事故致因“2-4”模型中“事件”与“动作”的关系探讨

郭孝臣 傅 贵教授 郝传波 孔庆端

(1.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院，北京 100083；2. 黑龙江科技大学 安全工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022；3.河南鑫安利安全科技股份有限公司，河南 郑州 450001)

0 引言

事故致因“2-4”模型作为一种通用事故原因分析方法，对于事故不同层次原因的分析和获取以及针对性预防措施的制定有着重要的意义。自2005年第一版“2-4”模型[1]提出至今，本课题组已修改完善至第五版，从最早的线性事故致因模型发展至“线性—非线性”组合事故致因模型[2]，以便更好地解决由于事故的多样性以及事故原因的复杂性等因素造成的事故原因分析不清晰、不全面，事故预防对策制定针对性不强，安全培训效率较低等问题。在解决上述现实问题的同时，本课题组也在不断完善“2-4”模型各个模块的定义，阐释模块间的相互关系[3-4]，进一步改良模型。本文将对第五版“2-4”模型中的“事件”与“动作”之间的关系加以探讨，以期对第五版“2-4”模型中相关模块间逻辑关系进行解释说明，使模型更具实用性与通用性，为简化模型提供理论支持。

1 第五版“2-4”模型

“2-4”模型作为一种通用事故原因分析工具，一直处于不断发展和完善中，现已形成了第五版模型。模型中各原因模块界限清晰、逻辑关系明了，并且各原因模块都具有明确定义。

“2-4”模型的前4个版本均以线性图呈现，而在第五版中，分别给出了模型的动态非线性图，如图1(a)，静态线性图，如图1(b)。动态图描述了在整个事故发展过程中，“2-4”模型中“动作”与其他原因模块之间存在连续的、动态的作用关系；静态图则表达出在事故发展的某一时刻瞬间，各原因之间即时的线性关系。与之前版本相比，第五版“2-4”模型的结构模块中去掉了“不安全”、“缺欠”等描述，并将“事故”改为“事件”，从而可以表达出正、负效应事件的发生机理。事故致因“2-4”模型目前主要的应用领域为煤矿事故分析，同时在化工、交通、民航、校园和公共安全等领域也得到了应用[5]。

总体来说，“2-4”模型针对于事故原因的分析已较为全面，原因分类清晰独立，应用领域不断扩大，虽然该模型现已趋于完整，但其内容模块和结构框架仍然较复杂，作为通用事故原因分析工具仍存在部分局限性，对模型进一步补充与完善是必要的，故对“事件”“动作”的定义及其二者之间的关系进行探讨，明确二者在模型中的具体内涵及从属关系，以期对“2-4”模型进行简化，增加其通用性。由于“物态”与上述二者关系密切，所以一并讨论。

图1 “2-4”模型(第五版)[2]

2 事件、动作、状态的定义及其属性

2.1 事件

事件(Event)一词在现实生活中有多种义项，根据以往学者的论述，理想地说，事件是时空中的一个点[6]；实际地说，事件是一个确定的时间和空间范围[7-8]。需要注意的是，不论是一个时间点或是一个时空范围，都是确定的，在时空坐标系中是可以用四维坐标标定的。另外，事件应具有正负效应两种属性，正效应为成功事件，负效应为失败事件。从生产经营角度来说，事件正效应即组织正常运行生产活动，产生效益；事件负效应即发生事故，无法正常运作，造成各方面损失等。因此，事故可以归纳为事件，即组织根据适用要求规定的、造成确定量损失的一个或者一系列事件[2]。

2.2 动作

动作(Act)，即“即时行为”或某一时刻的行为，动作通过运动来实现。广泛地讲，在客观的现实世界中，任何物质时时刻刻都在运动，物质世界处在永恒的运动、变化、发展之中[9]，从这个角度来看，动作则广泛存在于人、物质能量或机械设备中，例如人的一个瞬时或持续地动作过程，物质或能量的一个作用过程，机械设备的一个生产运行过程都可以称之为动作。

根据上述观点，笔者认为“人”和“物”均有动作。“人”的动作包括操作、行动和指挥[4],由自身意识驱动做出的运动行为；“物”的动作包括机械设备运转、物质反应扩散等，由自身或外界能量驱动所产生的运动行为，而工作人员正确地操作，机械设备准确地运行，物料之间正常地反应会产生正效应，反之为负效应，故进一步理解，动作也属于事件的范畴，正确的动作导致正效应事件，反之错误的动作导致负效应事件，即事故。

2.3 状态

状态(Condition)，即人或事物表现出来的形态，指现实(或虚拟)事物处于生成、生存、发展、消亡时期或各转化临界点时的形态或事物态势。物态即物的状态，包括材料、工具、设备设施、场所、环境、能量等在工作运转或作用反应过程时所表现出的状态[4]，而人的状态则以更多的形式体现，例如处于某种环境下的生理心理状态、某一时刻进行某项作业时的操作状态等。所以，状态可以分为常时状态和瞬时状态，常时状态较为稳定，如人的心理、生理、意识状态或连续稳定的运动状态，物的温度、压力、浓度状态或平常的运行状态等；瞬时状态强调某时刻下人或物所表现出的动作或运行状态。“状态”是人或物都具备的，并且伴随着人或物的动作过程，所以同样属于事件的范畴，且包含于动作中。

