本質安全理論在防范船碰橋工作中的應用

許巖松

一、前言

近年來，隨著國民經濟的不斷發展，道路、鐵路交通網不斷完善，一座座橋梁相繼問世，橫跨江河兩岸。與此同時，水路運輸也迅猛發展，船舶大型化的趨勢明顯，海船進江日益頻繁，水上交通更加復雜，水上交通與橋梁建設的矛盾凸顯，船舶觸碰橋梁事故增多。以珠海市蓮溪大橋為例，在2017年至2021年不到4年時間內兩次被船舶觸碰，社會影響較大；2021年7月13日，一艘集裝箱輪觸碰廣州番禺北斗大橋橋墩再次引發社會的高度關注。事實上，防船碰橋工作很早就被相關部門列為重點工作，如廣東海事局2017年就將防船碰橋工作作為“三大戰役”來部署；2020年12月交通運輸部、國家鐵路局、國鐵集團聯合印發了《船舶碰撞橋梁隱患治理三年行動實施方案》，按照“各負其責、科學評估、防治結合、綜合施策”的原則，全面排查和治理船舶碰撞橋梁安全隱患，堅決防止重特大事故發生。這些方案和措施全面、系統，無疑可以減少事故發生的概率，但能否“堅決防止重特大事故發生”呢？7月13日的船碰橋事故給出了答案，若涉案集裝箱輪噸位再大些，后果將不堪設想。如何才能真正“防止重特大事故發生”，這一難題再次擺在相關部門的面前。本文擬對防船碰橋工作現狀進行梳理，運用本質安全理論，提出防船碰橋的工作建議，旨在找出一種方法徹底避免船碰橋事故的發生。

二、防范船碰橋事故工作現狀

（一）交通運輸部、國家鐵路局、國鐵集團的工作方案

2020年12月16日，交通運輸部、國家鐵路局、國鐵集團聯合印發了《船舶碰撞橋梁隱患治理三年行動實施方案》（以下簡稱《三年行動方案》），該方案部署了以下五項任務：

一是健全安全責任體系，責任體系分為三個層次，分別為強化航運企業、橋梁運行管理單位、航道養護單位的安全主體責任；嚴格落實海事管理機構、省級交通運輸主管部門、地區鐵路監督管理局、航道管理部門按職責分工的監管責任；強化屬地政府責任落實。

二是開展橋區水域航道安全風險隱患排查治理。要求省級交通運輸主管部門、長江航務管理局按職責分別組織開展航道安全風險隱患排查，重點整治航道維護尺度不足、航標缺失或功能失常等問題。

三是開展橋區水域水上交通安全風險隱患排查治理。要求各省級交通運輸主管部門、長江航務管理局、相關直屬海事局按職責分別組織開展水上交通安全風險隱患排查，重點整治橋區水域船舶淌航、掉頭、橫越、違規追越、不按規定航路航行、船舶超高航行等行為。督促航運企業完善安全生產制度，夯實安全生產主體責任，強化相關事故或險情等安全警示教育和船員培訓，提升船員防范船舶碰撞橋梁的安全意識和駕引能力，規范橋區水域駕引行為；建立健全橋區水域水上交通安全管理制度，提升海事管理機構水上交通現場監管能力。加強汛期無動力船舶、錨地船舶監管，嚴防失控走錨。

四是開展橋梁安全風險隱患排查治理。各省級交通運輸主管部門組織公路橋梁運行管理單位開展安全風險隱患自查和綜合評估，地區鐵路監督管理局、鐵路局集團公司組織鐵路橋梁運行管理單位開展安全風險隱患自查和綜合評估。重點整治橋梁標志標識設置維護不到位、通航凈空尺度不足、未按要求設置維護防撞設施、抗撞性能不足等問題。要建立健全安全風險隱患辨識排查治理制度，完善標志標識和設施設備，提升防撞能力，保障橋梁安全運行。

五是建立長效機制。各省級交通運輸主管部門要牽頭組織各相關單位建立防范化解船舶碰撞橋梁風險機制，定期通報信息，研究存在的問題和解決辦法，采取有效措施，加強協同聯動，實現風險隱患排查、防范化解的常態化、長效化。

