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发布时间:2020-08-03 22:47:14

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作者:程学庆 贾华强等

出版社:中国铁道出版社

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高铁应急救援管理及预案研究

高铁应急救援管理及预案研究试读:

前言

随着经济、社会的快速发展以及人民生活水平的不断提高,对旅行的服务质量提出了更高的要求。高速铁路的产生是继高速公路和航空运输之后的又一次运输业的重大改革,它集成了计算机技术、能源技术、自动控制技术、锌合金材料等多种高新技术。我国自20世纪80年代以来,在高速铁路建设和运营管理方面做了大量的研究与实践,取得了令人瞩目的成果和经验。当前高速铁路已经走进大众的生活,推动了经济发展和社会进步,改变了人们的生活和思维方式。截止2014年底,我国高铁运营里程已达1.6万km,在建高速铁路总里程1万km,规划高速铁路总里程1万km左右,无论是运营里程还是在建规模均稳居世界首位。

纵观世界范围内高速铁路五十余年的发展历程,各国和地区的高铁运营安全均受到了一定的挑战,这警示我们必须做好高铁安全预防与救援工作。安全文化是我国铁路企业文化建设的重要组成部分,是铁路在长期安全生产实践过程中的深厚积淀。提高高铁安全管理水平、保障高铁运营安全,对于国民经济健康有序发展和人民生命财产安全具有重要意义。从目前来看,高速铁路虽然在安全管理和事故救援方面已具有较为完善的组织体系,但对于应对新形势下高铁突发事件来说还远远不够。因此,急需开展对高铁应急救援管理的深入系统研究,完善高铁突发事件应急预案以及应急管理组织体系的工作刻不容缓。

本书介绍了我国高速铁路的发展概况和世界各国的高铁安全形势。在全面梳理安全理论的相关概念和相互关系的基础上,论述了我国铁路当前推行安全风险管理的意义和要点,归纳了安全风险管理和传统安全管理以及应急管理的联系和区别,深入分析了高铁运营安全风险管理的内容和指导流程。归纳分析了各国政府和铁路部门的应急管理概况,借鉴先进经验提出国内应急管理的指导原则并建立应急能力评估的理论框架。在深入分析高铁突发事件诱因的基础上,详细介绍了高铁应急管理体系结构模型。在当前铁路政企分开改革背景下,强调应急管理在中国铁路总公司管理中的重要性,并研究我国高铁应急管理体系和阶段联合运作模式。从理论层面,研究了高铁突发事件应急预案的生命周期管理和启动模式。结合高铁突发事件综合应急预案,介绍应急预案的检查和评价方法。本文重点研究并制定了高速铁路突发事件的专项应急预案,具体包括客运突发事件应急处置预案、客服系统故障应急处置预案、突发事件旅客疏散方案、工务设备故障应急处置预案、电务系统行车设备应急抢险预案、牵引供电故障应急预案、电力故障应急处置预案、机务行车应急处置预案、动车组脱轨事故救援起复预案、CRH型动车组运行途中车辆设备故障处置办法、突发公共卫生事件应急处置预案、火灾事故应急处置预案、房建设备突发事件应急处置预案、事故救援与抢修规则、网络与信息安全事故应急处置办法、破坏性地震应急预案、不同情景下的高铁值班员应急处置办法,同时还研究了高铁沿线地方救援能力。结合高铁长大隧道发生火灾时旅客疏散应急处置和受电弓故障无法运行的模拟演练案例,通过实际演练以验证应急预案实施效果和应急救援能力。分析了高铁运营事故的特征,通过国内外高速铁路事故的原因、救援行动进程和事故总结的对比分析,总结了高铁事故应急救援的经验。

本书是建立在危机管理以及铁路应急管理理论基础上的一次尝试,希望通过本书的出版,为高铁突发事件应急管理提供一些有意的启迪和借鉴。

谨对给予本书编写与出版帮助的单位表示感谢,对本书所有参考文献的作者也在此一并致谢。本书由程学庆、贾华强、唐瑞雪、汪林永、李利军、闫国珍编著,由王梦恕院士作序。另外值此书出版之际,作者衷心感谢郑州铁路局高铁应急救援管理课题组成员:温强伟、李志强、张桃青、高阳、沈懿、李金彪、董超、郭滨、刘晓轩、吴昌荣、王锡军、李国旭、左长进、姜建伟。同时,本书还得到了西南交通大学蒲云、张锦、牟瑞芳、马国忠、彭其渊、李宗平、帅斌等多位教授的大力帮助和指导,在此,一并表示衷心的感谢。另外还要对西南交通大学交通运输学院研究生刘恩相、文清华、陈粤飞、李盘中、张筱茜、林文芳、唐彬、唐远、朱永霞、刘星文、邓一维、宋筱茜、李建海、符倍维、李月、贾江涛、王睿、唐于、谭一帆、武中凯、姜红林、王春旭、张新亮、张辰光等人表示感谢,感谢他们在资料收集整理和书稿校对过程中所付出的辛勤工作。

限于作者的理论水平和实践经验,书中不妥和错误之处在所难免,恳请读者批评指正,不胜感激!

