基于故障樹分析法的危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案完備性評估

[福州大學 福州 350108]

引言

?；返拇鎯l件特殊，在利用槽罐車運輸的過程中，容易造成道路運輸事故。由于交通運輸事故極其容易導致泄露，輕則污染環境，引發周邊人員中毒，重則引起燃燒爆炸，由于其事故本身和次生衍生事件造成的現場及周邊群眾重大傷亡和財產損失事故，危險性和處置難度大[1]。根據《危險化學品安全管理條例》的規定，縣級以上地方各級人民政府負責危險化學品安全監督管理綜合工作的部門應當會同同級其他有關部門制定危險化學品事故應急救援預案[2]。然而，我國現行的相關應急預案啟動后，并不能完全覆蓋事件災情的全部要素，應急預案完備性差、可操作性不強等一系列問題凸顯[3]。因而對危化品槽罐車運輸事故應急救援預案進行完備性評估，提升應急預案的質量顯著提升，以減少事故發生后造成的危害和損失。

國外對于應急預案的研究起步較早，已經形成較完備的應急預案體系，研究主要集中在應急預案的編制和事故的應急處置上，鮮有對單份預案的評估研究。Paul Sarah概述了英國的綜合應急管理（IEM）策略，展示了在發生緊急情況時，應急預案涉及的部門如何與中央政府聯絡，共同應對[4]。David Alexander對如何編制應急預案及應急預案的未來演進與發展進行了詳細的闡述[5]。Ferreira等則基于ARICA預先建立的方法開發了一種新的城市火災風險評估方法，以應對城市火災時的安全要求和優化應急預案[6]。Eshkol Batel等通過研究印度南部奧羅維爾市應急預案的實施情況，為未來應急預案編制提供參照的可能性[7]，這些研究對我國應急預案完備性的研究起到一定的借鑒作用。

國內學者對安全生產類應急預案完備性的研究還剛剛起步，相關的研究較少。燕華、林逢春在分析企業環境污染事故應急預案編寫完備性的基礎上，對上海市的環境污染事故應急預案進行評估，并提出了修改意見[8]。張利華、黃寶榮等通過故障樹的分析方法，對杭州市部分自然災害應急預案的完備度進行評價[9]。王立新等將故障樹分析法和完備性分析法結合起來，對應急預案進行了評析[10]。高明、李文云等也運用故障樹的理論方法對電網調度自動化系統應急預案的完備度進行量化研究[11]。夏寶成、牛帥印等則通過魚刺圖分析構建了應急預案完備性評估指標體系，對我國專項應急預案完備性評估方法進行探討[12]。崔利杰、曹志遠將應急預案和物元分析法結合起來，對航空事故應急預案進行評估研究[13]。崔志猛、王彥富等研究了將故障樹分析法和層次分析法結合的鉆井應急預案完備性評估方法[14]。王思琦、張志明等將故障樹結構貝葉斯網絡化，建立一種基于貝葉斯網絡的船舶污染事故應急預案完備性評估新方法[15]。孫延浩、張琦等從完整性、可操作性、針對性、協作性和可持續性5個維度對鐵路應急預案進行評價研究[16]。李俊捷等利用傳遞閉包法的模糊聚類分析法選取指標建立跨區域綜合交通應急救援預案指標[17]，而張健則基于改進TOPSIS模型對電梯事故應急預案進行評價，最終確定最優方案[18]。

從文獻上可見，與危險化學品運輸事故應急救援預案完備性的評估研究相關的內容有限。因此，本文將結合應急管理實踐，遵循應急管理全過程理念，將故障樹分析法引入到危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案的完備性評價中，以福州市為例，以發現預案中存在的薄弱環節，為應急預案的優化提出建議。

一、應急預案評估方法

利用故障樹分析法（FTA）對應急預案完備性進行評估的流程如圖1所示：

圖 1 應急預案完備性評估流程圖

（一）建立故障樹

1. 故障樹分析法簡介

故障樹分析法（FTA）：是對可能造成系統故障的要素進行全面分析，繪制倒樹狀邏輯因果關系圖，對系統內部為什么發生該故障進行診斷的方法[19]。運用故障樹分析法對應急預案的文本進行完備性評價，第一步選擇一個最不希望發生的故障事件作為故障樹結構圖的頂端事件，其次，將所有可能導致頂端事件發生的直接原因作為中間事件，根據之間的邏輯關系將頂端事件—中間事件—基本事件用適當的邏輯門（“或門”/“與門”）連接起來。最后，找出導致二級故障（即中間事件）出現的直接原因，一直追溯到位于故障樹底端的基本事件?；臼录樽钪苯邮录磳е孪到y發生故障的根本原因。再通過演繹法，把故障樹的頂端事件邏輯分解，得到最小割集（基本事件）。