該方案層層落實相關單位的責任，全方位對航道、橋梁、水上交通秩序、船舶、航運企業開展風險隱患排查治理，相信通過為期三年的隱患治理，船碰橋事故數量一定會大幅減少。

（二）海事部門及相關單位的措施

船碰橋事故發生后，陸路、水上交通都將中斷，社會影響較大。多年來，海事及相關部門對此類事故的防范極為重視，積極探索，形成了一些好的經驗及做法。較為典型的有江蘇海事局“特管”方法以及東莞海事局的“四性四防”工作方法。

1.江蘇海事局的“特管”方法

江蘇海事局“特管”方法具體舉措有：

一是加強宣傳警示教育，營造濃厚的安全氛圍。收集整理歷史橋梁碰撞典型事故案例，匯總橋梁通航尺度，編制橋區水域航行注意事項，形成專題宣傳材料。開展事故警示教育，積極引導業主、施工單位、建設單位、船舶牢固樹立橋區的安全意識。

二是落實兩個責任，強化安全風險管控。制定發布《橋梁管理單位落實通航安全責任制工作指南》《江蘇海事局橋梁安全監管指南》，進一步明晰橋梁企業的主體責任、行業的管理責任和部門的監管責任，形成企業自律、行業管理、海事監管、多元共治的橋梁安全生產格局。

三是建立三個平臺，強化過程智能監控。推進已建橋梁運營管理單位建設“橋衛士”監控系統，對進入橋區的船舶異常行為智能識別，設置超高報警裝置，感知流速流向，及時有效進行聲光語音預警提示。拓展VTS中心監管平臺功能，將橋區水域作為重點監控水域，根據通航環境和橋區特點，合理分區，對橋區水域實施專屏專人監控，設置相應預警、報警功能，確保橋區水域監視全覆蓋、監控智能化。推廣應用自主研發的船舶導助航系統“船E行”APP。系統終端對即將進入橋區的船舶發出航行注意事項提示，對船舶誤入非通航橋孔、船位明顯偏離等發出異常提示，提醒船舶駕引人員及時采取有效應對措施。

四是督促橋梁升級改造，強化橋區水域監管。督促橋梁運營管理單位以最高標準對橋梁升級改造，如提升通航橋孔辨識度、對航標調整及“同步閃”改造、安裝雷達應答器等，制定船舶橋區安全航行導則，細化VTS監控、日常檢查、突發事件處置等工作標準，嚴肅查處違法行為，提高違法成本，讓“不能碰”的意識轉化為船舶航行習慣。

2.東莞海事局的“四性四防”工作方法

東莞海事局在總結轄區船碰橋險情、事故規律的基礎上提出了“四性四防”工作方法。

一是突出合法性，以聯防為抓手，凝聚三方責任。主要是壓實企業主體責任，要求橋梁業主單位定期排查整改安全隱患，加大防碰撞設施投入；要求轄區航運企業把防船碰橋措施列入公司管理制度，確保每一艘所屬船舶駕駛臺張貼《船舶通過橋梁水域安全須知》；推動砂船協會、港航協會加強行業管理，組織開展法律宣貫和警示教育。壓實職能部門監管責任，與交通、航道部門聯合印發《防范船碰橋專項治理工作方案》，定期聯合執法和工作交流，形成共治合力。壓實屬地領導責任，推動市政府在重點橋梁建成智能預警系統。

二是突出客觀性，以物防為重點，健全三道防線。主要是建設限高架、推進智能預警系統以及強化現場動態管控三道防線。

三是突出時效性，以技防為核心，實施三級盯防。根據風險評估，將現有橋梁按船碰橋風險等級分為三級，利用VTS、AIS等信息化手段對橋梁實施分級管控，如對風險最高的橋梁實施一級盯防。在橋梁外圍船舶必經點設置5條電子檢測報告線，將5條報告線圍蔽的區域作為防船碰橋核心區域實施管控。專臺值班人員對航行至檢測報告線擬進入核心區域的船舶進行“一對一”提醒，要求其播發本船動態、協調避讓措施、保留足夠富裕高度，提醒其不要在橋梁上游500 m至下游500 m之間水域追越、并行、對遇。

