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事故树分析在酒店消防安全建设中的应用研究
胡义南
中国河北省廊坊065000中国人民武装警察学院学报
摘要
当今社会,为了防止大规模的人员伤亡和重大财产损失,加强酒店建筑消防安全已成为越来越多的专家学者探讨的热门话题之一。我们可以根据建筑消防系统分析酒店火灾事故的全过程建立酒店建筑火灾事故树。从最小割集、最小径集和结构重要性三个方面分析主次因子之间的关系。酒店火灾发生的原因主要有三个,涉及人员的不安全行为,电气设备和接线故障以及易爆易燃物的引燃。我们应制定关键措施预防酒店建筑火灾,包括加强日常消防安全管理,监督重点岗位和重点人员,动员员工提出提高酒店建筑的安全性和运行可靠性的建议。分析表明,事故树分析方法对酒店宾馆建筑火灾产生的各种因素及其逻辑关系进行了全面的阐述,也为其他领域安全技术措施的设计和施工改进提供了更多参考。
1.介绍
近年来,酒店建筑火灾频繁发生,造成重大人员伤亡和严重经济损失。2005年6月10日,汕头华南酒店火灾共造成31人死亡,28人受伤,810586元的直接财产损失。这是一个由于电路短路,点燃了周围的可燃材料而引起的火灾事故。2013年4月14日,襄阳花园酒店的火灾是在另一楼网吧造成的另一个电气短路而引起,造成61人受伤,其中包括14人死亡。2011年5月1日,通化一家快捷酒店发生火灾,原因是地下一层酒吧内发生纵火案,造成10人死亡,2人重伤,51人轻伤。
现代酒店一般具有多功能性和综合性的特点,是为旅客提供住宿、餐饮、娱乐、会议、宴会等于一体的场所。作为一个集中的“小社会”,酒店建筑火灾具有很大的危害性。造成酒店火灾的原因主要有功能的复杂性、装修的豪华性、内部燃料的变化以及电气的频繁使用等。此外,员工的思想瘫痪和客人的安全意识淡薄同样增加了酒店建筑火灾的可能性。火灾发生时,火焰和高温烟气会迅速蔓延,造成重大事故,也会造成重大人员伤亡和财产损失。因此,防范酒店建筑火灾已成为消防安全领域亟待解决的问题之一。
事故树分析法作为安全系统工程可靠性分析与评价的有效方法,为分析酒店建筑火灾事故提供了一种有效的手段。同时,在各个领域的安全管理方面内,它也具有良好的社会效益和应用前景。通过对酒店建筑火灾过程的分析,可以逐步分析火灾发生的机理和原因,找出导致酒店建筑火灾发生的关键因素。因此,事故树分析法有利于管理人员采取有效的安全措施,将恶性伤亡的发生率降到最低,为安全评估提供科学可靠的参考依据。
2.事故树分析方法的基本理论
事故树分析法作为系统可靠性分析的一种方法,经常被认为是分析复杂系统最简单、最有效、最有前途的工具之一。通过这种方法,系统逻辑之间的事故可能会以树形图的形式将所有事故原因建立关系。通过对事故树的定性和定量分析,找出事故发生的主要原因,为确定一些安全对策提供可靠的依据,以达到预测和预防事故的目的。目前,事故树分析法是一种较为全面、实用的事故预防与风险分析技术方法,广泛应用于事故的识别、预测、评价和控制。
事故树分析程序通常随着评价对象的不同、分析的目的和厚度的不同而变化。但它一般按照下列程序工作,如图1所示。
图1.事故树分析通用程序
3.酒店建筑火灾事故树的构建
3.1.酒店建筑火灾原因分析
根据过去十年发生的294次酒店火灾事故统计数据可以看出,从2006到2015,在中国发生的酒店建筑火灾的主要原因是因为员工的疏忽,粗糙的建设、设备设施故障、电线短路、操作不当以及人为纵火。人员的不安全行为、电气设备和线路的故障以及易燃易爆物质的引燃是主要的三大原因,由于他们导致的酒店建筑火灾事故率高达90.17%。由员工的不安全行为引起的酒店火灾事故率高达36.94%。造成火灾的原因是多方面的,包括工作人员的操作失误、工作过程中违反有关规定,甚至员工的工作失误以及防火技能的缺失等。更严重的是,一些居民缺乏消防安全意识。在吸烟时,他们随手将未熄灭的烟头扔在地毯上,这就如同在旅馆里放了一把火。由于电气设备和电气线路安装不当,导线接触不良,散热差,由大型电气设备主导的电路负荷,电气事故引起的酒店火灾占比为27.85%。再加上设备的长期运行、温度升高和电线表面绝缘的损坏,在缺乏经常检修电气设备和布线的情况下会发生漏电或短路,从而导致酒店火灾。引燃可燃物和可燃物的外部源触发火灾的比例达到25.38%,其中大部分是由于在建设和维修期间火星飞溅。
