基于FTA的船舶火灾事故分析

基于FTA的船舶火灾事故分析摘要：船舶火灾事故是船上常见的一种恶性事故，往往造成巨大的经济损失，本文将事故树分析法(FaultTreeAnalysis，FTA)用于对船舶火灾事故的定量和定性分析，从而评价船舶的安全性。关键词：船舶火灾事故、事故树分析法、船舶安全性一、事故树分析法介绍事故树分析法(FaultTreeAnalysis，FTA)，主要用来解决复杂系统的可靠性问题，是一套科学的分析和计算方法，是近年来各国都采用的、比较先进的事故分析方法之一，它简单明晰、适用范围广泛。FTA是以系统不希望发生的重大或较大事件(顶端事件)作为分析目标，通过层层分析其发生的各种可能的原因，一直分析到原因事件不能再分解为止。一般是将特定的事故和各层原因(危险因索)之间用逻辑门符号连接起来，得到形象、简洁的表达其逻辑关系(或称因果关系)的逻辑图形，称其为事故树。初步构成事故树后，通过对事故树化简、计算达到对事故分析和评价的目的。在用FTA方法对事故进行分析时首先要确定事故的发生概率和损失的安全目标值。事故发生概率分为必然发生、相当可能、可能、很少可能、很不可能、极不可能和实际上不可能等几种。根据船舶的各种事故资料和经验，计算事故的发生概率并预测事故的发展趋势。当有些事故无法进行统计时，可根据专家判断进行估算。从概率论可知，由于事故是随机事件，因此需对所提供或统计的可疑数据进行核对，然后判断系统中选定的事故属于那一种概率范围，据此再确定事故损失的安全目标值，做到充分估计危险程度，合理选择安全投资及事故发生时降低损失的方法。事故损失的安全目标值是顶上事件的概率计算，常用的是首项近似法，可用以下公式：1,,jKeXijiqQ式中：iq为第i个基本事件的概率，iX∈jk．包含在第j个割集中；i为基本事件序号，j为事故树中的最小割集个数序号；k为最小割集个数。二、船舶火灾事故FTA分析船舶在航行、停泊、作业过程中，极易因自然或人为的因素致使船舶、船上物品、船载货物失火或爆炸，为此，需要一种科学的船舶火灾事故分析方法，实践证明了FTA方法在船舶火灾事故分析中的有效性。下面就以船舶机舱火灾事故为例，用FTA进行事故分析。2.1编制船舶机舱火灾事故树编制事故树从顶上事件开始，根据事故的各种原始资料，逐级往下找出各自的直接原因事件，直到最基本原因事件或省略事件为止，并按逻辑关系画出事故树。下面进行船舶机舱火灾的事故树编制(见图1)。2.2系统安全分析根据船舶机舱火灾事故树，通过定性分析和定量分析对系统安全进行评价。定性分析主要按事故树结构列出逻辑关系式并进行逻辑运算和化简．求出最小割集(或径集)，最后经过分析或计算确定各基本事件的结构重要度。据式：,2,1,,2,1,jjjjjjjXXXXXXX图1船舶机舱火灾事故树最小割集是引起顶上事件发生的基本事件的集合，是造成顶上事件发生的充分必要条件。通过上式定性分析可求得该事故树最小割集数为Xtop=208个。将事故树转化为与之对偶的成功树，即与门变为或门．或门变为与门等，得其结构函数式为：根据上式，从而求得以下10个表示系统安全性的最小径集：由于最小径集的数目远小于最小割集的数目，据事故树分析理论，宜从最小径集来分析船舶机舱火灾的安全性能，并根据最小径集建立事故分析的层次结构模型(见图2)，根据船舶火灾的结构层次模型。很容易看出各结构层次的特点及重要性。图2事故分析的层次结构图2.3结构重要度分析分析上图径集P1~P10，得以下基本事件的结构重要系数：由此可得出基本事件X1~X30的结构重要度顺序：I31I19=I20=I21=I28=I29=I30I23......I27I22I1=I2......I5I16=I17=I18I6=I7......I152.4系统安全评价通过定性分析，从最小割集着手研究降低事故发生概率的所有可能方案就有108种，说明生成顶上事件机舱火灾的因紊很多。对基本事件的结构重要度分析可知X32的结构重要度系数居第一位，对顶上事件发生的影响最大，X19、X20、X21、X28、X29、X30等的结构重要度次之，为较重要的基本事件。从预防方法的途径来看，从表示系统安全性的最小径集可以看出机舱火灾预防途径只有10个。只要保证任何一组最小径集中基本事件的集合都不发生，顶上的事件便不会发生。在实际控制、采取对策时，要重点加强机舱的巡回检查，及时检修与保养报警装置，最大限度减少火灾发生率。在发生火灾时，要做好防止火灾扩散的预防措施，并加强消防通讯的畅通联络，达到快速扑灭初期火灾，最大限度减轻火灾损失。结语：安全评价是安全管理的一项重要内容，同时，安全评价又是安全系统工程的一个重要组成部分。事故树分析法对事故的分析、预测和控制比较简洁而有效，如再结合计算机辅助分析，其前景更加广泛，因而在船舶安全评价中使用事故树分析法，将有利于采取正确措施消除危险，降低事故发生率，保证海运生产顺利进行。因此，科学地评价船舶安全状况，能为安全管理机关提供准确的分析结论，对安全航运的工作目标和计划的正确决策提供科学依据。