貨物瞞報原因與對策;文獻[11]介紹了危險品集裝箱瞞報行為的查驗要點;文獻[12]通過具體例子，論述了集裝箱危險品堆場安全設計思路;文獻[13]在分析事故特點和系統需求的基礎上，提出了建立港口危險貨物集裝箱應急輔助決策支持系統的必要性及基本的模塊組成;

1 港口危險貨物集裝箱火災風險辨識

港口危險貨物集裝箱發生火災需要滿足可燃物與空氣充分混合、點火源兩個條件，能夠造成導致可燃物與空氣混合的事件與構成點火源的事件便是風險所在。

1.1可燃物與空氣混合

正常情況下，集裝箱內的可燃物經過嚴格包裝，隔絕空氣，在未出現可燃物泄漏的情況下，無法形成可燃物與空氣充分混合的條件。參考美國、英國危險貨物泄漏事故研究結果可知，94%以上的泄漏事故不是由于包裝本身的缺陷引起的，而是發生在危險貨物的準備、包裝、拆裝箱和裝卸的過程中。因此針對可燃物泄漏的分析從包裝不規范的泄漏和操作不規范導致的泄漏兩個方面分析。

1.1.1包裝不規范導致的泄漏

包裝不規范包括包裝不適用、包裝操作不當和包裝不合格三種。

包裝不適用可分為包裝容器與內容物不相容和超出包裝承載能力。包裝容器與內容物不相容會導致容器與所裝危險貨物發生化學反應，降低包裝的強度甚至導致包裝容器破損;超出包裝承載能力也會導致包裝容器的強度降低甚至損壞包裝容器導致危險貨物泄漏。

包裝操作不當可分為桶裝蓋未擰緊、包裝袋未扎緊和過量充裝三種。桶裝蓋未擰緊和包裝袋未扎緊可導致包裝外留有殘存危險貨物，甚至導致可燃物泄漏;過量充裝會導致包裝破損造成危險貨物泄漏。

包裝不合格分為使用未檢驗合格的包裝與使用檢驗過期的包裝兩種情況。使用未經檢驗合格的包裝，包裝的理化性能在使用前沒有按照規定要求通過國家規定的檢測機構檢測合格，包裝的質量無法保證;使用檢驗過期的包裝，使用前已經檢測合格，但是由于長時間不用，待到需要使用時已超出了檢驗合格的有效期，包裝在儲存期間，受到自然界不同程度的腐蝕，導致包裝品質降低。這兩種情況都會成為危險貨物儲運過程中發生事故的隱患。

1.1.2操作不規范導致的泄漏

導致操作不規范的原因有兩個，一個是操作規程不規范，另一個是員工未嚴格執行操作規程。

操作規程不規范分為管理體系不健全和貨物風險未辨識。健全的管理體系要求企業管理體系呈穩定和動態的統一，港口危險貨物集裝箱堆場的管理組織不合理必定會導致某些環節管理薄弱或缺失;風險辨識是對系統中的風險因素進行辨識和分析，判定發生事故和職業危害的可能性和嚴重程度，從而為制定管理措施提供依據。風險未辨識或者辨識不全，會造成管理盲區。

員工未嚴格執行操作規程的原因有三個：未進行安全培訓、培訓不到位、未嚴格執行操作規程。生產經營單位的特種作業人員以及其他作業人員，需要通過安全教育培訓并合格方可上崗作業，未進行安全培訓或者培訓不合格，對操作規程不熟悉，導致操作不規范或者錯誤操作;進行了安全培訓并培訓到位，但是由于員工的僥幸心理等也可能造成未嚴格執行操作規程導致不規范的操作。以上三個原因的操作不規范都可能導致裝卸過程中的暴力裝卸，造成危險貨物泄漏。

