[摘 要]利用故障樹(shù)分析法分析導(dǎo)致事故的基本因素和預(yù)防事故成功的途徑，為起重作業(yè)安全管理提供理論依據(jù)。

　　[關(guān)鍵詞]故障樹(shù),起重作業(yè),事故預(yù)防

　　1 引言

　　故障樹(shù)是一種特殊的倒立樹(shù)狀邏輯因果關(guān)系圖，它用事件符號(hào)、邏輯門(mén)符號(hào)和轉(zhuǎn)移符號(hào)描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關(guān)系。邏輯門(mén)的輸入事件是輸出事件的"因"，邏輯門(mén)的輸出事件是輸入事件的"果"。它采用邏輯的方法和因果關(guān)系圖來(lái)形象地進(jìn)行危險(xiǎn)分析，以圖形化"模型"路徑的方式從上到下逐級(jí)建樹(shù)并且根據(jù)事件而聯(lián)系，直觀地顯示一個(gè)系統(tǒng)能導(dǎo)致一個(gè)可預(yù)知的或不可預(yù)知的故障事件(失效)，路徑的交叉處的事件和狀態(tài)。并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展定性、定量分析。體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問(wèn)題的系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)性。

　　起重作業(yè)是利用起重機(jī)械或起重工具移動(dòng)重物的操作活動(dòng)，廣泛應(yīng)用于建筑施工、物流組織、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航天等多個(gè)領(lǐng)域。起重傷害事故是指在進(jìn)行起重作業(yè)(包括吊運(yùn)、安裝、檢修、試驗(yàn))中發(fā)生的重物(包括吊具、吊重或吊臂)墜落、夾擠、物體打擊、起重機(jī)傾翻等事故。起重傷害事故可造成重大的人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在冶金、機(jī)電、鐵路、港口、建筑等生產(chǎn)部門(mén)，起重機(jī)械所發(fā)生的事故高達(dá)25%左右，其中死亡事故占15%左右，已引起生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè)、政府監(jiān)管部門(mén)、科研及檢測(cè)、咨詢(xún)中介機(jī)構(gòu)等有關(guān)方面的高度重視，國(guó)家有關(guān)部門(mén)已經(jīng)明確下文將起重機(jī)定為特種(危險(xiǎn))設(shè)備、起重作業(yè)人員定為特殊工種。因此研究事故的致因理論和預(yù)防理論,進(jìn)而預(yù)防起重機(jī)傷害事故的發(fā)生是很有必要的。

　　2 起重傷害事故的特點(diǎn)

　　從安全角度看，與一般純手工作業(yè)、使用簡(jiǎn)單或小型機(jī)具作業(yè)、一人一機(jī)在較小范圍內(nèi)的固定作業(yè)方式不同，起重機(jī)的功能是將重物提升到空間進(jìn)行裝卸吊運(yùn)，它的作業(yè)運(yùn)動(dòng)軌跡是立體的。為滿(mǎn)足作業(yè)需要，起重機(jī)械需要有特殊的結(jié)構(gòu)形式，使起重機(jī)和起重作業(yè)方式本身就存在著諸多危險(xiǎn)因素。概括起來(lái)起重作業(yè)有如下特點(diǎn)：

　　2.1 吊物具有很大的重量和可變的勢(shì)能

　　被搬運(yùn)的物料個(gè)大體重(一般物料均上噸重、目前世界起重量最大的移動(dòng)式門(mén)式起重機(jī)“宏海號(hào)”桁架式拱形起重機(jī)的設(shè)計(jì)起重量達(dá)22000噸)、種類(lèi)繁多、形態(tài)各異(包括成件、散料、液體、固液混合等物料)，起重搬運(yùn)過(guò)程是重物在高空中的懸吊運(yùn)動(dòng)。

　　2.2 起重作業(yè)是多種運(yùn)動(dòng)的組合

　　起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)四大機(jī)構(gòu)組成多維運(yùn)動(dòng)，體形高大金屬結(jié)構(gòu)的整體移動(dòng)，大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀不一、運(yùn)動(dòng)各異。速度多變的可動(dòng)零部件，形成起重機(jī)械的危險(xiǎn)點(diǎn)多且分散的特點(diǎn)，給安全防護(hù)增加難度。

　　2.3作業(yè)范圍大

　　金屬結(jié)構(gòu)橫跨車(chē)間或作業(yè)場(chǎng)地，高居其他設(shè)備、設(shè)施和施工人群之上，起重機(jī)帶載可以部分或整體在較大范圍內(nèi)移動(dòng)運(yùn)行，使危險(xiǎn)的影響范圍加大。

　　2.4 多人配合的群體作業(yè)

　　起重作業(yè)的程序是地面司索工捆綁吊物、掛鉤;起重司機(jī)操縱起重機(jī)將物料吊起，按地面指揮，通過(guò)空間運(yùn)行，將吊物放到指定位置摘鉤、卸料。每一次吊運(yùn)循環(huán)，都必須是多人合作完成，無(wú)論哪個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題，都可能發(fā)生意外。

