工程伦理-第2章工程中的风险、安全与责任

第2章工程中的风险、安全与责任本章内容•工程风险的来源及防范•工程风险的伦理评估•工程风险中的伦理责任引导案例：温州动车组列车追尾事故•2011年7月23日20时30分05秒，甬温线浙江省温州市境内，由北京南站开往福州站的D301次列车与杭州站开往福州南站的D3115次列车发生动车组列车追尾事故，造成40人死亡、172人受伤，中断行车32小时35分，直接经济损失19371.65万元。引导案例：温州动车组列车追尾事故•根据国务院公布的调查报告，导致此次重大铁路交通事故的主要原因如下：•通信信号集团所属通信信号设计院在LKD2T1型列车控制中心设备研发中管理混乱，通信信号集团作为甬温线通信信号集成总承包商履行职责不力，致使为甬温线温州南站提供的LKD2T1型列车控制中心设备存在严重设计缺陷和重大安全隐患。铁道部在LKD2T1型列车控制中心设备招投标、技术审查、上道使用等方面违规操作、把关不严，致使其在温州南站上道使用。•经调查认定，“7•23”甬温线特别重大铁路交通事故是一起因列车控制中心设备存在严重设计缺陷、上道使用审查把关不严、雷击导致设备故障后应急处置不力等因素造成的责任事故。•铁道部原部长刘志军、原副总工程师兼运输局原局长张曙光等54名事故责任人员受到严肃处理。引导案例：温州动车组列车追尾事故思考：1.该事故的发生是由哪些风险因素引起的？2.从哪些方面入手可以防范工程风险的发生？3.在防范工程风险发生中存在哪些伦理问题？4.包括工程师在内的工程共同体有哪些伦理责任？第一节工程风险的来源及防范•工程总是伴随着风险，这是由工程本身的性质决定的。•工程系统不同于自然系统，它是根据人类需求创造出来的自然界原初并不存在的人工物。•它包含自然、科学、技术、社会、政治、经济、文化等诸多要素，是一个远离平衡态的复杂有序系统。•如果对工程系统不进行定期的维护与保养，或者受到内外因素的干扰，它就会从有序走向无序，重新回归无序状态，无序即风险。一工程风险的来源造成工程风险的三种不确定因素：1.工程中技术因素的不确定性2.工程外部环境因素的不确定性3.工程中人为因素的不确定性1.工程风险的技术因素首先，零部件老化可以引发工程事故。工程作为一个复杂系统，其中任何一个环节出现问题都可能引起整个系统功能的失调，从而引发风险事故。据国家质检总局统计，从2005年起，我国平均每年电梯事故发生40起左右，死亡人数在30人左右。其中，80%以上电梯事故的原因出在维修保养环节。尤其是老旧电梯的零部件老化问题没有引起相关人员足够的重视，从而造成低成本维修与事故频发的恶性循环。案例1：电梯吞人事故2015年7月26日，荆州沙市发生了震惊全国的电梯吞人事故（电梯前踏板松动），引起全社会对电梯安全问题的重视。1.工程风险的技术因素其次，控制系统失灵可以引发工程事故。现代工程通常是由多个子系统构成的复杂化、集成化的大系统，这对控制系统提出了更高的要求。完全依靠智能的控制系统有时候也会带来安全的隐患，特别是面对突发情况，当智能控制系统无法应对时，必须依靠操作者灵活处理，否则就会导致事故的发生。案例2：温州动车事故雷击温州南站沿线铁路牵引供电接触网或附近大地，在多次雷击浪涌电压和直流电流共同作用下，LKD2—T1型列控中心设备采集驱动单元采集电路电源回路中的保险管F2熔断。熔断前温州南站列控中心管辖区间的轨道无车占用，因温州南站列控中心设备的严重缺陷，导致后续时段实际有车占用时，列控中心设备仍按照熔断前无车占用状态进行控制输出，致使温州南站列控中心设备控制的区间信号机错误升级保持绿灯状态。1.工程风险的技术因素最后，非线性作用也是引发工程事故的原因线性系统发生变化时，往往是逐渐进行的；而非线性系统发生变化时，往往有性质上的转化和跳跃。受到外界影响时，线性的系统会逐渐地做出响应，而非线性系统则非常复杂，有时对外界很强的干扰无任何反应，而有时对外界轻微的干扰则可能产生剧烈的反应。