3.2.酒店建筑火灾事故树图
在对大型酒店火灾事故原因进行调查的基础上,将酒店火灾视为顶级事件。根据上述对火灾事故过程的分析研究,确定火灾事故的每一个中间事件和基本事件。为了表明这些子事件和顶事件的相互关系,我们建立如下事故树:
图2.酒店建筑火灾事故树图
4.酒店建筑火灾事故树分析
4.1 最小割(径)集的确定
基于逻辑简化方法和布尔代数简化方法,我们可以推导出该事故树的最小割集为23,最小径集为4。定性分析易于从最小径集开始,而且这样选择控制事故的措施更方便。
表1.大型酒店火灾事故树的符号与意义
代码基本事件 |
代码基本事件 |
T 酒店火灾 A1 人员的不安全行为 A2 员工的不安全行为 A3 居民的不安全行为 A4 管道火灾 A5 吸烟 B1 引燃可燃和易燃物质 B2 可燃和易燃物质 B3 火源 B4 明火 C1 电气设备和线路故障 C2 使用不当 C3 安装不当 D1 其他火灾 E1 消防管理不善 X1 非法操作 X2 管道油气富集 X3 管道上有火星 X4 非法用火 |
X5 吸烟的酒店客人 X6 周围易燃和可燃物质 X7 采用易燃可燃装修材料 X8 其他易燃和可燃物质 X9 电火花 X10 焊接施工与消防 X11 烟花 X12 绝缘破坏 X13 散热差 X14 纵火 X15 自然灾害 X16 电线质量差 X17 不当操作电气设备 x18 频繁的使用电力 X19 没有关机 X20 使用电气设备过载 X21 不合理的线路安装 X22 电线接触不良 |
求解最小径集的一种直接方法就是利用源树的对偶性。根据摩根定理,每一个事故应转移到对立事件中去。那么这个事故的成功树就建立好了。然后采用布尔代数简化求解,从而得到四个最小径集:
P1={X1,X2,X4,X6,X7,X8,X12,X13,X14,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22}
P2={X1,X2,X4,X5,X6,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22}
P3={X1,X3,X4,X6,X7,X8,X12,X13,X14,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22}
P4={X1,X3,X4,X5,X6,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X15,X16,X17,X18,X19,X20,X21,X22}
4.2 结构重要性的确定
基于事故树结构的重要性分析每个重要事件的重要性程度,而不考虑每个事件的发生概率。或者假定每个事件的发生概率相等,然后分析基本事件的发生对顶层事件的影响程度。
由于不同的基本事件对事故树分析中的顶事件有不同的影响,为了更好地理解和了解基本事件的发生对顶事件的影响程度,采用最小径集和排序方法求出结构的重要度:
I[X1]=I[X4]=I[X6]=I[X14]=I[X15]=I[X16]=I[X17]=I[X18]=I[X19]=I[X20]=I[X21]=I[X22]=I[X12]=I[X13]gt;I[X7]=I[X8]gt;I[X2]=I[X3]gt;I[X5]=I[X9]=I[X10]=I[X11]
4.3 结果分析与对策
4.3.1 结果分析