2015年1月 于西南交通大学第1章绪论

本章通过分析我国高速铁路发展概况和世界各国高铁安全形势,指出加强高铁应急管理对保障高铁安全运营的意义,提出建设科学的高铁应急管理体系,完善高铁突发事件应急预案。1.1高速铁路发展概况

1.1.1 世界高速铁路发展概况

19世纪初,铁路作为首个公共交通工具在英国诞生,这是人类交通史的一次重大革新,直至20世纪50年代伴随着汽车技术得到改进,高速公路大量建成,加上民航的普及,铁路运输在综合交通运输体系当中所占的份额逐步下降。进入本世纪,随着城市交通拥挤、环境保护等问题的日益严峻,在综合交通运输体系当中,从单位运量的能源消耗、对环境资源的占用、对环境质量的保护、对自然环境的适应以及运营安全性等方面综合来看,铁路的优势最为明显。

西方发达国家在经历了一段曲折的道路之后,重新审视和调整运输政策,把目光重新投向铁路,其调整策略中重要的一环就是规划和发展高速铁路。从20世纪初至20世纪中期,德国、法国、日本等国家先后开展了大量有关高速列车的理论研究和实验工作。1955年3月,法国采用两台电力机车牵引3辆客车的试验速度达到了331km/h,创造了当时高速铁路的纪录。1964年,世界上首条投入商业运营的高速铁路在日本诞生,运营速度为210km/h。2007年4月3日,法国TGV在巴黎-斯特拉斯堡东线铁路上创造了574.8km/h的试验最高速度,打破了其曾在1990年5月创下并保持17年之久的515.3km/h的世界纪录。2010年12月3日,CRH380A型动车组在京沪高铁枣庄-蚌埠间的先导段联调联试和综合实验中,达到最高运行时速486.1km,这个速度是运营试验速度,它有别于法国TGV的纯粹试验速度,这是继2010年9月28日沪杭高铁试运行创下416.6km/h的速度之后,中国高铁再次刷新世界铁路运营试验最高速度。2014年1月,历经两年多的实验筹备,中国南车制造的CIT500型列车的试验速度达到了605km/h,再次刷新世界纪录并震惊全球,该列车被命名为更高速度的试验列车。

依据1970年5月日本71法令,列车在主要区间以200km/h以上速度运行,可以被称为高速铁路。依据1985年5月联合国欧经会标准,客运专线300km/h、客货混线250km/h以上可以被称为高速铁路。国际铁路联盟(UIC)给出的标准是新线250km/h以上、既有线改造为200km/h以上可以被称为高速铁路。目前国际上公认列车最高运行速度达到200km/h及以上的铁路称为高速铁路。

世界铁路发展历史证明,高速铁路是经济社会发展的必然趋势。当今世界上建设高速铁路有以下几种模式:(1)日本新干线模式:全部修建新线,旅客列车专用。(2)法国TGV模式:部分修建新线、部分改造旧线,旅客列车专用。(3)德国ICE模式:全部修建新线,旅客列车及货物列车混用。(4)英国APT模式:既不修建新线,也不对旧线进行大量改造,主要靠采用由摆式车体的车辆组成动车组,旅客列车及货物列车混用。

1.1.2 我国高速铁路的发展概况

我国的高速铁路研发及建设均起步较晚,但是我国高速铁路建设近几年的发展速度有目共睹,我国高速铁路建设一直得到国家大力的政策支持与资金投入。从2008年8月1日我国第一条具有完全自主知识产权的高速铁路——京津城际铁路开通运营,到2014年年底,随着多条新线路投入运营,我国铁路营业里程已达11.2万km,其中高铁运营里程达到1.6万km。“四纵”干线已基本成型。到“十二五”末,我国将基本建成以“四纵四横”高速铁路为骨架的快速铁路网,快速铁路网营业里程达4万km以上,其中高铁运营里程1.8万km左右,包括时速200~250km的高速铁路1.13万km,时速300~350km的高速铁路0.67万km,基本覆盖50万以上人口的城市。

我国高速铁路正迅速发展,按照国家《中长期铁路网规划(2008年修订)》,到2020年全国铁路营业里程达到12万km,建立省会及大中城市间的铁路快速客运通道,形成“四纵四横”铁路高速客运专线以及三个城际快速客运系统。

1.“四纵”客运专线(1)北京-上海客运专线,包括蚌埠-合肥、南京-杭州客运专线,贯通京津至长江三角洲东部沿海经济发达地区;(2)北京-武汉-广州-深圳客运专线,连接华北和华南地区;(3)北京-沈阳-哈尔滨(大连)客运专线,包括锦州-营口客运专线,连接东北和关内地区;(4)上海-杭州-宁波-福州-深圳客运专线,连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。

2.“四横”客运专线(1)徐州-郑州-兰州客运专线,连接西北和华东地区;(2)杭州-南昌-长沙-贵阳-昆明客运专线,连接西南、华中和华东地区;(3)青岛-石家庄-太原客运专线,连接华北和华东地区;(4)南京-武汉-重庆-成都客运专线,连接西南和华东地区。

