基于ETA的油库作业安全风险评估研究

仲伟瑞

摘要:根据油库作业安全管理规定和要求,研究形成了一种基于ETA的油库作业安全风险评估方法。该方法通过构造油库作业事件树,定量计算各后果事件的发生概率,并结合后果事件的严重程度确定风险指数,科学划分风险等级,发布相应风险警报,从而有效防范事故发生。油库输油管线动火作业安全风险评估实例表明了此方法的科学性和有效性。

关键词:石油库;作业安全;风险评估;ETA

中图分类号:E234文献标识码:A

Abstract: According to the prescripts and requests of the oil deport operation safety management, we build up a mothod of oil deport operation safety risk evaluation based on ETA. Through constructing the event tree for oil deport operation, this method can calculate the probability of the sequent event, find the risk index associated with the severeness of the sequent event, divid risk grade and put out risk alarm. So it can keep the accidents away efficiently. An example of some oil deport fire operation safety risk evaluation on the pipeline makes it clear that this method is feasible and effective.

Key words: oil deport; operation satety; risk evaluation; ETA

0引言

事件树分析法(Event Tree Analysis,ETA)是安全系统工程的重要分析方法之一,它不仅可以对油库作业事故及不安全因素进行事前预测,估计事故的可能后果,还可以对事故原因进行事后分析。因此,事件树分析法有着较强的优越性和灵活性,基于ETA理论和方法对油库作业安全风险进行评估,能显著提高油库作业安全风险评估的科学性和有效性。

1基于ETA的油库作业安全风险评估原理

1.1方法概述

作为运筹学中的决策树分析在安全系统工程领域的应用,ETA是一种从原因到结果按时间顺序描绘事故发生的树形模型图,利用事件树可以对事故因果关系进行逻辑推理分析。系统中的每个要素都完成规定的功能,则称为成功(或可靠),某要素未完成规定的功能,则称为失败(或不可靠)。

基于ETA的油库作业安全风险评估,是根据油库技术规范和安全管理制度,运用ETA对各类油库作业流程潜在的危险、有害因素进行分析和测算,找出安全技术和安全管理方面存在的不足和缺陷,判断发生事故的可能性及其危害程度,确定危险等级,发布风险预警,为规避、降低风险提供科学、有效的决策支持。

1.2风险评估步骤

1.2.1风险辨识

风险辨识是找出油库作业中可能引发事故导致不良后果的各类危险源。危险源包括实体类危险源和状态类危险源。其中,实体类危险源是各类实体本身所固有的危险性,如多数油品都可以看作是实体类危险源;状态类危险源是导致危险物质的安全约束条件被破坏或使限制措施失效的各种不安全隐患。

某个特定场所的实体类危险源是客观存在的,在一定时期内不会有变化,但是状态类危险源的存在是实时变化的,并因其导致了油库作业安全风险等级的动态变化性,对其进行实时的监控能准确有效地反映某项作业实时的安全状况。因此,在油库作业安全风险评估中,选用状态类危险源作为安全风险评估和预警的要素。

油库作业状态类危险源主要包括四个方面:

(1)人的失误或不安全行为,如操作错误、穿钉子鞋、乱闯禁区等;

(2)物的不安全状态,如设备完好率低、电气故障状态;

(3)环境的不适宜状态,如温度不适宜、雷雨天气、地质灾害等;

(4)管理上的缺陷,如人员分工不合理、人员不到位、操作水平不高等。

1.2.2事件树分析

事件树分析从事故的初始事件开始,途经中间环节事件到最终后果事件为止,每一事件按“成功”和“失败”两种状态进行分析。成功和失败的分叉点称为节点,用树枝的上分支作为成功事件,把下分支作为失败事件,按事件发展顺序不断延续分析,直至最后结果,最终形成一个在水平方向横向展开的树形图。根据事件发展的不同情况,如果已知每个节点处成功或失败的概率,就可以计算出各种不同结果的概率。

(1)确定事件系统的组成要素

事件系统的组成要素包括初始事件、中间环节事件和后果事件,按照事故发展的时间先后顺序,通常把事故发展过程中某一要素最开始发生的事件称为初始事件,某些要素在中间发展阶段发生的事件称为中间环节事件,中间环节事件一般是按一定顺序发生的,系统最后的结果为最终后果事件。