四是突出敏感性，以人防為基礎，整治四類隱患。主要是排查治理橋、橋區水域、橋梁上下游以及轄區碼頭調度的安全隱患。

（三）現有措施存在的不足

《三年行動方案》最終能否實現“堅決防止重特大事故的發生”這一目標，目前尚存在不確定性。假設各項治理已經完成，船舶在治理良好的橋區水域航行時突然失控或操舵水手聽錯舵令操了反舵，導致船舶撞向橋墩，這時仍有可能會發生重特大事故。可能有人會說，通過治理，設置了橋梁防撞設施，提升了橋梁抗撞性能，橋梁應無恙。理論上確實如此，但現實中基于建橋的成本考慮，抗撞性能不可能無限提高，且大多數橋梁是已建橋梁，改造難度大；而目前設置的防撞設施大多是在原有的橋墩上加固，未考慮到一些特殊船型的防撞，如皮帶船以及船首前突的船舶，有可能橋墩加固部分尚未接觸船身，船首先觸碰橋墩。可能還有人說，只要將船舶隱患治理好了船舶就不會失控、水手就不會操錯舵。對于船舶失控，其原因很多，有些是船舶維護保養差引起的，這些可以通過隱患排查來消除，但也有一些是檢查不到的內在缺陷，如設計方面、材料方面，很難通過隱患治理來消除。對于水手操錯舵，屬于人為因素范疇，而人為因素涉及的方面更為復雜，讓人永遠不犯錯幾乎不可能。可能這個水手平時業務很優秀，已經通過船公司、海事部門的嚴格考核或檢查，但在過橋時突然緊張或其他事情分心則仍有可能操錯舵。

江蘇海事局與東莞海事局防碰橋工作方法看似不同，但其核心措施基本一致。一是壓實各方責任，二是督促橋梁升級改造，三是強化智能監控，四是強化現場管控。這些措施均符合《三年行動方案》的要求，可以看成方案結合各地實際情況的具體實施。海事部門以及相關單位的防碰橋措施和《三年行動方案》一樣，可以減少船碰橋事故的發生，但也不能達到“堅決防止重特大事故的發生”的目標。

從目前防船碰橋事故工作現狀看，即便系統、全面地對涉及橋、船、環境的安全隱患進行排查，但由于隱患的潛在性以及人為因素的不可控性，仍有可能發生船碰橋事故，也就有可能造成重特大事故的發生。那么是否無論如何也不可能達到“堅決防止重特大事故的發生”目標呢？當然不是。本質安全理論給我們提供了全新的解決問題的思路，按照本質安全理論，完全可以避免船碰橋事故，達到防止重特大事故發生的目標。

三、本質安全理論及其發展

（一）本質安全的概念

1974年6月1日， 英國傅立克斯鎮Nypro 公司發生燃爆事故，傷亡慘重。這起事故引起了社會的廣泛重視。1976年，英國化工安全專家 Trevor Kletz首次提出，“預防事故的最佳方法不是依靠更加可靠的附加安全設施，而是通過消除危險或降低危險程度以取代那些不安全裝置，從而降低事故發生的可能性和嚴重性”，并稱該理念為本質安全（Inherent Safety）。這是世上首次提出將風險控制的重點轉移到風險出現的源頭前端，為風險控制提出了全新思路。本質安全概念的提出引起了學術界和企業界的強烈關注，此后，美國、英國、加拿大、荷蘭等當時工業發達國家對其展開了大量研究。2010年，A.M.Heikkil在前人研究基礎上對本質安全的概念進行了總結和提煉，該學者指出，本質安全是指在化工和制造業中，通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，即使在誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故的功能[1]。

（二）本質安全的方法

2002年，美國化工過程安全研究中心開展本質安全專題研究，旨在尋找消除危險源、降低事故后果、降低事故發生頻率的方法和工作原理，最后提煉了實現本質安全的四種方法：（1）最小化，即減少系統中的有害物質數量。（2）替代，即使用安全性或危險性較小的物質或過程代替危險物質或過程。（3）緩和，即采用危害最小的有害物質形式或危害最小的工藝條件。（4）簡化，即簡化設計和操作過程，減少安全保護裝置的使用，從而減少人為失誤的機會。[2]