同时,建设南昌-九江、柳州-南宁、绵阳-成都-乐山、哈尔滨-齐齐哈尔、哈尔滨-牡丹江、长春-吉林、沈阳-丹东等客运专线,扩大客运专线的覆盖面。

3.城际客运系统

在环渤海、长江三角洲、珠江三角洲、长珠潭、成渝以及中原城市群、武汉城市圈、关中城镇群、海峡西岸城镇群等经济发达和人口稠密地区建设城际客运系统,覆盖区域内主要城镇。

在“四纵四横”客运专线基础骨架上,进一步延伸并扩大客运专线覆盖面,加强客运专线之间相互连通和衔接;同时在环渤海、长三角、珠三角城际铁路的基础上,加快经济发达和人口稠密地区的城际轨道交通建设步伐,并与既有线提速改造工程相衔接,形成连接所有省会及50万人口以上城市的铁路网络,将大大缩短城市间时空距离,大大方便城市间的旅客出行。

1.1.3 高速铁路的优势

目前在世界范围内,高速铁路的出行方式得到了高度认同,相较于其他交通出行方式,高速铁路的优势主要体现在以下几个方面:

1.速度快

高速铁路的试验速度已经超过500km/h,最高运行时速350km,今后将更快。

2.客运量大

一条高速公路一年最大客运量一般不会超过1000万人次。据铁路总公司统计,2014年,全国铁路动车组运送旅客超过8亿人次,而京沪高铁就占到1亿以上。

3.全天候

高速铁路全部采用自动化控制,正点率高,受风雨雪雾等恶劣天气的影响较小,保障了列车按规定时刻到发与运行,这是飞机、汽车及其他交通工具所不及的。

4.安全可靠

每10亿人公里死亡人数,铁路为1.971人,汽车18.929人,飞机16.006人。日本新干线建成运营50多年,每年运输2亿人次,法国巴黎到里昂的1100多km高速铁路,每年运输几千万人次,至今没有发生一起人员伤害事故。

5.能耗低

研究表明,若以普通铁路每人公里消耗能源为1个单位,则公共汽车为1.5,小汽车为8.8,飞机为9.8,而高速铁路仅为1.3。

6.污染轻

高速铁路没有粉尘、煤烟和其他废气污染,噪声比公路要小5~10dB。

7.占地少

与四车道的高速公路相比,高速铁路的用地只有高速公路的一半。

8.舒适

高速铁路运行车辆空间大,旅客卧、坐、行都比其他交通方式更加舒适。

9.效益高

日本东海道新干线总投资为3800亿日元,投入运营后客流量迅速增长,而运输成本只有飞机的1/5,在正式投入运营的第7年便全部收回了投资。1985年以来,年创利都在2000亿日元以上。京沪高铁开通运营3年半以后,在2014年已经实现了盈利,而且盈利了20多亿人民币。1.2世界各国高速铁路安全形势

自1964年日本东海道新干线投入运营以来,高速铁路以其安全可靠、技术创新和优质服务等特点为铁路的发展带来了新的机遇。与既有铁路相比,高速铁路运输具有高速度、高密度、运量大、能耗小、污染少、准点率高、舒适性好等诸多优点,因此备受旅客青睐。目前,世界上投入高铁运营的国家和地区有中国、德国、法国、西班牙、日本、韩国、英国、意大利、瑞典、丹麦、比利时和中国台湾。

由于高速铁路建筑结构复杂、环境特殊,加上人员密集,一旦发生高铁事故,人员安全及疏散问题十分严峻,往往会造成重大的人员伤亡和财产损失,其事故后果的严重性及由此引发的社会影响十分巨大。

1998年6月3日,德国在汉诺威-汉堡的爱舍德小镇附近铁路干线上,发生了高速列车ICE1出轨事故,造成100人死亡、88人重伤,这是德国1945年以来最严重的铁路交通事故。事故调查原因是由于车辆轮箍的金属疲劳,导致轮箍的突然断裂。该事故现场如图1-1所示。

图1-1 德国ICE1高铁事故现场

2000年6月5日,法国北部一列载有501名乘客从巴黎驶往伦敦的欧洲之星高速列车,有两对车轮意外出轨,造成14人受伤,当时列车时速达290km。铁轨路基不平是导致列车脱轨的直接原因。该事故现场如图1-2所示。

2002年11月6日,法国巴黎-维也纳高速列车上电路系统短路引发了一节车厢失火,一共造成12人因吸入大量浓烟而窒息死亡。该事故现场如图1-3所示。

2003年8月8日,韩国一列客运列车在汉城以南337km的大邱附近撞上了货运列车,事故造成2人死亡,95人受伤。该事故现场如图1-4所示。

图1-2 法国高铁列车出轨事故现场

图1-3 法国高铁列车火灾事故现场

图1-4 韩国列车相撞事故现场

2005年4月25日,日本库县尼崎市一列载有580名乘客的高速列车发生脱轨事故,7节车厢中有3节脱轨,并在极大的惯性作用下冲进路边的公寓楼底层,直接导致第一车厢与第二车厢全毁,造成107人死亡和549人受伤,成为日本历史上最严重的列车脱轨事故。该事故现场如图1-5所示。