(2)建造事件树图

确定和分析初始事件发生后,从初始事件开始,从左向右展开绘制事件树图。根据各中间环节事件的因果关系以及成功与失败的两种分支状态(根据需要也可有两种以上的分支状态,如温度的正常、过高、过低三种分支状态),分析各种可能的结果,找出后果事件。在事件树建造过程中,如果某一非正常事件的发生概率极低时可以不列入中间环节事件中。

(3)事件树定性分析

通过事件树图可以直观、定性地看出有哪些因素导致了事故的发生,还可以看出事故发展进程中各种因素的先后影响顺序,由此确定防止事故发展的应急响应措施,防患于未然。

1.2.3事件概率分析

在已知初始事件和各中间环节事件发生概率的前提下,可计算出事件树中每一个最终后果事件的发生概率。我们把由某一初始事件引出的事件链上的所有失效事件的概率加起来就得到由该初始事件引起的失效概率。对所建完的事件树,收集、分析各事件的发生概率及其相互间的依赖关系,定量计算出各后果事件的发生概率。

以图1所示的一个简单的事件树为例,说明事件树各分支链后果事件的发生概率的计算方法。根据事件树中的各事件发生的相互关系,其后果事件的发生概率计算如下:

(1)独立事件

当事件树中的各事件的发生是独立的,则各分支链后果事件的发生概率为初始事件与各中间环节事件发生概率的概率积。以图1中的事件树种后果事件IS S 为例,其发生概率为:

PIS S =PIPS PS (1)

(2)非独立事件

当事件树中的各事件的发生不是相互独立时,进行事件树中后果事件发生概率的计算较为复杂。此时,必须考虑各事件发生的条件概率。以图1中的事件树种后果事件IF F 为例,其发生概率为:

PIF F =PIPF |IPF |F ,I (2)

其中:PF |I表示在初始事件I发生的条件下,系统1失效事件F 发生的概率;而PF |F ,I表示在初始事件I发生、系统1失效事件F 也发生的条件下,系统2失效事件F 发生的概率。

1.2.4风险评估

(1)风险指数的确定

油库作业安全风险由后果事件发生的可能性(概率)和后果事件对业务的影响严重程度确定。通过分析不同作业产生的后果事件类型、影响范围和损失程度,将油库作业事故分为特大事故、重大事故、严重事故和一般事故四等,其严重等级可由对应的危害指数直接体现,具体详见表1。

对于独立事件序列T',可能发生事故的风险指数Ω可由如下公式计算:

Ω=L×PT' (3)

其中,L为发生事故或后果事件的危害指数,PT'为事故或后果事件发生概率。

(2)风险等级划分、预警

为便于区分风险程度,从而采取不同的有效措施,根据油库作业风险指数大小,将油库作业风险分为高度风险、较高风险、中度风险和轻度风险,并相应发布红色、橙色、黄色和蓝色警报(详见表2),从而引起相关部门和人员重视,有针对性地采取应急响应措施。

2应用实例

油库输油管线动火作业事故教训深刻,轻则造成跑油、冒油、漏油、混油和设施设备损坏,重则造成严重经济损失和人员伤亡。根据表1对事故类型的分类,油库输油管线动火作业各等级事故均有可能发生。因此,油库输油管线动火作业存在较多风险。基于ETA对油库动火作业风险进行评估,有助于明确不同作业环节对作业后果的影响程度,从而能够迅速采取相应的应急响应,有效规避作业风险。

根据作业流程和事故分析,构造油库管线动火作业事件树。我们假定各事件的发生是相互独立的,通过风险辨识、故障树和专家经验分析,计算得出各分支链的后果事件概率如图2中所示。根据后果事件类型和发生概率,按式(3)分别计算各后果事件的风险指数,从而明确风险等级,并发布风险警报(如图2所示)。

3结束语

基于ETA对油库作业安全风险进行评估,从油库作业流程入手,按照科学的程序和方法,对油库作业过程固有的或潜在的危险因素,发生事故的可能性以及这些危险因素可能造成的损失或伤害程度进行识别、分析和评估,并以设定的指数、级别或概率,对某项作业和操作的危险性给以量化处理,确定其发生概率和危险程度,以便采取最经济、合理及有效的安全对策,保障油库作业安全进行,为预防事故的发生提供行之有效的安全对策和管理办法。

参考文献:

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[4] 刘新建,杨鹃鹏,程向新. 基于ETA的客滚船车辆舱火灾原因和控制分析[J]. 北京:航海技术,2008(1):24-25.

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文