（三）本質安全理論的演變

本質安全理論引入我國后，國內學者對本質安全的研究從最初的設備、技術方面的本質安全，逐步向生產系統和企業管理方面的本質安全發展。如2010年高曉旭博士提出的“煤礦本質安全”定義[3]：在相對可靠的技術、設備及環境下，通過不斷提高“人-機-環境-管理”各個要素的安全程度，追求人、設備、環境、管理等要素優化匹配，消除導致煤礦事故發生的因素即人的不安全行為和物的不安全狀態，從而使影響煤礦安全的各因素處于被約束與控制狀態，最大化提升系統的可靠性，通過建立完善的安全管理體系和先進的企業安全文化，使煤礦災害與事故發生率降至極低的、可接受的限度，從而實現系統的本質安全。

國內對本質安全理論的發展主要是從系統論的觀點要求全方面地提升安全水平，包括建立企業安全文化，提升員工的安全意識和安全技能，表面上看確實比原來的本質安全理論更加先進。但隨著該理論的發展以及宣傳，從事安全生產工作的人逐漸認為本質安全就是系統安全，只要系統地、全方位地做好安全工作，特別是提高了人的安全意識，就達到了本質安全，而不再從源頭設計方面去努力，做到即便誤操作也不會發生事故。作為本質安全理論，雖然不如系統安全理論先進，但該理論有其獨特的方法，完全被取代也意味著這些獨特方法的消失。本文認為本質安全理論的發展方向是將本質安全理論融入系統安全理論之中，在系統安全設計階段主要考慮本質安全理論，而非自以為是地認為系統安全就是本質安全，而不再考慮本質安全的獨特方法。

四、防船碰橋事故工作中本質安全理論的應用

本質安全理論的核心在于通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，即使在誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故的功能。其主要方法為最小化、替代、緩和以及簡化。做好防范船碰橋事故不僅要從人、船、橋、航道、通航秩序、企業管理、政府監管系統地消除人的不安全行為和物的不安全狀態，最大化地提高系統可靠性，而且要盡可能地運用本質安全理論進行設計，做到即便誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故，從而達到“堅決防止重特大事故的發生”的目標。

（一）橋梁

目前對橋梁的安全隱患排查主要是檢查橋梁標志標識、通航凈空尺度、防撞設施、抗撞性能等方面，若符合一定標準則不認為存在隱患。然而，橋梁不存在隱患只不過滿足了一定的安全性能要求，并不能確保不發生事故。以本質安全理論的視角來重新審視橋梁問題，則應首先考慮人一旦誤操作，船撞向橋，則能否確保不發生事故？這時橋梁標志標識、通航凈空尺度的完善并不能阻止事故的發生。另外，如前文所述，抗撞性能出于建橋、修橋成本考慮，也不可能無限提高。因此，要滿足不發生事故的要求只有考慮防撞設施的設置。但目前橋梁單位設置防撞設施并未充分考慮船舶運動的特性，有的在橋墩周圍加裝了水泥基座，有的在橋墩的上下游各設置一座防撞墩等。如珠海蓮溪大橋在2017年因船舶超高被撞后，橋梁單位在距通航孔橋墩航行方向上下游5 m各設置一座分離式防撞墩，如圖1所示。2021年同樣因船舶超高被船舶觸碰通航孔上部T梁，防撞墩未起到防撞作用。當然，從設計的目的來看防撞墩只起到保護橋墩的作用，并不能防超高船舶觸碰橋面。但即便從保護橋墩的作用來看，該防撞墩的設置也僅能避免順著通航孔航行方向正對著橋墩航行的船舶碰撞，不能避免斜向航行的船舶碰撞，也不能避免船舶碰上防撞墩后因慣性而沖向橋墩。

圖1 蓮溪大橋安裝分離式防撞墩前后對比

那么，是否有辦法在船舶撞向橋時阻止船舶觸碰橋梁呢？澳門嘉樂庇大橋護橋欄給我們很好的啟示，澳門水域多次發生船碰嘉樂庇大橋護橋欄事故，但每次橋梁都安然無恙。中國新聞網2011年3月23日《澳門發生一起貨船撞橋事故，大橋未受影響》報道，“據了解，澳門特區政府成立以來，有關部門對護橋欄的設計不斷作出改良，在多次的船舶碰撞意外事故中，護橋欄都不同程度發揮了作用，保護了橋梁的安全” 。澳門嘉樂庇大橋的護橋欄如同兩張彎弓一樣保護著兩側橋墩，如圖2所示。船舶若直接沖向橋墩，無論哪個方向均會被護橋欄所阻擋；若船舶由于超高或其他原因不能通過橋梁，船長發現后也可通過轉向觸碰護橋欄而避免觸碰橋梁。這樣設計是本質安全理論“替代”方法的運用，用護橋欄替代橋梁被撞，從而實現了本質安全。