图1-5 日本高铁脱轨事故现场

2007年2月23日,英国维珍列车公司一辆伦敦开往苏格兰格拉斯哥市的高速列车在英格兰的西北部发生脱轨事故,造成1人死亡,80多人受伤,其中22人伤势严重。该事故现场如图1-6所示。

图1-6 英国高铁脱轨事故现场

2009年11月27日,俄罗斯166次“涅瓦特快号”客运列车在特维尔州与诺夫哥罗德州交界区段因遭到恐怖爆炸,引发脱轨事故,导致至少25人死亡和近百人受伤。该事故现场如图1-7所示。

2011年7月23日,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。该事故现场如图1-8所示。

图1-7 俄罗斯铁路脱轨事故现场

图1-8 甬温线高铁相撞事故现场

2013年5月29日,由福建厦门开往上海虹桥方向的D3206次动车组列车在行经沿海铁路浙江台州-临海间K463+386处突发故障无法运行,在隧道中停车5个多小时,造成当天晚间从厦门、福州、温州开往杭州、上海方向的列车出现大面积晚点,在社会上也造成极大的影响。部分乘客情绪激动,甚至出现使用安全锤砸车厢玻璃窗的行为。该事故现场如图1-9所示。

图1-9 D3206次动车组列车在隧道中停车5h乘客情绪烦躁

2013年7月24日,西班牙一列从首都马德里开出的编号为Alvia151的快速列车在开往北部城市费罗尔途中发生脱轨事故,造成80人死亡,94人受伤,其中35人伤势严重。这是西班牙40年来伤亡最惨重的铁路事故。事故发生的原因是在一个急转弯处列车超速。该事故现场如图1-10所示。

图1-10 西班牙高铁脱轨事故现场

综上所述,从已发生的国内外多起高铁事故来看,世界范围内的高铁安全均受到了挑战,高铁事故造成了严重的危害和负面影响。因此,提高高铁安全管理水平、保障高铁安全运营,对于国民经济健康有序发展和人民生命财产安全具有重要意义。在此背景下,如何借助现代科技手段,提前预防和控制可能引发突发事件的因素,提高突发事件的处置效率,减少各类突发事件的发生,控制突发事件的影响,最大限度减少突发事件带来的损失,已成为一个紧迫的课题。

我国高速铁路已经取得了辉煌的成就,但从我国高速铁路的发展历程来看时间并不长,高速铁路事故的严重后果对应急救援能力有了更高的要求,而既有铁路应急救援能力并不能满足高速铁路高安全性的要求。从已发生的几起高铁突发事件也反映出目前我国高速铁路突发事件应急管理工作还有待完善,仍需系统科学地开展对高速铁路应急救援管理及应急处置预案的深入研究。

鉴于应急管理在高铁安全运营方面起到极为重要的作用,建设科学的高铁应急管理体系,完善高速铁路突发事件应急预案,对于有效地组织现场应急处置、减少高速铁路事故所带来的人员伤亡和财产损失、尽快恢复高速铁路运输秩序,具有重大的理论意义和实际价值。第2章高铁运营安全风险管理理论

应急管理的目的之一是保证铁路安全运营,应时刻把安全工作放在重要位置,当作头等大事来做好。我国高铁安全运营方针是“安全第一、预防为主、综合治理”。近年来,铁路部门广泛深入开展安全风险管理,推动了我国铁路安全生产管理理念的提升。

现代应急管理更加突出“预防为主”的理念,由于人们的认识水平或科学技术水平有限,高速铁路运输系统中存在威胁其正常运营的多种风险因素,这些风险因素会增加发生突发事件的可能性。一旦突发事件发生,处理的再及时,也会造成一定的损失。而做好预防工作,将突发事件消灭在萌芽状态,就可以将损失和影响降至最低。因此,在高铁应急管理中,风险隐患排查监管是有效预防和妥善处置各类突发事件的一项基础性工作,必须做到常抓不懈。

本章全面梳理了安全、危险、事故、可靠性、风险因子、隐患、危险源、风险等专业术语的基本概念及相互关系,概述了系统安全工程的特点,介绍了安全风险管理的发展、分类和管理对象,论述了我国铁路当前推行安全风险管理的意义和要点,归纳了安全风险管理和传统安全管理以及应急管理的联系和区别,同时深入分析了高铁运营安全风险管理的内容,重点介绍了安全风险识别、风险可能性评估、风险后果评估、风险评价和风险控制,探讨了适应高铁运营安全风险管理特点的危险源识别、风险评价、风险控制的指导流程。2.1安全相关术语

2.1.1 基本概念“安全”是铁路运输永恒的主题,确保安全是所有铁路人不懈的追求。有了安全做保障,运输生产才能有序开展,旅客、货物才能顺利到达目的地,人民的生命财产才能得以保障。

1.安全(Safety)