(1)从事故树图分析中可以看出有11个或门,3个与门。从或门的定义可以看出,如果任何输入事件发生,它可以导致输出事件的发生。根据或门和与门所占的比例,很明显,像旅馆这样的建筑火灾事故风险比较高。
(2)事故树中只有22个基本事件,23个最小割集和5个最小径集。结果表明,高层事件发生的渠道较多,控制渠道较少,证明该系统是比较危险的。其中,最小割集越多,系统就越危险。因此,增加最小割集的基本事件有助于提高系统的安全性,减少突发事件的发生概率。最小径集越多,系统越安全。对于少数事件的最小径集,少一些管理程序,对于事件最小径集更为经济和有效。
(3)从基本事件结构的重要度可以看出,员工的疏忽大意,施工设备短路,焊接操作不当和纵火等因素在重要程度结构中占有很大比例,这是导致重大事件发生的最重要因素。然而,电火花和其他类似明火的事件在结构的重要程度上占有很小的比例,这说明对于顶级事件它们不太重要。最重要的是,如果可以控制重要程度较大的基本事件,那么酒店建筑火灾事故发生的概率将会大大降低。
(4)从最小径集的定义中我们可以知道,如果P1、P2、P3和P4中的任何一个都可以避免,那么顶层事件就不会发生了。在这四个预防渠道中,存在结构最重要的各种基本事件,大多数其他基本事件都可以通过人为控制,最佳预防措施的解决方案应选择最小径集中最基本的事件,这是P1和P3的解决方案。
但考虑到预防的可能性,可靠性和结构重要程度,酒店大楼火灾事故预防应以所有解决方案为基础,即解决P1,P2,P3和P4的预防措施,并且可以通过人为的努力控制基本事件。
(5)此外,E1作为酒店火灾事故的重要条件应严格控制。许多酒店火灾事故的深层原因是缺乏火灾管理以及违反火灾管制规定和未实施的火灾管理机制的问题。因此,只有E1被严格控制,才能起到防止其他火灾事故的重要作用。
4.3.2 对策
基于事故树分析法,对酒店建筑火灾的各种因素及其逻辑关系进行了全面阐述,并得出了火灾发生的重要因素。为了达到防火效果,各个基本事件的发生都应控制,尤其是事件的结构重要度有相当大的比例的基本事件,如厨房管道油脂积累,电气设备和线路安装不合理,运行故障等。通过对引发火灾的关键环节的分析,提出了相应的对策。
(1)加强重点零件的日常管理,有效防止设备和线路引起火灾。电气线路和电气设备的设计和施工工作应严格符合有关要求《低压电气装置规例》和《电气防火规范》和《建筑防火设计规范》等有关规定,并保证电缆和电线的铺设和安装,以消除电线,设备源的火灾危险。此外,重点关注配电室,电缆槽,大负载电气设备等的火灾检查,这样有利于避免线路老化,漏电和短路的风险。
(2)加强重点人员消防安全管理工作,开展消防安全宣传教育培训。酒店消防安全教育应纳入员工培训计划,并按计划进行消防安全专项课程。工作人员在上岗前必须通过考试,使他们能够提高消防安全意识,并学习更多的消防知识。培训包括消防法律法规,消防安全知识以及知识和技能,培训将侧重于员工组织和指导客人疏散,报告火灾报警和扑灭早期火灾的能力。
(3)加强消防安全和清洁火灾隐患的日常管理。应妥善建立酒店消防安全责任制度。首先要建立严格的岗位责任制,确定消防安全的第一责任。另外还要定期组织消防安全检查制度,定期进行消防安全检查和检查,及时发现火灾隐患。
应制定消防和撤离的应急计划,这对组织常规消防演习是有用的。最后必须加强巡查消防安全管理的关键时期,即晚上22点到凌晨6点的夜间巡逻管理,尽早发现和消除火灾隐患。
(4)加强消防设备设施的检查和保养。酒店应要求工作人员检测火灾自动报警系统及其联动功能测试,以确保消防设施的正常运行。一旦发现消防设备不能正常工作,要立即对其进行维护,以保证设备在短时间内正常运行安全工作。
5.结论
通过对系统特定故障状况的分析,事故树分析方法可以帮助识别系统内部固有的或潜在的风险因素,确定系统的缺陷,为改
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