圖2 澳門嘉樂庇大橋護橋欄

當然，若超高船舶船長在過橋時未發現本船不能通過橋梁而繼續朝通航孔航行，仍不能避免碰橋事故。澳門海事及水務局利用VTS中心在進入橋區水域前核查超高船舶，并派巡邏船現場值守，一旦發現超高船舶則禁止該船繼續前往橋區水域，這是本質安全理論“最小化”方法的運用，減少了系統中危險的因素。對于沒有條件實施VTS核查的內河橋區水域，可以在橋梁上下游設置限高架，超高船舶在過橋前將觸碰限高架而停止前進，以限高架替代橋梁實現了本質安全。

對于通航橋孔開闊的橋梁，也可采用日本明門大橋的橋墩的防碰撞設計以實現本質安全，其結構為在橋墩最下邊的水泥圓基座，直徑達40 m，高出平均海平面5 m，在水泥基座外，是一層框架設計的鋼結構，厚度近1 m，鋼架再外是一圈80 cm的防撞橡膠碰墊。多重保護如同在橋墩上穿了好幾層厚厚的鎧甲，將可能發生的船舶碰撞所造成的損害降至最小[4]。

護橋欄、限高架、橋墩基座雖然可在船員誤操作的情況下確保橋梁安全，但畢竟造成護橋欄、限高架、橋墩基座的損壞，造成水上交通的中斷，因此，仍應采取措施防止船舶的誤操作，如橋梁標志標識要符合規范；在大橋上下游500 m處設置警示標志以及同步倒水尺標志；在橋上設置防撞雷達，對超高船舶發出警報等。

（二）航道

航道對于防止船碰橋的功能在于減少船舶的誤操作，讓船舶順利地通過橋區水域。從船碰橋事故中可以發現，航標缺失、航標錯位是事故的原因之一，因此，首先要核查航標缺失或功能失常的問題，消除事故隱患；其次，江蘇海事局對航標的調整及“同步閃”的改造也是減少船舶誤操作更進一步的做法，可以使航道走向一目了然，減少了船舶認錯航道造成船碰橋事故的可能。

（三）船舶

在船碰橋事故中，船舶是主動的，橋是被動的，若實現了船舶的本質安全，則不會發生船碰橋事故。按照本質安全理論，本文從兩個方面來設計，一是船員發生誤操作或船舶機器、設備故障，采取防范措施不發生事故；二是減少船員誤操作行為，減少船舶機器、設備故障。

1.對船員誤操作或機器、設備故障后的防范

船舶在橋區水域航行，引起船碰橋事故最常見的誤操作是偏離航道、走錯通航橋孔、為避讓他船不慎撞向橋墩、未及時發現船舶超高而駛近橋梁、船舶舵機突然失靈而失控、操舵人員操反舵等。這可從以下兩個層次來防范：第一個層次是這些誤操作一旦發生，可以被及時發現和制止。如在橋區水域航行時駕駛臺安排不少于兩名駕引人員，其中一名駕引人員負責監控船舶的安全航行，一旦操作人員操錯舵、偏離航道或走錯通航橋孔等，負責監控的駕引人員及時糾正，避免事故的發生。第二層次是因為誤操作船舶已經沖向橋墩或有觸碰橋梁的危險，這時若及時減速停車、倒車并立即拋下錨，也可避免事故的發生，因此，在橋區水域應備車航行，并在船首安排人員瞭頭、備錨，一旦發生危險就及時拋錨而實現不發生事故的目標。