　　2.5作業(yè)條件復(fù)雜多變

　　在車(chē)間內(nèi)，地面設(shè)備多，人員集中;在室外，受氣候、氣象條件和場(chǎng)地限制的影響，特別是流動(dòng)式起重機(jī)還涉及水文、地質(zhì)、地形地貌和周?chē)�環(huán)境等多因素的影響。

　　總之，重物在空間的吊運(yùn)、起重機(jī)的多機(jī)構(gòu)組合運(yùn)動(dòng)、龐大金屬結(jié)構(gòu)整機(jī)移動(dòng)性，以及大范圍、多環(huán)節(jié)的群體運(yùn)作，使起重作業(yè)的安全問(wèn)題尤其突出。

　　3起重傷害進(jìn)行故障樹(shù)分析

　　3.1以吊物擠、撞打擊傷害為例繪制起重傷害故障樹(shù)。用矩形符號(hào) 表示頂上事件或中間事件，用圓形符號(hào) 它表示基本(原因)事件，表示人的差錯(cuò)或設(shè)備、機(jī)械故障、環(huán)境因素等。用屋形符號(hào) 表示正常事件，是系統(tǒng)在正常狀態(tài)下發(fā)生的正常事件，用菱形符號(hào) 表示省略事件，即表示事前不能分析，或者沒(méi)有再分析下去的必要的事件。用與門(mén)符號(hào) 表示輸入事件同時(shí)發(fā)生的情況下，輸出事件A才會(huì)發(fā)生的連接關(guān)系。用或門(mén)符號(hào) 表示輸入事件中任何一個(gè)事件發(fā)生都可以使輸出事件發(fā)生。用條件與門(mén)符號(hào) 表示只有當(dāng)輸入事件同時(shí)發(fā)生，且滿(mǎn)足給定的條件時(shí)輸出事件才會(huì)發(fā)生。本故障樹(shù)如圖1所示：

　　3.2 故障樹(shù)定性分析。根據(jù)故障樹(shù)最小割(徑)集最多個(gè)數(shù)的判別方法判定發(fā)生事故的可能性。最小割集計(jì)算如下：

　　T=A1×A2×X15 =(B1+B2+B3+B4)×(X12+X13+X14)×X15

　　=( X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11)×(X12+X13+X14)× X15

　　=X1X12X15+X2X12X15+X3X12X15+X4X12X15+X5X12X15+X6X12X15

　　+X7X12X15+X8X12X15+X9X12X15+X10X12X15+X11X12X15+X1X13X15

　　+X2X13X15+X3X13X15+X4X13X15+X5X13X15+X6X13X15+X7X13X15

　　+X8X13X15+X9X13X15+X10X13X15+X11X13X15+X1X14X15+X2X14X15

　　+X3X14X15+X4X14X15+X5X14X15+X6X14X15+X7X14X15+ X8X14X15

　　+X9X14X15+X10X14X15+X11X14X15

　　圖1所示故障樹(shù)最小割集最多有33個(gè)。說(shuō)明導(dǎo)致事故的因素多、發(fā)生事故的可能性特別大。我們反過(guò)來(lái)從對(duì)立事件考慮預(yù)防事故成功來(lái)分析其邏輯結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示

　　最小徑集計(jì)算如下：

　　T’1 = A’1+ A’2+ X’15= B’1 B’2B’3 B’4+ X’12 X’ 13 X’14 +X’15

　　= X’1 X’2 X’3 X’4 X’5 X’6 X’7 X’8 X’9 X’10 X’11+ X’12 X’13 X’14+X’15

　　從而得出3個(gè)最小徑集為：

　　P1= { X’1，X’2，X’3，X’4，X’5，X’6，X’7，X’8，X’9，X’10，X’11}

　　P2= { X’12，X’13，X’14 }

　　P3= {X’15}

　　所以從最小徑集入手分析較為方便。

　　3.3結(jié)構(gòu)重要度分析

　　3.3.1 根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析故障樹(shù)、成功樹(shù)結(jié)構(gòu)重要度時(shí)遵循的原則：

　　1)單事件最小割集中的基本事件，其結(jié)構(gòu)重要度最大。

　　2)在同一最小割集中出現(xiàn)的所有基本事件，它們的結(jié)構(gòu)重要度相等。

　　3) 僅出現(xiàn)在基本事件個(gè)數(shù)相等的若干最小割集中的各基本事件，其結(jié)構(gòu)重要度根據(jù)出現(xiàn)次數(shù)而定，出現(xiàn)次數(shù)相等的基本事件，其結(jié)構(gòu)重要度相等;出現(xiàn)次數(shù)多的結(jié)構(gòu)重要度就大;出現(xiàn)次數(shù)少的結(jié)構(gòu)重要度就小。

　　4) 若兩個(gè)基本事件僅出現(xiàn)在基本事件個(gè)數(shù)不相等的若干最小割集中，則有如下兩種情況：

　　a 若它們重復(fù)在各最小割集中出現(xiàn)的次數(shù)相等，在少事件最小割集中出現(xiàn)的基本事件，其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)大;

　　b在少事件最小割集中出現(xiàn)次數(shù)少的與多事件最小割集中出現(xiàn)次數(shù)多的基本事件，一般前者的結(jié)構(gòu)重要度大于后者。