故障樹分析法（FTA）是運用從上到下的演繹推理方式進行系統實效性分析的方法，這種分析法，形象地進行危險源的分析，逐一排查出系統失效的原因，可進行定性或者定量分析。在安全工程以及可靠度工程的領域通常被用來確認某一安全事故或是特定系統失效的發生率，了解系統失效的原因，并找到最好的方式降低風險，以達到提高系統有效性的目標。

2. 建立標準故障樹結構

基于故障樹分析法，綜合借鑒了參考文獻[5][7][11]中的方法，將頂端事件確定為T（應急預案不完備），查找所有可能引起頂端事件發生的中間事件，用M表示。最后，找出引起中間事件發生的原因，即基本事件，用X表示。

在應急管理全過程理念的基礎上，通過對危險化學品槽罐車運輸事故救援全過程進行調研和對預案編制導的分析和總結，將中間事件確定為：未明確預案編制總則與進行總體分析（M1），未進行監測預報預警與預防（M2），未進行應急響應（M3），未開展善后工作（M4），未說明應急保障措施（M5），未進行宣傳教育和培訓（M6），未進行預案演練（M7），未明確預案附件內容（M8）。

在此應急預案標準故障樹中，用“未”“沒有”表示否定，以“啟動”“開始”“處置”“響應”等作為動詞，來表達和描述每個事件。

3. 確定基本事件權重

可根據經驗、概率重要度分級法和數據統計來確定應急預案故障樹結構中的基本事件權重，也可以從故障樹的結構方面，采用結構重要度分級法、加權結構重要度分析法來確定。具體計算公式如下所示：

由于缺乏相關數據，故通過對故障樹的結構方面進行分析，根據公式（1）計算得出各個基本事件及其權重，如表1所示。

4. 確定應急預案完備度計算公式

將待評估的應急預案與表1中確定的事件與權重進行對照，排查缺失的基本事件，對待評估應急預案的不完度與完備度進行計算，公式如下：

應急預案不完備度計算公式：

應急預案完備度Pcompleteness=1-Pincompleteness，具體計算公式:

上式中，Pcompleteness表示應急預案的不完備度；Pcompleteness表示應急預案的完備度。

n為缺失的基本事件個數，p(ei)表示缺失的基本事件權重，m為故障樹的最小割集個數。

表 1 符號與故障樹事件關系及其權重

二、實例分析

以福州市現行的《危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案》為例，運用前文提出的故障樹法，對該案的完備性進行評估。

（一）預案現狀

2018年應急管理機構改革后，成立福州市應急管理局，而福州市現行的危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案仍然是機構改革前由安監局修訂并發布的應急預案，該預案在很長一段時間內起到了保障福州的生產安全，維護公眾的生命財產安全的關鍵作用。

原福州市安監局制定的《危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案》遵循統一領導，分級管理；條塊結合，屬地管理的工作原則。目前，槽罐車運輸事故應急救援預案的組織機構劃分為：危險源控制組、消防組、安全疏散組、安全警戒組、醫療救護組、物資供應組、環境監測組、善后處理組和專家組，總計為9個小組，并根據分組劃定各自職責。該預案中規定，由消防救援隊伍聯合應急救援隊伍共同成立事故危險源控制組，及時對事故發生的風險源進行管控，若面臨事態嚴重，可根據需要請求人民解放軍和武警部隊援助。由消防救援隊伍組成消防組，當危險化學品運輸事故發生，引發火災時，由該組負責對受傷人員的搜救及事故發生地滅火、隔爆、設備容器冷卻、槽罐車和化學品污染區域的洗消工作；安全疏散組負責人員的疏散和物資轉移；安全警戒組負責事故現場交通疏導和治安管理；醫療救護組負責對受傷人員的救治及事故現場必要的防疫工作；物資供應組則由當地政府牽頭，為事故救援提供物資、人力資源、電力等應急保障。環境監測組要實時對土壤、水體、空氣等環境狀況進行監測，及時對現場的危險物質采取處置措施，事后評估?；\輸事故對環境造成的影響程度，為消除事故污染提供依據；善后處理組由民政、保險、工會等部門組成，負責善后工作；由福州市相關專家組成的專家組負責提出應急救援方案建議，指導應急救援，參與事故現場調查、科學制定防范措施，具體如圖2所示。