1.2點火源

明火、電器火花、雷擊火花、靜電火花、高溫等因素可能成為港口危險貨物集裝箱火災事故的點火源。形成明火的情況包括違章吸煙、違章用火;造成電器火花的情況有使用非防爆電器和防爆器損壞;雷擊火花需要滿足發生雷擊和避雷器失效;高溫需要滿足天氣高溫和箱體長時間日曬;靜電火花包括靜電放電和衣物與人體摩擦產生靜電，其中靜電放電需要滿足靜電積累和接地不良兩個條件;撞擊火花主要是作業過程中操作不當造成。

2 港口危險貨物集裝箱火災事故樹分析

編制港口危險貨物集裝箱火災事故樹，列出邏輯關系式并計算得到最小割集，對事故樹的結果進行分析，確定各基本事件的結構重要度和系統的薄弱環節，從而有針對性地制定安全對策。

2.1編制事故樹

從頂上事件（危險貨物集裝箱火災事故）開始，根據風險辨識的結果逐級找出直接原因事件，直到基本原因事件位置，按照邏輯關系，使用邏輯門對頂上事件、中間事件、基本事件進行連接，得到危險貨物集裝箱火災事故樹，如圖1所示。

2.2事故樹化簡計算與結構重要度分析

最小徑集是指不引起頂上事故發生的最低限度的基本時間的組合，通過與事故樹對偶的成功樹可以得到系統的最小徑集。最小徑集計算方法為：

根據上式可得系統的11個最小徑集，即：

計算各基本事件的結構重要度，公式如式1所示為：

式中，Ii表示基本事件Xi的結構重要度，rpj 表示最小徑集Pj的階數，即基本事件的個數。計算可得各基本事件的結構重要性度如表1所示：

由此可得各基本事件的結構重要度順序：

3 防范措施建議

任意最小徑集中包含的全部基本事件不發生即可保證系統頂上事件不發生，因此最小徑集越多，每個最小徑集中包含的基本事件越少，頂上事件越不容易發生，系統越安全。根據分析可得，X13和X14的結構重要度系數最大，其次是X15、X16、X17，再次為X18、X19、X20、X21、X26，剩下基本事件的結構重要度系數較低，對頂上事件發生的影響更弱。

針對港口危險貨物集裝箱火災風險的防范措施，首先，要重點加強人員的巡檢，確保巡檢人員按照規程及時、嚴格巡檢，增加危險貨物集裝箱堆存區域的檢查頻率，發生泄漏能夠第一時間發現，及時采取應對措施，最大限度地減少危險貨物集裝箱火災發生率;其次，要加強報警儀等安全設施的可靠性，選用符合國家標準或者行業標準的安全設備設施，同時對安全設備進行經常性維護、保養，并定期檢測，保證正常運轉;第三，加強對員工的教育和培訓，增強人員的安全意識，杜絕違章吸煙、違章用火等人員不安全行為的發生，使用防爆電器并確保防爆器可用，確保避雷器可用以及箱體接地裝置安全可靠，高溫天氣防止箱體長時間日曬并對箱體采取降溫措施，從根本上杜絕出現點火源;最后，應選用檢驗合格且在有效期內包裝，包裝的使用應得當，封口安全可靠，不存在蓋子未旋緊或者扎口松動等情況。

針對危險貨物集裝箱火災風險事故，除了預防措施外，還應盡一切可能做好事故應急處置措施，保證消防通訊聯絡暢通，應急處置物資可靠，火災發生初期迅速撲滅，最大限度地減輕火災的損失。

4 結束語

危險貨物集裝箱火災事故往往會造成較大的人身傷亡與財產損失，應科學地進行預防。事故樹分析方法通過對導致事故發生的基本事件的分析，能夠簡潔明了地分析和預測事故發生的原因，從而制定預防措施。本文針對港口危險貨物集裝箱火災事故的風險因素進行辨識，編制事故樹，得到導致事故發生的基本事件及各基本事件的結構重要度，進而提出管理措施，降低事故發生率，對港口危險貨物集裝箱的安全管理有一定的指導意義。

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