基于FTA的焊接触电事故危险源发生概率统计研究

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　　摘  要：文章研究的核心是使用FTA进行危险源辨识时对基层事件发生概率的统计。通过对一年时间内某房屋建筑施工单位下属41个标段的基础数据统计，运用对工序百分率法、故障时长百分率法对事故发生概率计算结果的影响对比，研究适用于房建工程焊接作业触电事故各危险源相对精确的统计方法，为建筑施工单位对焊接触电事故风险预先性分析提出改进思路建议。
　　关键词：事故树;危险源辨识;工序百分率法;故障时长百分率法;发生概率;统计
　　中图分类号：G633.6        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）09-0018-03
　　Abstract： The core of this paper is the statistics of the occurrence probability of root-events when using FTA for hazard identification. Based on one year time of 41 bid sections' data statistics which subordinate to a construction company， using the methods of working-procedure-percentage and failure-frequency-percentage on the result of accident's probability calculation to make a comparison， this research is suitable for electric shock accidents in construction welding to get a relatively accurate statistical method in hazard identification， and to provide some further advice to improve the risk analysis about the electric shock in construction welding.
　　Keywords： fault tree analysis; hazard identification; working-procedure-percentage; failure-frequency-percentage
　　1 概述
　　建筑施工行業作为“七大高危行业”之一，每年都会发生大量的生产安全事故。安全管理者们是否能够在作业前正确识别工序中存在的危险源是保障施工现场安全生产的前提之一。目前我国一些建筑施工企业应用事故树法（FTA）作为危险源辨识评价的基本方法，通过对构成事故各项基层事件（危险源）的发生概率统计，运用布尔代数分析各危险源之间的逻辑关系，从而相对准确地计算事故发生的概率。本文以2017年某企业下属在建项目焊接作业时发生的一起触电事故为例研究各危险源发生概率的统计分析方法，为建筑施工单位建设危险源数据库提供借鉴思路。
　　2 研究现状和基础
　　2.1 研究现状
　　目前我国各建筑施工单位对于危险源的基础统计数据库建立相对较少，数据基本来源于年度各类型安全检查数据汇总，一般情况下这些数据都仅用作工作汇报，但由于多数施工企业项目数量不够，基础数据不多，再加上缺乏对数据类型的合理划分与体系化分析，因此即便一些施工单位建立了FTA模型，也难以对事故发生概率进行精确计算。现阶段我国使用FTA辨识危险源的施工企业大多采用工序百分率法和故障时长百分率法对各类型危险源发生频率进行统计，两种方法自身的差异会导致计算出的事故发生概率偏差较大，尚未有学者提出哪种方法更适合于施工企业。
　　2.2 研究基础
　　以2017年某施工现场发生焊接作业触电事故为例，运用FTA建立事故树模型并逐层分析危险源，研究危险源发生的概率，论证合适的统计分析方法。
　　事故概况：2017年6月某日，某房建施工项目进行钢筋网片焊接作业，工人李某使用交流电焊机直接从二级配电箱接线，王某在一旁作为旁站监护人员辅助。作业前李某未按安全操作规程穿戴绝缘用具，当其更换焊条时不慎触摸到带电的焊把线，李某感觉浑身发麻，遂不断试图甩掉焊把线但未能成功，王某以为李某在与其开玩笑，并未做任何处理。李某一边用力甩手一边向后跳跃，跳跃过程中被一根预埋钢筋绊倒，随后身体冒起一阵青烟，倒地身亡。
　　依据该事故调查报告，利用FTA对事故进行分析，建立事故树模型如图1所示。
　　通过该事故树可以看出导致李某触电的危险源一共七项，其中人的不安全行为四项（X1未穿戴绝缘鞋;X2未穿戴绝缘手套;X3未及时切断电源;X4未提前清理场地导电杂物），物的不安全状态三项（X5未安装二次空载降压保护装置;X6焊把线裸露;X7未使用三级开关箱）。这七项危险源虽然出自单一的该事故调查报告，但基本可以反馈出现阶段我国建筑施工企业焊接作导致的触电事故全部危险源集合。
