淺析舞臺剛性防火幕風險管理應對方法及風險狀況評估

宋宏，楊正軍，王濤

（1.中藝質檢（北京）文旅發展有限公司，北京 100076；2.中國藝術科技研究所，北京 100007）

1 前言

劇場作為一種觀演建筑，由觀眾廳和舞臺表演區組成，專業劇場通常采用鏡框式舞臺型式，觀眾區和舞臺區之間通過舞臺臺口相連。舞臺剛性防火幕是一種位于臺口的專用舞臺機械設備，萬一在舞臺區內失火能迅速降下將觀眾區和舞臺區分隔開來，阻擋火勢和煙霧向觀眾區蔓延，為觀眾的疏散贏得時間。

剛性防火幕由幕體結構、密封及導軌裝置、平衡重裝置及其導軌、卷揚升降機構、緩沖阻尼裝置、電氣及控制系統、緊急釋放裝置等組成，正常情況下，幕體是通過卷揚機構升降。緊急情況下，通過緊急釋放裝置使得幕體僅依靠自重下降，通過阻尼裝置控制下降的時間避免對舞臺地面的沖擊（圖1）。

圖1 舞臺剛性防火幕示意圖

劇場是人員密集性場所，舞臺剛性防火幕作為重要的安全類設備，其自身的安全性備受劇場管理人員的關注，它的安全管理一直是劇場安全管理的重點之一，本文將討論通過對防火幕進行以預防控制為核心的風險管理來降低風險、避免事故。

2 舞臺剛性防火幕的風險管理

2.1 風險管理概述

危險源辨識及風險評價是一種預防性的手段和現代化的管理方法。風險是指不期望事件概率與其可能后果嚴重程度的結合。風險管理通過識別風險、處置并控制風險，達到預防損失的目的。風險分析和風險評價是基礎，通過查找、分析和預測系統中存在的危險因素及可能導致的危險后果及程度，根據設定的風險標準和可接受準則，提出合理可行的安全對策措施，指導危險源監控和事故預防，降低風險、減少損失，即進行風險控制才是風險管理的目的。

如圖2所示，風險管理由風險分析、風險評價和風險控制幾個過程組成。首先，通過風險分析對特定系統進行危險辨識、頻率分析和后果分析；在風險分析的基礎上進行風險評價，即判斷系統的風險是否可被接受；風險控制是根據風險評價的結果選擇、實施降低風險的措施和對策，并通過風險狀況評價檢查風險管理決策及其實施效果，視情況不斷進行調整和修正的過程。

圖2 風險管理的組成及相互關系

2.2 風險分析與風險評價

這兩個環節主要是對潛在的各種風險進行系統的歸類和實施全面的識別和衡量，常用的風險分析的方法有安全檢查表法、風險矩陣、預先危險性分析（PHA）、故障模式及影響分析（FMEA）、故障樹分析（FTA）、可操作性研究（OS）、致命度分析（CA）、危險和可操作性研究（HAZOP）等。

文獻[2]將故障模式及影響分析（FMEA）應用在舞臺剛性防火幕風險分析和風險評價中，以幕體墜落這一安全事故為例，得出了事故潛在故障模式，根據可能性等級和嚴重性等級，得出了這些故障模式的風險評價指數，再根據風險評價指數的值按照預先確定的評價準則，將這些故障模式的風險水平分成4類，并將風險水平為“嚴重”和“高”的故障模式作為不可接受的故障模式，再通過故障樹分析（FTA），對這些不可接受基本故障事件的重要程度做了排序，結果見表1。

表1 故障樹基本事件排序表

2.3 對策和措施

通過風險分析和分析評價，針對事故和事故隱患發生的各種可能原因事件和條件，提出消除危險源和降低風險的安全技術措施，特別是從設計上采取相應措施，實現設備本質安全化。

狹義的本質安全，按照GB/T 15236-2008《職業安全衛生術語》中對“本質安全”的定義：“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”，即本質安全是在設計階段就采取技術措施使得設備本身具有防止事故發生的功能，從“人”和“機”兩個因素著手：（1）“失誤—安全”功能，即操作人員出現誤操作時也不會造成事故，當出現誤操作時，設備能夠自動屏蔽錯誤指令，切換到安全運行狀態或者停止運行；（2）“故障—安全”功能，即設備在發生故障時也不會造成安全事故，而是能自動切除或隔離故障部位，安全地停止運行或轉換到備用部分。可以看出本質安全強調設備自身內在安全的重要性，從設計源頭采取措施。

舞臺剛性防火幕的基本安全理念也是基于本質安全的原則，針對這些風險水平為不可接受的隱患，在設計上的通常做法是增大安全系數或采用單件失效預防準則設計。

單件失效預防“意味著該系統必須設計并建造成使任何一個結構、機械的或電氣的元組件由于使用不當、隱蔽缺陷或長期磨損引起的故障都不會導致一個破壞性后果，而將會停止系統的運行并給予提示，直至故障排除”。

為了進行單件失效預防設計“需要花費時間區分析每個組件失效的后果（可以使用一個稱為故障模式及影響分析的正式程序，或FMEA）”。為滿足單件失效預防設計準則要求，在設計中通常采用冗余方式、控制系統采用串/并邏輯控制、安全監測功能等技術措施。