案例3：北美电网大面积停电事故2003年8月14日，美国东北部和加拿大联合电网发生大面积停电事故。这次北美历史上最大规模的停电波及美国和加拿大的很多城市，美国关闭了位于纽约等四个州境内的九座核电站，美国三大汽车制造厂也停止生产、地铁停驶、交通阻塞、班机延误，民众生活面临种种不便。大停电至少造成8人死亡，至少有21家发电厂在停电期间关闭。经济损失高达300亿美元，影响了5000万人的正常生活。而事故起始于俄亥俄州克夫兰的一家电力公司没有及时修剪树木，导致在用电高峰期，高压电缆下垂，触到树枝而短路。随后，俄亥俄的一家发电厂因此下线，接连发生的一系列突发事件产生累计效应：系统发生摇摆和震荡、局部系统电压进一步降低、发电机组跳闸、系统功率缺额增多、电压崩溃、更多发电机和输电线路跳开，从而引起历时1小时发展成大面积停电事故。2.工程风险的环境因素（1）气候条件是工程运行的外部条件良好的外部气候条件是保障工程安全的重要因素。（2）任何工程在设计之初都有一个抵御气候突变的阈值在阈值范围内，工程能够抵御气候条件的变化，而一旦超过设定的阈值，工程安全就会受到威胁。以水利工程为例，当遇到极端干旱气候条件时，会导致农田灌溉用水和水库蓄水不足、发电量减少等后果；而当遇到汛期，则会造成弃水事故，降低水库利用率，严重的还可能导致大坝漫顶甚至溃坝事故，使得洪水向中下游蔓延，给中下游造成巨大的经济、人员等损失。2.工程风险的环境因素北京时间2011年3月11日13时46分，日本东北海域发生9.0级地震并引发高达10m的强烈海啸，导致东京电力公司下属的福岛核电站一、二、三号运行机组紧急停运，反应堆控制棒插入，机组进入次临界的停堆状态。在后续的事故过程当中，因地震的原因，导致其失去场外交流电源，紧接着因海啸的原因导致其内部应急交流电源（柴油发电机组）失效，从而导致反应堆冷却系统的功能全部丧失并引发事故。2011年4月12日，日本经济产业省原子能安全保安院认为福岛第一核电站大范围泄漏了对人体健康和环境产生损害的放射性物质，将其核泄漏事故等级确定为最严重的7级。案例4：日本福岛核电站事故3.工程风险的人为因素（1）工程设计理念是事关整个工程成败的关键。一个好的工程设计，必然经过前期周密调研，充分考虑经济、政治、文化、社会、技术、环境、地理等相关要素，经过相关专家和利益相关者反复讨论和论证而后做出；相反，一个坏的工程设计是片面地考虑问题，只见树木、不见森林，缺乏全面、统筹、系统的思考所导致的。3.工程风险的人为因素1957年，三门峡工程开始兴建，1960年首次蓄水，1961年大坝基本竣工。但是到1962年，水库中已经淤积泥沙15.3亿t，远超预计方案。泥沙导致渭河下游两岸农田被淹，土地盐碱化。为此，1962年开始对原设计方案进行调整，由原来的“蓄水拦沙”运行方式改为“滞洪排沙”。但由于泄水孔位置较高，泥沙仍有60%淤积在库内，上游的潼关高程并没降低；同时，下泄的泥沙由于水量少，淤积到下游河床。虽经过后来不断地整改，但是潼关高程一直居高不下，导致2003年渭河流域发生了50多年来最为严重的洪灾。案例5：三门峡大坝3.工程风险的人为因素这个案例给我们的教训是：第一，工程设计者对自然条件的恶劣性估计不足，论证不科学，导致工程设计不能实现预先设想的集发电、灌溉、防洪为一体的理想目标；第二；第三，关于补偿的公正合理性问题处理不当。陕西省在建设水库时舍弃了2座县城、21个乡镇、248个村庄和100万亩1亩=666.67m2。耕地。28.7万移民从被称作是陕西的“白菜心”的关中平原县迁到宁夏，后又返回陕西，再返库区，几经磨难。为了避免类似的因工程设计理念局限性造成的风险，关键是要处理好：“谁参与决策”——可以考虑吸收各方面的代表参与决策。“如何进行决策”——应重视工程决策中的民主化。3.工程风险的人为因素（2）施工质量的好坏也是影响工程风险的重要因素。施工质量是工程的基本要求，是工程的生命线，所有的工程施工规范都要求把安全置于优先考虑的地位。