在古代汉语中,并没有“安全”一词,但“安”字却在许多场合下表达着现代汉语中“安全”的意义,表达了人们通常理解的“安全”这一概念。例如,“是故君子安而不忘危,存而不忘亡,治而不忘乱,是以身安而国家,可保也。”《易·系辞下》里的“安”是与“危”相对的,并且如同“危”表达了现代汉语的“危险”一样,“安”所表达的就是“安全”的概念。“无危则安,无缺则全”。由此可见,安全意味着没有危险且尽善尽美,这是与人们传统安全观念相吻合的。“安全”作为现代汉语的一个基本词汇,在各种现代汉语辞书有着基本相同的解释。《现代汉语词典》对“安”字的第4个释义是:“平安;安全(跟‘危险’相对)”,并举出“公安”、“治安”、“转危为安”作为例词。对“安全”的解释是:“没有危险;不受威胁;不出事故”。《辞海》对“安”字的第1个释义就是“安全”,并在与国家安全相关的含义上举了《国策·齐策六》的一句话作为例证:“今国已定,而社稷已安矣”。

当汉语的“安全”一词用来译指英文时,可以与其对应的主要有Safety和Security两个单词,虽然这两个单词的含义及用法有所不同,但都可在不同意义上与中文“安全”相对应。在这里,与国家安全联系的“安全”一词,是Security。按照英文词典解释,Security也有多种含义,其中经常被研究国家安全的专家学者提到的含义有两方面:一方面是指安全的状态,即免于危险,没有恐惧;另一方面是指对安全的维护,指安全措施和安全机构。

根据人们对安全概念认识的发展历程,可分为两个阶段,即绝对安全概念和相对安全概念。

绝对安全观认为,安全的定义,是指没有危险、不受威胁、不出事故,即消除能导致人员伤害,发生疾病、死亡或造成设备财产破坏、损失以及危害环境的条件。

相对安全观认为,安全是相对的,绝对安全是不存在的。安全就是被判断为不超过允许极限的危险性,也就是指没有受到损害的危险或损害概率低的通用术语。所谓安全是指判明的危险性不超过允许限度。安全意味着可以容许的风险程度,可视为无受损害之忧和损害概率低的通用术语。

由相对安全的定义可获得以下三个结论:(1)安全是在具有一定危险性条件下的状态,安全并非绝对无事故。(2)事故与安全是对立的,但事故并不是不安全的全部内容,而只是在安全与不安全这一对矛盾斗争过程中某些瞬间突变结果的外在表现。(3)安全不是瞬间的结果,而是对系统在某一时期,某一阶段过程状态的描述。

本文对安全的定义如下:指在生产活动过程中,能将人或物的损失控制在可接受水平的状态,亦即安全意味着人或物遭受损失的可能性是可以接受的,若这种可能性超过了可接受的水平,即为不安全。

针对上面的定义,为了便于理解,从以下四个方面作进一步的说明:(1)安全不是瞬间的结果,而是对某种过程状态的描述。(2)安全是相对的,绝对安全是不存在的。(3)构成安全问题的矛盾双方是安全与危险,而非安全与事故。因此,衡量一个生产系统是否安全,仅仅依靠事故指标是不全面的。(4)不同的时代及生产领域,可接受的损失水平是不同的,因而衡量系统是否安全的标准也是不同的。

当前学术界普遍认同的是相对安全观,也就是认为安全是相对的,绝对安全是不存在的,即安全是一种模糊概念。按模糊数学的说法,危险性就是对安全的隶属度,当危险性低到某种程度,人们就认为是安全的了。

2.危险(Danger)

危险或称为不安全,是指在生产活动过程中,人或物遭受损失的可能性超出了可接受范围的一种状态。它与安全一样,是在生产过程中共存的过程,是一种连续型的过程状态。

危险包含了尚未为人所认识的,以及虽为人们所认识但尚未为人所控制的各种隐患。危险还包含了安全与不安全这一对矛盾斗争过程中,某些瞬间突变所发生的外在表现出来的事故结果,但是事故并不是危险的全部内容。

3.事故(Accident)

事故是指在生产活动过程中,由于人们受到科学知识和技术力量的限制,或者由于认识上的局限,当前还不能防止或能防止而未有效控制所发生的违背人们意愿的事件序列。事故的发生,可能迫使系统暂时或较长期地中断运行,也可能造成人员伤亡、财产损失或者环境破坏,或者其中二者或三者同时出现。

事故≠事故后果,意味着发生事故不一定产生事故后果,根据海因里希(W.H.Heinrich)法则,事故后果的严重程度隐含一定的比例关系。海因里希统计了在发生的众多事故中,严重伤害∶轻微伤害∶无伤害=1∶29∶300,如图2-1所示,也称为事故三角形。

图2-1 海因里希法则

同样的,在事故后果的博德(F.E.Bird)比例中,严重伤害∶轻微伤害∶财产损失∶无伤害财产损失=1∶10∶30∶600。(1)事故分类

通常而言,在对事故进行类别划分时,根据事故发生后所造成的后果情况,可以把事故划分为以下三类:

①伤害事故或伤亡事故——造成人员伤害的事故。进一步又分为轻伤事故、重伤事故、死亡事故(1次死亡1~2人的事故)、重大伤亡事故(1次死亡3~9人的事故)、特大伤亡事故(1次死亡10人及以上事故)。