以表1中排序為1的5個基本故障事件為例，設計時可以考慮以下措施：（1）卷揚升降系統設置兩個制動器，一個作為工作制動器，另一個作為支持制動器兼作安全制動器，工作制動器可以安裝在高速軸上，安全制動器布置在卷筒上，這樣在如減速機軸斷裂、卷筒軸上鍵連接失效之類的升降機構載荷路徑上的部件出現故障時，安全制動器能直接抱住卷筒，防止載荷跌落。正常工作時，安全制動器略延時與工作制動器，既能保證能有效地制動幕體，又能減少因制動力矩過大產生巨大的沖擊造成附加載荷。在制動器的選型上應保證每個制動器都滿足全部載荷的制動。（2）卷筒設計時，應考慮幕體在最低位置時卷筒上鋼絲繩應保留一定的安全圈數，避免鋼絲繩固定在卷筒上的壓板連接失效。卷筒壁不需要防單一故障特性，設計時考慮一定的安全系數。（3）斷軸保護裝置安裝在卷筒的底部，當減速器軸或卷筒軸斷裂時，斷軸保護裝置能夠支撐住卷筒，不會發生更嚴重的跌落，保證卷筒不會與制動系統脫開，同時觸發保護開關，發出報警，啟動制動器動作，保持住載荷不跌落。（4）為防止提升鋼絲繩斷繩引起的事故，設計時采用單件失效預防準則，卷揚升降系統由兩根鋼絲繩組成，每根鋼絲繩都滿足全部載荷的提升，當一根鋼絲繩斷裂時，載荷由另一根鋼絲繩承擔，避免載荷跌落。（5）為防止吊耳脫焊造成事故，在設計時可以改變吊耳與幕體之間的焊縫型式，使之受力更合理；提高焊縫的質量等級，要求對焊縫進行探傷。（6）控制系統中對這幾種失效型式增加安全監測手段。由于事故發生的可能性涉及人的不安全行為、物的不安全狀態、環境的不良狀態、管理的欠缺，因此，廣義的本質安全包括“人—機—環—管”這一系統表現出的安全性能，通過優化資源配置和提高其完整性，使整個系統安全可靠。從這個角度出發，對于上述幾個風險水平高的故障隱患，除了設計階段的技術措施外，在制造、安裝、檢驗、使用維護、保養中也要重點關注，通過基于風險的全過程管理來避免事故發生。

3 舞臺剛性防火幕的風險狀況評價

通過對舞臺剛性防火幕的風險狀況進行綜合評價，來檢查衡量風險控制對策和措施的實施效果，同時，也對防火幕的安全監管提供依據。

3.1 風險狀況評價指標體系建立

評價指標的選取直接影響綜合評價的結果，指標并非越多約好，一般選取盡可能少的重要指標，評價模型通常采用層次模型。風險狀況評價指標體系的建立應遵循科學性、全面性、可行性、可比性和穩定性的原則。舞臺剛性防火幕的評價指標體系見圖3，采用兩層結構。

圖3 舞臺剛性防火幕風險狀況評價指標體系

3.2 建立模糊層次綜合評價模型

本文采用將模糊理論與層次分析方法相結合的模糊層次綜合評價法對舞臺剛性防火幕的風險狀況進行評價。

（1）確定綜合評價集。U={U1，U2，U3，U4}={設備狀況，人員狀況，環境狀況，管理狀況}。

（2）確定各評價因素的子因素。U1={uuu，u12，u13，u14}={外觀檢查情況，性能參數指標，安全保護裝置，警示裝置及標識}；U2={u21，u22，u23，u24}={人員基本素質，教育培訓，操作維修技能，安全意識及遵章守紀}；U3={u31，u32}={工作照明條件，場地障礙情況}；U={u41，u42，u43，u44}={領導安全意識，機構及人員配置，操作維保檢修制度及執行，應急預案及演練}。

（3）確定指標權重的分配。本文采用層次分析法（AHP）確定指標權重：將問題分解成遞階層次結構，將下一層次的各因素相對于上一層次的各個因素進行兩兩比較，這里采用常用的1～9標度方法判斷，構造判斷矩陣，通過計算進行層次排序和一致性檢驗，最后總排序，得到各因素的組合權重。W={W1，W2，W3，W4}={0.36，0.28，0.08，0.28}，W1={w11，w12，w13，w14}={0.27，0.27，0.27，0.19}，W2-{w21，w22，w23，w24}={0.18，0.22，0.30，0.30}，W3={w31，w32}={0.37，0.63}，W4={w41，w42，w43，w44}={0.32，0.28，0.28，0.12}。

（4）建立評價集。V={V1，V2，V3，V4，V5}={優秀，良好，一般，較差，很差}。

（5）確定指標評價矩陣Ri，這里采用專家評議法。

（6）求各因素評價矩陣：Bi=Wi·Ri（·為模糊算子，本文采用普通乘法算子）。

（7）確定目標評價矩陣R：R={B1，B2，B3，B4}T。

（8）求綜合評價矩陣：B=W·R。

取數值最大的評語作為綜合評判結果。

3.3 模擬應用示例

表2為模擬某劇場的舞臺剛性防火幕進行模糊層次綜合評價結果。可以看出，該劇場的舞臺剛性防火幕風險狀況等級為一般，它的隸屬度為39.74%。

表2

4 結語

本文舉例說明在風險分析和風險評價基礎上，通過本質安全設計和全過程風險控制措施降低風險，利用模糊層次分析法對舞臺剛性防火幕風險狀況進行綜合評價，為舞臺剛性防火幕的風險管理提供了思路。