　　3.3. 2結(jié)構(gòu)重要度分析

　　1)因?yàn)樵诔晒��?shù)計(jì)算中X’1，X’2，X’3，X’4，X’5，X’6，X’7，X’8，X’9，X’10，X’11同在一個(gè)最小徑集內(nèi)，X’12，X’13，X’14也同在一個(gè)最小徑集內(nèi)，X’15是單獨(dú)事件，根據(jù)上述判斷原則可知：

　　X’15是單基本事件最小徑集中的事件，其結(jié)構(gòu)重要度最大。

　　ΙΦ(1)=ΙΦ(2)=ΙΦ(3)=ΙΦ(4)=ΙΦ(5)=ΙΦ(6)

　　=ΙΦ(7)=ΙΦ(8)=ΙΦ(9)=ΙΦ(10)=ΙΦ(11)

　　ΙΦ(12)=ΙΦ(13)=ΙΦ(14)

　　因此，只要判定ΙΦ(1)，ΙΦ(12)，ΙΦ(15)的大小即可。

　　2)在故障樹(shù)計(jì)算中，其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)：

　　ΙΦ(1)=1/211-1=1/210

　　ΙΦ(12)=1/23-1=1/22=1/4

　　所以，結(jié)構(gòu)重要順序?yàn)椋?/p>

　　ΙΦ(15)>ΙΦ(12)=ΙΦ(13)=ΙΦ(14)>ΙΦ(1)=ΙΦ(2)=ΙΦ(3)=ΙΦ(4)=ΙΦ(5)=ΙΦ(6)=ΙΦ(7)=ΙΦ(8)

　　=ΙΦ(9)=ΙΦ(10)=ΙΦ(11)

　　3.3.3結(jié)論

　　1)從故障樹(shù)邏輯關(guān)系看，有6個(gè)邏輯或門(mén)，1個(gè)邏輯與門(mén)，最小割集有33個(gè)，最小徑集有3個(gè)，造成事故的途徑很多，而控制事故的途徑很少，說(shuō)明系統(tǒng)危險(xiǎn)性很大。

　　2)從最小徑集來(lái)看，首先，只要人躲閃不及(X’15)這個(gè)基本事件不發(fā)生，就可以保證無(wú)擠、撞、打擊傷害事故發(fā)生。其次，只要在吊物旁工作(X’12)、其他人員通過(guò)(X’13)和未離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)(X’14)三個(gè)基本事件都不發(fā)生，也可保證無(wú)擠、撞、打擊傷害事故發(fā)生。由此可知，人躲閃不及是最關(guān)鍵的基本事件，在吊物旁工作、其他人員通過(guò)和未離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)是較關(guān)鍵的基本事件。

　　3)從基本事件的結(jié)構(gòu)重要度來(lái)看，人躲閃不及基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)最大，在吊物旁工作，其他人員通過(guò)和未離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)三個(gè)事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)次之。

　　從上述分析看出：人躲閃不及基本事件對(duì)擠、撞、打擊傷害頂上事件的發(fā)生存在著極為重要的關(guān)系，影響最大;吊物旁工作、其它人員通過(guò)和未離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)三個(gè)基本事件對(duì)頂上事件的發(fā)生存在比較重要關(guān)系，影響較大;其余為一般基本事件，影響較小。

　　4 預(yù)防事故的基本措施

　　根據(jù)上述分析，對(duì)這類(lèi)事故進(jìn)行控制采取預(yù)防措施時(shí)，應(yīng)首先從對(duì)頂上事件影響大的基本事件或包括含數(shù)目較少的基本事件的組合著手比較有效。即應(yīng)首先控制人的行為，因人躲閃不及這個(gè)基本事件不易控制，所以，第一要嚴(yán)格作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)管，設(shè)置起重作業(yè)危險(xiǎn)控制、警戒區(qū)，控制操作人員盡量在危險(xiǎn)區(qū)以外工作例如：盡量避免在吊車(chē)旁工作、控制其它人員不通過(guò)危險(xiǎn)區(qū)、從事起重掛鉤的操作人員在吊物起吊前應(yīng)迅速離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)。第二要加強(qiáng)人員培訓(xùn)，提高指揮、信號(hào)及操作等相關(guān)起重人員的素質(zhì)，杜絕因違章操作、違章指揮或較典型的事件，如物體倒塌，吊物擺動(dòng)，用吊鉤進(jìn)行拉斷作業(yè)，用吊物進(jìn)行撞擊作業(yè)。第三加強(qiáng)過(guò)程控制，嚴(yán)格對(duì)吊鉤、吊繩等部位的檢驗(yàn)、檢測(cè)工作以及對(duì)捆綁、起吊等特殊作業(yè)過(guò)程的檢查中，消除作業(yè)隱患，第四，強(qiáng)化設(shè)備維修、保養(yǎng)工作，使控制器、制動(dòng)器、安全警示系統(tǒng)靈敏可靠。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　《故障樹(shù)分析程序》GB 7829-1987