2.減少船員的誤操作以及機器、設備故障

在理想的情況下上述防范措施可以做到不發生事故，但現實中也有可能拋錨后發生斷鏈或航道底質致使錨鏈抓力不牢，船舶未被制動而發生事故，因此，要做到不發生船碰橋事故，必須減少船員的誤操作以及機器設備故障。誤操作主要體現了船員安全意識及技能的不足，機器設備故障則反映出船員疏于維修保養以及航運企業安全投入不足。有鑒于此，航運企業要切實落實安全主體責任，加強船員安全警示教育與培訓；加強對船舶安全的投入，保持船舶適航并性能良好；提高船員防范船舶碰撞橋梁的安全意識和駕引能力；規范橋區水域航行行為。船長在開航前要認真制訂航行計劃，對所經橋梁保留足夠的富裕高度；嚴格執行開航前檢查制度；在橋區水域上駕駛臺親自指揮航行；嚴格遵守橋區的特殊規定；在惡劣天氣下暫緩過橋。

針對內河航道復雜的情況，船舶安裝類似江蘇海事局的“船E行”APP也可以大幅減少船員誤入非通航橋孔、船位明顯偏離等的誤操作。

值得一提的是，橋區水域航行時，駕引人員對于是否碰撞橋墩都能作出很好的判斷，但對于船舶富裕高度是否足夠則不能作出正確判斷。筆者曾調查兩宗因船舶超高而觸碰橋梁的事故，涉事的兩名船長均具有多年的航行資歷，但均不能及時判斷船舶超高而觸碰橋梁。查看現行的航海書籍，也未有判斷橋梁高度方法的介紹。為此筆者做了一些航行實驗并得出簡易判定方法，筆者發現多數船舶駕駛臺上駕引人員離水面的高度大約是船舶高度的一半，船舶要通過通航孔，則意味著駕引人員平視的位置應低于通航橋孔的一半高度位置。駕引人員可以一支筆或手指對準橋梁一半高度的位置，若船舶接近橋梁時筆或手指有往下的趨勢，則說明本船超高不能通過。

（四）海事部門及有關部門監管

海事部門及有關部門監管的主要作用是督促航運公司、橋梁企業落實安全主體責任，維護橋區水域通航秩序。同樣可以按本質安全理論從船舶發生誤操作后采取措施不發生事故以及減少誤操作兩方面來設計。

1.船舶誤操作后的事故防范

若橋區水域在VTS覆蓋區，海事部門可以通過核查船舶報告的高度，及時制止船舶進入橋區水域；可以設置船舶偏離航道的報警，及時發現并提醒偏離航道的船舶；可以關注操縱困難的船舶，提醒其他船舶及時避讓；可以制止船舶在橋區水域追越、掉頭、試航或并排航行等可能造成船碰橋的行為；對重點船舶，如初次過橋的船舶、一些船況較差的船舶密切關注，一旦發現航行存在異常立即制止。

若橋區水域不在VTS覆蓋區，海事部門可以通過船舶報告制、轄區碼頭調度船舶資料等核查船舶的高度，避免超高船舶進入橋區水域；使用監管指揮系統對橋梁分級管控；對重點船舶必要時實行現場管控，維護好橋區水域通航秩序，制止船舶偏離航道、富裕高度不夠等威脅橋梁安全的行為；在臺風期、汛期加強對橋區水域附近船舶的核查，及時清理無動力船舶、低標準船舶等。

2.減少船舶的誤操作

橋梁、航道主管部門要組織對橋梁、航道的核查，督促橋梁企業落實主體責任，確保橋梁標識、航標符合要求，減少船舶誤操作，協同海事部門共同做好防船碰橋工作。

海事部門要督促航運企業落實主體責任，將防船碰橋工作納入航運公司安全管理體系審核內容；制定橋區航行規定，規范船舶在橋區航行的行為；加大對船舶的檢查力度，防止低標準船進入橋區水域；加大對典型案例的宣貫，制作橋區水域航行指引，提醒駕引人員謹慎駕駛等，減少船舶在橋區水域的誤操作行為。

五、結語

防范船碰橋工作涉及多個部門，是一項系統性安全工程。要達到不發生事故的目標，僅靠面面俱到地排查安全隱患仍然不夠。本文利用本質安全理論對防范船碰橋工作進行重新梳理，為防范船碰橋工作提供一種全新的思路，相信通過橋梁、船舶方面的專家繼續深入研究，一定可以找出不發生船碰橋事故的方法，真正實現橋梁的本質安全。