②损坏事故——造成财物破坏的事故。

③未遂事故或险肇事故——既没有造成人员伤害也没有造成财物破坏的事故。(2)事故特点

事故有以下四个主要特点:

①事故是违背人们意愿的一种现象,稍有疏忽或懈怠就可能会发生。

②事故的随机性。从表象上看,事故的发生是不确定事件,但其发生形式受必然性的支配,也不可避免地受到偶然性的影响。

反映事故随机性特征的一幅漫画,如图2-2所示。

③事故的因果性。目前尚未认识到的原因;已经认识,但目前尚不可控制的原因;已经认识,目前可以控制而未能有效控制的原因。

图2-2 事故发生具有随机性

事故既有随机性又有因果性,这二者之间看似矛盾,其实不然。考虑到随着科学技术水平的进步和社会发展,以往很多看似杂乱无章、毫无规则的现象,被人们逐渐发现其内在本质,从而对其有更为深入的认识。

④事故的潜伏性。危险触发→以一定的逻辑顺序出现的一系列事件→引发事故→产生不良后果。(3)事故因果连锁过程的影响因素

海因里希将事故因果连锁过程概括为以下五个因素:

①遗传及社会环境(M)。遗传因素及社会环境是造成人的性格上缺点的原因。遗传因素可能形成鲁莽、固执等不良性格;社会环境可能妨碍教育、助长性格先天缺点的发展。

②人的缺点(P)。人的缺点是使人产生不安全行为或造成机械、物质不安全状态的原因,它包括鲁莽、固执、过激、神经质、轻率等性格上的先天缺点,以及缺乏安全生产知识和技术等后天的缺点。

③人的不安全行为或物的不安全状态(H)。所谓人的不安全行为或物的不安全状态是指那些曾经引起过事故,可能再次引起事故的人的行为或机械、物质、环境的状态,它们是造成事故的直接原因。

例如,人在起重机吊装转移范围内停留、不发信号就启动机器、不戴安全帽进入施工现场、没有防护的齿轮等行为或状态。

④事故(D)。事故是由于物体、物质、人或环境的作用或反作用,使人员受到伤害或可能受到伤害的,出乎意料之外的、失去控制的事件。

⑤伤害(A)。伤害也就是指事故后果,指直接由于事故而产生的人员伤亡和经济损失。

海因里希事故因果连锁关系的多米诺骨牌效应,如图2-3所示。

图2-3 多米诺骨牌效应

海因里希事故因果连锁论的重要意义在于它论证了事故不可知论的错误,认为人的不安全行为是产生事故的根本原因。该理论从个别人、人的本质以及管理人员(非直接生产人员)角度逐渐深化了对人的不安全行为在事故发生和发展过程中起关键作用的认识。然而这些理论又都不同程度上忽视或轻视了劳动工具(包括生产设备)、劳动对象、工作环境所固有的危险性对事故的影响。

博德(Frank Bird)、亚当斯(Edward Adams)等人都在海因里希事故因果连锁论基础上做了进一步的修改和完善,使因果连锁的思想得以进一步发扬光大,收到了较好的效果,如图2-4所示。

图2-4 事故连锁理论的完善(4)事故因果连锁理论的启示

①事故的发生是多种因素及它们之间相互联系、相互影响、互为因果,一步一步组合的结果。

②由于产生事故原因的多层次性,不能把事故发生的原因简单地归结于违章。

③事故致因的多种因素的组合,可归结为人和物两大系列的运动。发生事故是由于人、物两大系列的运动轨迹交叉,防止事故应着力于提高技术装备安全化水平,使人-物运动轨迹不产生交叉。

④研究人的不安全行为和物的不安全状态应当同对环境的分析研究结合起来,致力于不良环境的改善。

⑤人-物-环境都受管理因素支配,管理因素是本质原因,防止发生事故归根结底应从改进管理做起。

4.可靠性(Reliability)

概率论和数理统计是研究可靠性问题的主要工具。概率论能确定可靠性数量特性之间的相互关系。因此,可靠性理论的许多概念是与概率论中的概念密切相关的。可靠性的测定主要用的是数理统计方法。

根据国家标准规定,产品可靠性的定义是指产品在规定条件下、在规定的时间内完成规定功能的能力。这里的产品,是指作为单独研究和分别试验对象的任何元器件、设备和系统。从定义不难看出,产品可靠性的高低,必须是在规定的时间内,在规定的条件下,按完成规定功能的大小来衡量。如果离开了这三个“规定”、三大“要素”,就失去了衡量可靠性高低的前提。

规定的条件是指产品所处的使用环境与维护条件,包括机械条件、气候条件、生物条件、物理条件和使用维护条件等。这是对可靠性附加的第一种约束条件。由于这些条件对产品失效都有影响,条件变化了,产品可靠性也随着变化,因此,只能在指定的条件下谈产品可靠性。

规定的时间是指产品执行任务的时间,这是对可靠性附加的第二种约束条件,也是最重要的约束条件。由于产品交付使用后,会受到各种环境应力的影响,可靠性随着时间的延长而逐步下降。不同的时期和不同的时间,对产品失效的影响也不相同。