　　3 基层事件的定性分析
　　下面分别对该事故树最小割集、结构重要度进行分析，判断各基层事件（危险源）与顶上事件（事故）之间的逻辑关系，寻找哪些危险源及其组合会导致事故最终发生。
　　3.1 最小割集分析
　　首先分析导致该事故的最小割集，确定哪些危险源的组合导致了事故的最终发生，分析过程如下：
　　3.2 结构重要度分析
　　通过结构重要度分析，可以定性判断哪些危险源对事故发生的影响作用最大，分析公式采用我国学者汪元辉于1999年在文[1]中提出的公式1。 　　 将数据分别带入公式1，解得本事故树模型的各危险源结构重要度排序为：Iφ（7）=Iφ（6）=Iφ（5）=Iφ（2）=Iφ（1）>Iφ（4）=Iφ（3）。
　　上述求解结果让我们可以感性地判断导致事故的基层事件中看护人员失职构成的危险源（X3、X4）结构重要度小于其它危险源，与事实基本吻合。
　　4 基层事件发生概率统计方法对顶上事件定量分析的影响
　　3.1章节已经建立了本事故树模型最小割集，对于顶上事件的发生概率采用学者周延在文[2]里提出的公示2进行计算。
　　 基层事件的发生概率统计是否准确直接影响到顶上事件的定量计算精度，目前使用较多的方法主要有两种：
　　（1）通过对企业内部各类型安全检查记录、施工日志中单一危险源的数量进行汇总，得出单一危险源某一时段（通常为一年内）发生的总量，再判断该类型基层事件占此时段内该工序作业总次数的百分比，这种统计方法称为工序百分率法。
　　（2）以同样方法得到的单一危险源某一时段内发生的持续时间为分子，以该工序在此时段内正常作业的总时长为分母计算出百分比，该方法称为故障时长百分率法。
　　4.1 基于工序百分率法的焊接触电事故树定量分析
　　使用工序百分率法计算基层事件发生概率首先需要对企业内部数据进行汇总统计，这些数据包括：定期或不定期开展的安全检查活动记录、项目的施工日志、企业内部事故未遂事件调查报告等，表1所引用的数据源自笔者对事故发生单位的上述资料调查统计。
　　4.2 基于故障时长百分率法的焊接触电事故树定量分析
　　使用故障时长百分率法的第一步仍然是对企业基础数据进行统计，本文数据来源同样为4.2章节事故发生企业的各项安全检查以及工作记录，对故障、工作时长的计算以小时为单位按照国家颁布的人工时间定额进行折算，计算过程如表2所示。
　　4.3 两种统計方法计算结果的差异原因分析
　　通过对4.1和4.2章节的计算结果分析可以看出：使用不同方法计算结果差异高达69.41%，对造成差异的原因进行分析，主要有以下两个方面：
　　首先是危险源（故障）持续时长折算过程中产生的误差：其中人的不安全行为持续时长仅计算其工作时暴露时长。而物的不安全状态持续时长则是连续计算，如X1和X2两种危险源，仅统计工人作业时长，但X5、X6、X7这三种危险源则将非作业期间的持续时长计入故障总时长。
　　其次是基础数据原本的统计误差：大多数施工单位仅统计了一个连续时间段内各类型危险源发生的次数，对于工作持续的时长则很少进行精确统计。而4.2章节的折算方法则通过我国发布的人工时间定额进行折算，导致折算结果并不能反映企业内部该工序实际作业时长。
　　两种统计方法各有优劣，工序百分率法更简单，适用于技术水平相对不高的管理者;故障时长百分率法则更能够从时间维度相对真实地反映危险源对作业者的影响，也是笔者更加倾向的统计方法。
　　4.4 解决统计方法导致计算结果差异的途径
　　无论采用以上哪一种统计方法计算顶上事件发生概率，只有当基础数据的准确性得以保证才能确保顶上事件发生概率计算结果的相对准确性。若使用故障时长百分率法统计危险源发生概率，可以通过以下两种途径提高基础数据统计的精确性：
　　（1）项目管理人员必须真实记录故障持续时长。一旦发现隐患就开始记录时间，并将人员未暴露在该隐患下的时间剔除，这样才能更加真实地反馈危险源对作业人员的影响。
　　（2）项目管理人员必须每日记录工序持续时长数据，
　　确保数据的真实性。4.3章节中作业时长折算采用国家颁布的人工时间定额进行折算，但如果基层人员能够准确记录每一项工序真实作业时长，则经过一定时间的数据累积可以测算出适用于企业内部的人工时间定额。
　　5 结束语
　　对于建筑施工企业，现阶段使用FTA进行危险源辨识分析需要大量收集各危险源发生的概率数据，工序百分率法简单、可操作性强。故障时长百分率法能够相对真实反映工人受到危险源影响的持续时长，但计算时不宜采用国家颁布的人工时间定额。企业应当建立对工人操作时长的统计机制，并逐步形成企业内部人工时间定额，以此为基础使用故障时长百分率法统计危险源发生概率更能真实反映危险源在企业内部对事故发生概率的影响。
　　参考文献：
　　[1]汪元辉.安全工程系统[M].天津：天津大学出版社，1999.
　　[2]周延.顶上事件发生概率精确计算过程的简化[C]//北京：中国国际安全生产论坛文集，2002.
　　[3]魏荣春，李艳霞，孙建华，等.事故树结构重要度的求解方法[J]. 黑龙江科技大学学报，2012（01）37-31.
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