圖 2 福州市危險化學品槽罐車運輸事故救援組織機構現狀

按照預案中規定的程序，當事故發生，接到接警報告后，各小組按各自分工和職責抵達事故現場實施應急救援處置，預案中將危險化學品槽罐運輸事故分為：槽罐傾覆事故、易燃、易爆或有毒物質泄漏事故、爆炸事故和火災事故，針對上述危險化學品事故的特點采取不同的處置措施。其一般處置措施如下：首先，接警。在接警時確定事故的基本情況，及時獲取發生事故的地址、單位名稱、危險化學品種類、人員傷亡情況等基本信息。其次，根據事故現場化學品泄漏情況，將火焰輻射熱、?；繁ㄋ婕暗姆秶O立警戒區，統一實行道路交通管制。接下來，進行人員疏散。把人員轉移至安全區，一般是從上風側離開。最后，現場控制。根據事故特點和事故引發物質的不同的實際情況，實施不同的防護措施。當事故現場得到控制，事故發生周圍的環境情況監測符合標準，次生、衍生事故隱患消除后，應急指揮部確認無誤后即宣布整個應急流程結束。具體救援程序，如圖3所示。

圖 3 福州市危險化學品槽罐車運輸事故救援程序圖

當前，福州市的?；凡酃捃囘\輸事故救援應急預案存在一些漏洞，只偏重處置和應對，而對應急管理的其他過程有所輕視甚至直接忽視的傾向明顯。由于預案長期未更新，存在嚴重的滯后性，與當前的應急管理理念和應急處置實際脫節，加之危險化學品槽罐車在運輸途中不安全因素眾多，是流動的重大危險源，一旦事故發生，堵漏作業存在高度的風險性，所帶來的污染和損失都是巨大的，因此，有必要對福州市危險化學品槽罐車運輸事故應急預案進行完備性評估，找出事故預防和應急處置全過程中的薄弱環節，為應急預案的優化提供支撐。

（二）預案完備性評估

1. 預案基本事件缺失情況排查

根據確定的預案標準故障樹涉及的事件及權重，對照福州市危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案進行事件排查，對該預案和預案附件文本內容的缺失情況進行統計。

福州市現行的《危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案》，僅包含總則、組織指揮體系及職責、信息報告、響應工作和附件這幾個模塊，具體完善程度還有待商榷，對比表1之后，得出該預案缺失的事件共有47個，各缺失基本事件的權重如表2所示。

表 2 福州市危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案缺失基本事件符號及權重

2. 應急預案完備度計算

計算福州市危險化學品槽罐車運輸事故救援應急預案的完備度，需要在確定缺失的基本事件權重的基礎上，繪制應急預案不完備的故障樹結構圖，運用布爾代數簡化法得到基于故障樹分析法（FTA）的最小割集，再計算應急預案的不完備度，最后由不完備度得出預案的完備度。

參照預案文本內容和上文確定的各基本事件的權重，繪制出應急預案不完備故障樹結構圖：福州市危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案缺失基本事件故障樹結構，如圖4所示。

圖 4 福州市危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案缺失基本事件故障樹

利用布爾代數法求最小割集，頂端事件T的表達式為：

T=M1+M2+M3+M4+M5+M6+M7+M8

=(X112+M12+M13+M21+M22+M23+X311)M42+(M51+M52+M53+M54+X51+X52+X53+X54+X55+X56)+X61X62+X71X72X73+X81+X82+X83

對上式化簡，得到共28個最小割集：{X112}、{X311}、{X51}、{X52}、{X53}、{X54}、{X55}、{X56}、{X61X62}、{X71X72X73}、{X81}、{X82}、{X83}、{X121X122X123}、{X1311X1312X1313X1314X1315}、{X211X212X213}、{X221X222}、{X231X232X233}、{X421X422X423X424}、{X511}、{X512}、{X521}、{X522}、{X523}、{X524}、{X531}、{X532}、{X541X542X543}。

根據計算可得福州市現行的危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案的完備性約為66.54%。

三、結論與建議

（一）應急預案完備性評估研究結論

應急管理全過程中，任意關鍵階段的缺失或弱化都可能成為應急管理實踐失敗的原因，造成不可逆轉的人員傷亡、財產損失或社會失序[20]。因此，本文通過對福州市應急管理局的實地調研、綜合了安全生產、?；I域專家學者和有關政府單位意見的基礎上，對福州市現行的《危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案》進行詳細閱讀和文本分析，將預案中涉及的內容分為頂端事件、中間事件和基本事件并確定各類事件的權重，建立應急預案的故障樹結構，運用故障樹分析法對應急預案的薄弱環節進行邏輯分析，再利用布爾代數法求出故障樹的最小割集，對應急預案的完備度進行量化評估，得出如下結論。

通過計算得出《福州市危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案》的總體完備度約為66.54%，參照文中的標準，該份預案的總體完備度處于中等偏上水平，應急預案的內容呈現向應急處置一邊倒的狀態，仍然需要進一步的修訂和優化，才能解決應急管理過程不均衡的當務之急，實現多主體協同、全過程均衡。