规定的时期是指产品储存期。产品在规定的储存期内,一般都应是可靠的,但超出储存期使用,问题就较多。因此,只能在规定的时期和规定的时间之内谈可靠性。例如,高铁车站发车作业在规定的时间内完成准备工作,并使高速列车处于良好的可发车状态,称发车作业有效。否则,在规定的时间内不能完成发车准备,称发车作业无效。

规定的功能是指产品设计文件上对产品规定的技术性能,这是对可靠性附加的第三种约束条件。各个产品在系统中承担着不同的任务,有着不同的功能。产品完成了规定的功能要求,就算是可靠的,否则,就算是不可靠的。完成功能的能力,通常表示可靠性的定性要求。完成功能的概率,通常表示可靠性的定量要求,是可靠性大小的度量。

以上对可靠性的定义只是定性的,为了使可靠性的定义有一个确定的定量量度,下面我们给出应用数理统计方法,并能广泛使用的可靠性的定量定义。可靠性就是一个系统在规定的条件及规定的时间t内不发生故障的概率,记为R(t)。设t为需要确定的无故障工作概率的时间,T为系统从开始工作到首次发生故障的时间,那么,可用下式表示:

R(t)=P(T>t)

即可靠性是指系统从开始工作到首次发生故障的时间T大于待确定无故障工作的时间t这一事件发生的概率。由可靠性的定义可知,R(t)具有以下三条性质:(1)R(t)为时间的递减函数;(2)0

可靠性函数曲线如图2-5所示。定量研究可靠性,需要注意以下问题:

图2-5 可靠性函数曲线图(1)要认识到可靠性所具有的时间特性。产品的可靠性是一个与时间有密切关系的属性,使用时间越长,就越不可靠。所以,在评价一种产品的可靠性时,必须指明是多长时间内的可靠性,离开时间谈可靠性是毫无意义的。(2)要认识到可靠性所具有的统计特性,建立概率统计研究可靠性问题的观点。(3)要认识到可靠性具有综合性的特点。产品的可靠性不是从某一个侧面来衡量产品的优劣,而是从整体上看产品能否完成预期的功能。因此综合性表现了产品的耐久性、无故障性、维修性、可用性和经济性等。

总而言之,可靠性有其可定量的概率统计特性,在设计中可以预计,在试验中可以测定,在生产中可以保证,在使用中可以保持,在整个寿命周期内可以控制。在研究产品可靠性问题时,必须注意可靠性的三大要素,即条件、时间和功能,建立一个基本的观点,即概率统计的观点,并充分认识可靠性具有的时间性、统计性和综合性的特点。

5.风险因子(Risk Factors)(1)风险因子定义

关于风险因子的称呼有多种,有叫“风险因素”、“风险成因”,还有叫“风险源”的,英文也有译为“Hazard”。与之相关的概念还有危险因素、危险有害因素、有害(危害)因素等,对于它们与风险因子的区别,经查阅各种资料,未见到权威性的解释。下面我们先从定义上对这些概念上加以分析。

风险因子是风险事件发生的潜在因素,是造成损失的间接的和内在的原因。

危险因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损害的因素。

有害因素是指能影响人的身体健康,导致疾病,或对物造成慢性损害的因素。

危险有害因素是指在生产、劳动过程中,存在对职工的健康和劳动能力产生有害作用,并导致疾病的因素。通常为了区别客体对人体不利作用的特点和效果,分为危险因素(强调突发性和瞬间作用)和危害因素(强调在一定时间范围内的积累作用),有时对二者不加以区分,统称危险因素。

为了更好的帮助理解上述概念,先简要介绍一下风险与危险的联系。

广义的风险是指事件发生的不确定性,这种不确定可能是损失也可能是收益。能带来收益,但收益大小不确定的风险叫做收益风险;可能受益、可能损失的风险叫做投机风险;只会带来损失的风险叫做纯粹风险。而本文所说的危险就是指纯粹风险,或者说是狭义的风险。

综合各种概念定义的本质以及从安全风险管理的角度,本文认为可以对上述概念风险因子、危险因素、有害因素、危害因素等不加以区分,因此本文统一称为“风险因子”。

风险因子是促使或引起风险事件发生的条件,即增加风险事件发生的频率;以及风险事件发生时,致使损失增加、扩大的条件。构成风险因素的条件越多,发生损失的可能性就越大,损失就会越严重。

鉴于风险因子是构成危险本质的成分和决定危险出现的原因或条件,因此针对风险因子需要预防。客观存在的危险、有害物质和能量超过临界值的设备、设施和场所,都可能成为风险因子。(2)风险因子的分类