综上所述，“动作”和“状态”这两方面是“人”或“物”两者都具备的，并且动作、物态、事故均属于事件。事故这种事件可以认为是人或物的动作过程中的某一瞬时状态，而且瞬时状态存在于动作过程中，即动作包含状态，更加证实了动作、物态、事故都是事件的观点。所以，“动作”与“事件”可以相互替代或混用，如图2。

图2 “动作”与“事件”的关系[10]

3 案例说明

下面利用一起事故案例对上述图示进行解释说明。所选事故案例为北京交通大学“12.26”实验室爆炸事故。

3.1 案例描述

2018年12月26日，北京交通大学市政与环境工程实验室发生爆炸燃烧，事故造成3人死亡。根据事故调查报告，事发项目为垃圾渗滤液污水处理横向科研项目，由市政与环境工程系教授李某负责具体实施。本实验中存在燃烧爆炸风险，但在该实验中李教授未事先对实验进行整体风险评估。

在12月24日第一次采用搅拌机对镁粉和磷酸进行搅拌反应时，成功制作出预期成果，且未发生爆炸，偶然性地验证了李教授实验方案的可行性，故12月26日上午9时27分进行重复性实验，进行小批量工业生产，该次实验只有李教授的研究生在现场操作，李教授本人却未在现场指导。上午9时33分，由于搅拌机转轴处金属摩擦、碰撞产生的火花引燃反应过程中料斗内产生的氢气，发生爆燃，继而引爆了镁粉尘云，爆炸产生的冲击波和高温火焰再次点燃堆放在实验室内的桶装镁粉及其他可燃物，同时保卫处立即报警。9时43分消防队到场救援，发现现场3名同学已被烧死，18时现场清理完毕收队。

3.2 事故原因分析

利用“2-4”模型对上述事故进行原因分析，分析到个人层面。

(1)直接原因。

①不安全动作。

a.违规购买、储存危险化学品：李教授违规购买过量镁粉等危险化学品，并将之储存于实验室内，且未登记入册。

b.错误制定实验方案：李教授违规在教学实验室进行小规模工业生产；未进行严谨完善的实验可行性验证。

c.违规使用不符合规定的器材进行实验操作：李教授指挥学生使用网上购买的饲料搅拌机(不符合实验要求)进行实验。

d.实验过程中出现错误操作：李教授指挥学生使用实验工作服封盖搅拌机顶部活动盖板，以避免镁粉扬尘。

e.未做好实验安全防护措施：实验中未进行可燃气体检测；实验前未检查实验器材安全性。

②不安全物态。

a.实验所用搅拌机运行过程中产生摩擦火花且没有配备密闭防爆装置。

b.实验室没有配备通风装置。

c.实验室没有配备可燃气体检测装置。

d.实验所用危险化学品杂乱堆放且距离实验现场很近。

(2)间接原因。

“2-4”模型中针对间接原因的分析有5个方面，分别是安全知识、安全习惯、安全意识、安全心理和安全生理，统称为安全能力。考虑到本次事故涉及到的是高校中的教授及其研究生，在知识和习惯方面均接受过良好的培训和严格的考核，所以间接原因的分析重点在于安全意识、生理和心理方面。

①安全意识方面。

a.李教授没有危险化学品需登记且按规摆放的意识。

b.李教授没有按照实验室规定流程进行操作的意识。

c.李教授没有教学用实验室不能进行小规模工业生产的意识。

d.李教授没有对高风险实验进行事前评估和事中预防的意识。

e.参与实验的研究生没有坚决反对不可行实验方案的意识。

②安全生理/心理方面。

a.李教授存在急功近利、侥幸和冒险不安全心理。

b.参与实验的研究生存在侥幸和冒险不安全心理。

笔者在上述事故原因分析中，应用的是第五版“2-4”模型所规定的分析方法，直接原因中不安全动作指“人”的动作未涉及“物”的动作，不安全物态包括“物”的状态和动作，间接原因中的5个安全能力均为“人”的状态。

案例中提取出关键的不安全动作和不安全物态，为“李教授指挥学生使用网上购买的饲料搅拌机进行实验”和“实验所用搅拌机运行过程中产生摩擦火花且没有配备密闭防爆装置”。不安全意识及不安全心理作为涉事人员所携带的状态伴随其整个事故过程中。搅拌机运行作为物的动作伴随事故过程中，产生火花作为物的状态发生于爆炸时刻。

3.3 案例说明

以案例描述和原因分析为基础，笔者将对图2进行解释说明。截取12月24日实验开始至12月26日爆炸结束时间段，在该时间段内对“人”“物”的“动作”及“状态”进行分解，图中共有6个模块，结合事故案例确定各模块的具体内容如下：