基于應急管理全過程理論，《福州市危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案》的總則部分、組織機構和職責的設置、應急響應、善后工作及預案的附件內容這幾個程序仍然需要完善與更新。預案中的各個程序中都存在基本事件缺失的狀況，風險分析階段、監測預警與預防、善后工作、物資保障、預案演練、宣傳教育和培訓這六個部分的基本事件的缺失率明顯過高?？傊?，福州市危險化學品運輸事故應急救援預案的文本內容多是對事故的普適性原則進行表述，文本的復制性強，言語表述模糊，沒有參照本區的應急管理實際情況進行制定，忽視了區域的特殊性，缺乏針對性、實用性，可操作性偏低。

（二）應急預案完備性優化建議

可以通過提高完備度來提高預案質量，實現預案的優化。提高完備度行之有效的方案就是針對預案中缺失的基本事件對福州市?；凡酃捃囘\輸事故應急救援預案進行新一輪的修編，根據實際調查和研究，對提升該預案完備度提出以下針對性建議。

1. 應急預案總則與總體分析完備性優化

要加強對應急預案總則與總體分析的完善，首先以提升應急預案的質量和實用性為目標，應急預案編制單位可從應急預案文本的總則部分入手，逐條列出預案編制時所依據的法律法規和文件，明確應急預案的編制依據。其次，著重從預案文本的總體分析來提升應急預案的完備度，確定該預案在預案體系中的位置，理順該預案與上下級、同級預案間的銜接關系。

重視預案制定前期的資源調查與風險評估工作。根據以往事故發生的經驗和對危險化學品運輸事故周圍環境進行調查，對事故可能導致的緊急情況類型、造成的破壞、損失和人員傷亡和事故發生影響范圍及可能導致的衍生事件進行預判，并在預案中加以說明，再進行應急資源調查，摸清福州市各有關的危險化學品槽罐車運輸事故應急單位聯系電話、救援隊伍基本情況、參與救援主要人員名單與聯系電話、專家基本情況和相關的應急物資、器具裝備、避難場所、醫療機構情況，并在預案中列清，增強應急預案的針對性、實用性和操作性。

2. 風險監測預警預防完備性優化

提升優化風險監測預警預防階段的完備度，要在預案中說明風險監測預警的部門及相關負責人、預警信息的收集渠道和監測方法、預警級別及響應級別并規劃好預警信息報告和發布流程。此外，還應該以文本的形式在預案中為各個相關主體提供相應的風險應對措施，發揮應急預案防患于未然的作用。

3. 善后工作完備性優化

善后工作部分完備度的提升首先要做的是通過書面規定有關單位制定并實施恢復重建方案，明確救援隊伍、經費、物資、醫療、保險機制等各方面保障。在應急預案中應明確規定有關部門按照職能加強相關類別應急物資和裝備儲備，建立健全應急物資裝備管理協調機制，加強綜合和專業應急救援隊伍建設，適應全災種應急救援需要。由福州市衛生健康委員會牽頭聯合全市醫院，加強醫療保障建設。氣象局提供必要的氣象保障，縣級以上人民政府應提供必要支持，確保善后工作順利開展。

4. 宣教培訓與演練完備性優化

對應急預案中缺失的應急知識的宣傳教育和對事故災難應對技能培訓演練的明確要求，有關部門應當引起關注。應在預案中增加宣傳教育和培訓內容，置于演練之后，給予此模塊高度重視，平時須做好應急人員的培訓和對相關內容的宣傳和教育,組織有效的危機學習，為科學調查、系統反思和持續改進提供有力的制度保障。此外，可由市應急管理局牽頭，組織危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案中涉及的相關政府部門、企事業單位等對編制的預案進行經常性的演練，居安思危，提高對潛在風險的警惕性，積累對事故救援的經驗，可以減少臨場混亂、現場處置不當的情況發生，提高事故救援的效率，減少傷亡和損失。

5. 預案附件內容完備性優化

及時更新預案附件部分，在該部分標注負責預案維護和更新的部門，要寫清楚該預案由什么單位負責制定和解釋，經福州市政府審批之后，需要在預案中寫明預案的發布和實施日期，對應急預案采取動態管理。

未來的應急管理體系改革將朝著全主體，全過程、全災種、全球化轉變[21]。對應急預案完備性評估的最終目標是預案的實用化，而提高應急預案實用化的有效途徑就是遵循應急管理全過程理論，使應急預案的文本內容能夠涵蓋應急管理全過程。本研究采用的評估方法能夠直觀、有效地將《福州市危險化學品槽罐車運輸事故應急救援預案》的文本缺失程度量化，并為危化品運輸事故救援預案的優化提出針對性的建議，但也存在仍然停留在單一預案評估的階段，沒有站在整體的角度考慮預案體系優化的不足，將在今后的研究中進一步完善和提升。