①按来源分类

按照风险因子的来源,可以分为以下四个方面。

a.人的因素:在生产活动中,来自人员或人为性质的风险因素。

b.物的因素:机械、设备、设施、材料等方面存在的风险因素。

c.环境因素:生产作业环境中的风险因素。

d.管理因素:管理和管理责任缺失所导致的风险因素。

②按性质分类

按照性质不同,风险因子可分为有形风险因素与无形风险因素两种类型。

a.有形风险因素。有形风险因素也称实质风险因素,是指某一标的本身所具有的足以引起风险事故发生或增加损失机会或加重损失程度的因素。如一个人的身体状况,某一建筑物所处的地理位置、所用建筑材料的性质等,地壳的异常变化、恶劣的气候、疾病传染等都属于实质风险因素。人类对于这类风险因素,有些可以在一定程度上加以控制,有些则在一定时期内还是无能为力。在保险业务中,由实质风险因素引起的损失风险,大都属于保险责任范围。

b.无形风险因素。无形风险因素是与人的心理或行为有关的风险因素,通常包括道德风险因素和心理风险因素。

道德风险因素是指与人的品德修养有关的无形因素,即由于人们不诚实、不正直或有不轨企图,故意促使风险事故发生,以致引起财产损失和人身伤亡因素。如投保人或被保险人的欺诈、纵火行为等都属于道德风险因素。在保险业务中,保险人对因投保人或被保险人的道德风险因素所引起的经济损失,不承担赔偿或给付责任。

心理风险因素是指与人的心理状态有关的无形因素,即由于人们疏忽或过失以及主观上不注意、不关心、心存侥幸,以致增加风险事故发生的机会和加大损失的严重性的因素。例如,企业或个人投保财产保险后产生了放松对财务安全管理的思想,物品乱堆放,吸烟后随意抛弃烟蒂等的心理或行为,都属于心理风险因素。

由于道德风险因素与心理风险因素均与人密切相关,因此,这两类风险因素合并称为人为风险因素。

6.危险源(Source of danger)(1)危险源定义

危险源是指系统中客观存在的、具有潜在能量和物质释放危险的、在一定的触发因素作用下可转化为隐患、事故的根源或状态。危险源也可以定义为可能造成人员伤害、职业病、财产损失、作业环境破坏或其组合的根本原因或状态。

危险源识别就是确认危险源的存在并确定其特性的过程,内容包括一个系统中具有潜在能量和物质释放危险的、可造成人员伤害、在一定的触发因素作用下可转化为事故的部位、区域、场所、空间、岗位、设备及其位置。它的实质是具有潜在危险的源点或部位,是爆发事故的源头,是能量、危险物质集中的核心,是能量传出来或爆发的地方。

危险源存在于确定的系统中,不同的系统范围,危险源的区域也不同。例如,从全国范围来说,对于危险行业(如石油、化工等)具体的一个企业(如炼油厂)就是一个危险源。从一个企业系统来说,可能是某个车间、仓库为危险源;而从一个车间系统来看,可能是某台设备为危险源。因此,分析危险源应按系统的不同层次来进行。

重大危险源是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品,且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元(包括场所和设施)。重大危险源实质上是管理层面的概念,体现了在事故预防中分清主次、抓住主要矛盾的思想,是国家或者地区对于可能发生重大工业事故的设备、单元、场所采取预先、重点、宏观和统一控制的思想。重大危险源主要针对的是物质危险源,是易燃、易爆、有毒、有害等危险物质的客观存在。当危险物质的量超过了规定的临界量时,即构成了应该着重关注、重点管理的重大危险源。(2)危险源构成要素

根据上述对危险源的定义,危险源由潜在危险性、存在条件和触发因素三个要素构成。

①危险源的潜在危险性是指一旦触发事故,可能带来的危害程度或损失大小,或者说危险源可能释放的能量强度或危险物质量的大小。

②危险源的存在条件是指危险源所处的物理、化学状态和约束条件状态。例如,物质的压力、温度、化学稳定性,盛装压力容器的坚固性,周围环境障碍物等情况。

③触发因素虽然不属于危险源的固有属性,但它是危险源转化为事故的外因,而且每一类型的危险源都有相应的敏感触发因素。例如,易燃、易爆物质,热能是其敏感的触发因素;压力容器,压力升高是其敏感触发因素。因此,一定的危险源总是与相应的触发因素相关联。在触发因素的作用下,危险源转化为危险状态,继而转化为事故。(3)危险源的分类

危险源的分类,根据划分的依据不同,主要有以下几种分类方法。

①根据《生产过程危险和有害因素分类代码》(GB 13861-2009),按导致事故和职业危害的直接原因(危害因素)对危险源进行分类。该标准将生产过程危险和有害因素共分为以下大类:

a.人的因素(hominine factors):与生产各环节有关的,来自人员自身或人为性质的危险和有害因素。

b.物的因素(material factors):机械、设备、设施、材料等方面存在的危险和有害因素。

c.环境因素(environment factors):生产作业环境中的危险和有害因素。

d.管理因素(management factors):管理上的失误、缺陷和管理责任所导致的危险和有害因素。

本标准的代码共分四层,第一、二层分别用一位数字表示大类、中类;第三、四层分别用二位数字表示小类、细类,见表2-1。

②根据《企业职工伤亡事故分类标准》(GB 6441),按事故类型对危险源进行分类,分为20类,见表2-2。

表2-1 生产过程危险和有害因素分类与代码表

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