(1)“人”：李教授及其学生。

(2)“物”：搅拌机及其料斗内实验物料。

(3)“事故”：摩擦产生的金属火花引燃氢气继而引爆镁粉尘云，造成实验室爆炸。

(4)由“人”分解出的“动作”和“状态”。

“动作”：李教授指挥其学生利用饲料搅拌机进行实验。

“状态”：李教授某时段的连续动作状态及某时刻的瞬时动作状态，如指挥学生、指导操作(瞬时状态)；学生某时段的连续动作状态及某时刻的瞬时动作状态，如听从指挥、实施操作(瞬时状态)；李教授及其学生的意识和心理状态(常时状态)。

(5)由“物”分解出的“动作”和“状态”。

“动作”：饲料搅拌机对实验物料进行搅拌；实验物料间的微观化学反应(产生氢气)和宏观物理反应(产生镁粉扬尘)。

“状态”：饲料搅拌机金属部件碰撞摩擦无火花的状态(常时状态)及产生火花的状态(瞬时状态)；料斗内氢气和空气相混合且与镁粉粉尘并存的状态(常时状态)。

(6)由“事故”分解出的“动作”和“状态”。

由于事故有起点和终点，为进行案例说明，笔者规定事故起点为12月26日开始实验即启动搅拌机的时刻，事故终点为爆炸结束引起燃烧的时刻，事故中包括“人”和“物”，分解出的“动作”和“状态”如下。

人的动作：学生将实验物料放入搅拌机；学生按下按钮启动搅拌机。

人的状态：学生投放物料的瞬时动作状态和启动搅拌机的瞬时动作状态(瞬时状态)；学生进行实验时的安全意识不足和安全心理不佳的状态(常时状态)，如没有防火防爆意识，没有通风意识，存在冒险侥幸心理等。

物的动作：搅拌机旋转；搅拌机转轴盖板与护筒碰撞摩擦；实验室内物体碎片飞起、砸落。

物的状态：搅拌机部件摩擦产生火花(瞬时状态)；镁粉由于搅拌扩散为镁粉尘云(常时状态)；物料反应生成氢气(常时状态)；爆炸前后实验室的整齐与杂乱(常时状态)。

结合上述内容对图2做出解释，并附图3说明。

第一，根据“事故”分解出“人”“物”两方面的“动作”和“状态”分析得出，缺乏安全意识和心理的学生启动饲料搅拌机进行实验，造成了负效应(爆炸和死亡)，并且发生在一个确定的时空范围内，故属于“事件”的范畴，同理，搅拌机本身和料筒内物料的各种不安全状态伴随着搅拌机的运行，也造成了负效应(爆炸和设备损坏)，属于“事件”的范畴，所以事故是具有负效应的一个或一系列事件。另外根据上述分析得到，由事故分解出的“动作”和“物态”与人和物分解出的“动作”和“物态”基本相同，但从事故中分析出的“物态”更多，这是因为事故发生造成的后果大多数以“物态”的形式呈现，如“爆炸后实验室的杂乱状态”，笔者仅选取了规定事故时间范围内的“动作”与“物态”。

第二，由“人”分解出的若干“状态”都存在于“动作”过程中，包括李教授及学生的瞬时动作状态、意识和心理状态，而第一次动作过程带来了正效应，实验成功；第二次动作过程带来了负效应，实验失败，两种事件也都属于该动作过程的某一时空点，这也证实了“动作”是“事件”，依此可类比“物”分解出的“动作”同样也是“事件”，而造成前后两次实验结果不同的原因，笔者认为是“物”的状态发生了改变，第一次实验金属摩擦碰撞未产生火花或料斗内混合气体未到达爆炸极限，第二次实验则产生了火花或到达了爆炸极限。

第三，从整体上看，将“人”和“物”分解出的“动作”和“状态”结合起来，“人”和“物”的各种状态均伴随于两者的动作过程，由于动作过程中某些状态的改变，从而造成了不同事件的正负效应。如果将整个动作过程看成一个由若干确定点组成的时空范围，那么各个点的状态均存在于此时空范围内，而事件则是该范围内的某一具有正负效应的时空点。

图3 “动作”及“物态”分解

4 结论

以北京交通大学“12.26”实验室爆炸事故为案例，探讨了“2-4”模型中事件和动作的关系，得到以下结论：

(1)动作和状态是人和物两方面都具备的，动作存在于人、物质能量或机械设备中，状态分为常时状态和瞬时状态，常时状态较为稳定，瞬时状态强调某时刻下人或物所表现出的动作或运行状态，所有状态均包含于人或物的动作过程中。

(2)动作、状态、事故均是事件。事件是某个时空范围内的一个点或多个点的集合，事件是人或物的动作，或者动作过程中的某一瞬时状态，且状态包含于动作中，“2-4”模型中“动作”和“事件”是等价的，可以相互替代或混用。