一旦在施工质量的环节上出现问题，就会留下安全事故的隐患。2007年8月13日沱江大桥在主体工程完工后，开始拆卸脚手架时发生坍塌事故，造成64人遇难，22人受伤，经济损失近4000万元。垮桥可能是以下三种原因导致。一,桥垮时，多名工人正在同时施工拆支架。这表明主要的原因可能是没有按照规范的拆卸方法来拆支架。这种石拱桥一般采用的是满堂支架，在拆卸时要按照“对称分段”的原则进行，先拆两边拱脚，再拆中间拱顶，不能同时拆。第二种原因是沙浆或者混凝土龄期强度没达到规范要求就拆卸支架。还有一种原因，建造中使用的原材料不合格。案例6：沱江大桥垮塌事故二工程风险的可接受性•由于工程系统内部和外部各种不确定因素的存在，无论工程规范制定得多么完善和严格，仍然不能把风险的概率降为零，也就是说，总会存在一些所谓的“正常事故”。•因此，在对待工程风险问题上，人们不能奢求绝对的安全，只能把风险控制在人们的可接受范围之内。这就需要对风险的可接受性进行分析、界定安全的等级，并针对一些不可控的意外风险事先制定相应的预警机制和应急预案。二工程风险的可接受性1.工程风险的相对可接受性•美国工程伦理学家哈里斯等把风险定义为“对人的自由或幸福的一种侵害或限制”。•美国风险问题专家威廉•W.劳伦斯把风险定义为“对发生负面效果的可能性和强度的一种综合测量”。•工程风险可接受性是指人们在生理和心理上对工程风险的承受和容忍程度。2.工程安全等级的划分•在描述工程的安全程度时，人们通常会使用“很安全”“非常安全”“绝对安全”等词汇，但是它们之间存在着什么量的区别呢？为了客观地标明工程风险发生的概率大小，有效的办法是对安全等级进行划分。•安全等级的划分具有非常重要的经济意义。如果把安全等级制定的过高，那么就会造成不必要的浪费；反之，则会增大工程风险的概率。给出一个符合实际的安全等级是非常有必要的事情。•以公路隧道安全等级划分为例。我国虽然出台了《公路隧道设计规范》《公路隧道施工技术规范》《公路隧道通风照明设计规范》等规范，这些法律、法规对公路隧道的建设质量以及正常运营提供了法律性的基本保障。但是，随着运营隧道和特长隧道的逐年增多，亟须出台一个公路隧道安全等级划分标准。三工程风险的防范与安全1.工程的质量监理与安全•工程质量是决定工程成败的关键。没有质量作为前提，就没有投资效益、工程进度和社会信誉。工程质量监理是专门针对工程质量而设置的一项制度，它是保障工程安全，防范工程风险的一道有力防线。•工程质量监理的任务是对施工全过程进行检查、监督和管理，消除影响工程质量的各种不利因素，使工程项目符合合同、图纸、技术规范和质量标准等方面的要求。•当某项工程在施工期间出现了技术规范所不允许的断层、裂缝、倾斜、倒塌、沉降、强度不足等情况时，应视为质量事故。•监理工程师须按如下程序处理：①暂停该项工程的施工，并采取有效的安全措施。②要求承包人尽快提出质量事故报告并报告业主。③组织有关人员在对质量事故现场进行审查、分析、诊断、测试或验算的基础上，对承包人提出的处理方案予以审查、修正、批准，并指令恢复该项工程施工。④对承包人提出的有争议的质量事故责任予以判定。三工程风险的防范与安全2.意外风险控制与安全工程风险是可以预防的。如果认为风险不可预防，一个组织内从管理层到管理员工就不可能为预防风险去竭尽全力，在每一个工作细节上精益求精。建立工程预警系统是预防事故发生的有效措施之一。一是对重复性事故的预防，即对已发生事故的分析，寻求事故发生的原因及其相关关系，提出预防类似事故发生的措施，避免此类事故再次发生事故预防包括两个方面二是对可能出现事故的预防，此类事故预防主要针对可能将要发生的事故进行预测，即要查出存在哪些危险因素组合，并对可能导致什么事故进行研究，模拟事故发生过程，提出消除危险因素的办法，避免事故发生。三工程风险的防范与安全3.事故应急处置与安全要有效应对工程事故，不应该是等到事故发生之后才临时组织相关力量进行救援，而是事先就应该准备一套完善的事故应急预案。这为保证迅速、有