基于FRAM的天津港“8.12”事故致因分析

樊運曉教授 李冰怡，2 云霞皓月

（1.中國地質(zhì)大學（北京） 工程技術(shù)學院，北京 100083；2.北京林業(yè)大學 實驗室管理處，北京100083）

0 引言

2015年發(fā)生的天津港“8.12”火災(zāi)爆炸事故共造成165人遇難，8人失蹤，798人受傷住院治療，該起事故被認定為特別重大生產(chǎn)安全責任事故[1]，在國內(nèi)外產(chǎn)生了巨大影響，也引發(fā)了眾多學者的廣泛關(guān)注[2-7]。黃平等從爆炸物質(zhì)和管理缺陷方面對事故進行了分析[4]；傅貴等基于事故發(fā)生的過程，從觸發(fā)事件、不安全動作和組織因素分析了事故致因[8]；魯征等應(yīng)用事故致因“2-4”模型從不安全動作、習慣性行為、體系原因、文化原因和外部原因5個層面對事故致因進行探究[9]；吳超等構(gòu)建了“基于信息流的事故致因模型”，并應(yīng)用此模型對“8.12”火災(zāi)爆炸事故進行了實證分析[10]。事故帶給人類唯一的益處就在于它提供了事故學習的機會；事故學習得越深刻，則學習所獲對未來事故預(yù)防則越有效。盡管學者從不同的視角對事故致因進行了分析，但這些事故致因分析基于系統(tǒng)機構(gòu)分解及因果理論，其出發(fā)點多停留在系統(tǒng)要素的層面，探究系統(tǒng)要素錯誤的原因以及盡可能減少其負面結(jié)果的措施，屬于安全Ⅰ范疇。2014年，丹麥學者Hollnagel提出了事故分析“從安全Ⅰ到安全Ⅱ”的新見解，安全Ⅱ強調(diào)系統(tǒng)要素的功能，主要探究實現(xiàn)系統(tǒng)功能正確的路徑以及盡可能提升功能成功的結(jié)果[11]?；诖耍疚臄M從安全Ⅱ視角，應(yīng)用FRAM方法分析“8.12”火災(zāi)爆炸事故系統(tǒng)，以期辨識更為深刻的事故致因。

輻射環(huán)境監(jiān)測工作的開展，需要工作人員積極的參與到其中，其監(jiān)測水平以及綜合素質(zhì)，在很大程度上影響著監(jiān)測質(zhì)量。在這種情況下，我們就要采取一系列有效措施，做好對監(jiān)測人員的教育培訓工作，促進其監(jiān)測水平以及綜合素質(zhì)的提升，更好的參與到接下來的監(jiān)測工作當中。與此同時，我們還要積極的引進更加先進的環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備，在切實提高輻射環(huán)境監(jiān)測能力的同時，確保最終的監(jiān)測質(zhì)量。

1 功能共振分析方法

事故可以看作是一個或多個屏障失效的結(jié)果，只有當它被準確描述和真正理解之后，事故才有可能被有效預(yù)防[12]，為了確切表達失效的屏障，Hollnagel提出了用輸入、輸出、前提、資源、控制和時間6個維度表征系統(tǒng)要素的功能，如圖1，并基于此建立了功能共振事故致因模型（Functional Resonance Accident Model，F(xiàn)RAM）[13]。與傳統(tǒng)的事故致因模型不同，該模型關(guān)注的是系統(tǒng)要素的功能而不是要素本身；對于某一因素來說，系統(tǒng)內(nèi)其他因素可視為這一因素的運行環(huán)境；系統(tǒng)內(nèi)的因素通常并非絕對穩(wěn)定，常存在正常的波動。盡管某一個因素性能波動可能是正常的，但運行環(huán)境的性能波動是由很多因素的性能波動共同組成的，呈現(xiàn)出無規(guī)則狀態(tài)。如同物理學中的共振現(xiàn)象，當運行環(huán)境的性能無規(guī)則波動附加到某一因素正常波動的性能時，就會引起系統(tǒng)功能的共振，加劇要素功能的波動，耦合結(jié)果導(dǎo)致重大的事故發(fā)生。FRAM既可分析已發(fā)生的事故，也可探究系統(tǒng)功能的設(shè)置阻止未來事故的發(fā)生[14]，其分析方法主要包括系統(tǒng)邊界的確定、系統(tǒng)要素的功能描述、要素功能變化及耦合分析[11-15]等，一般建模過程，如圖2。

圖1 功能的六角形表示方法Fig.1 A hexagon representing a function

圖2 FRAM建模一般過程Fig.2 The general process of FRAM modeling

2 生產(chǎn)系統(tǒng)要素識別及功能描述

為了阻止和減少生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，我國《安全生產(chǎn)法》根據(jù)安全生產(chǎn)的實際情況和國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理體制的調(diào)整，確定有關(guān)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理的基本制度和要求[16]，明確了生產(chǎn)安全職能的劃分。《安全生產(chǎn)法》是我國安全生產(chǎn)領(lǐng)域法制化建設(shè)的重要依據(jù)[17]，基于此本文以《天津港“8.12”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災(zāi)爆炸事故調(diào)查報告》[1]為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，依據(jù)《安全生產(chǎn)法》確定生產(chǎn)系統(tǒng)功能要素并辨識其功能。

國家要盡快制定一些相關(guān)的法律法規(guī)，為低碳經(jīng)濟的發(fā)展構(gòu)建一個積極、完善、客觀的外部環(huán)境，替低碳營銷模式提供良好的氛圍?，F(xiàn)今，世界各國都在相繼制定、出臺與低碳經(jīng)濟相關(guān)的法律、法規(guī)。例如美國制定的《低碳經(jīng)濟法案》、英國出臺的《可再生能源義務(wù)》、丹麥的綠色能源的發(fā)展模式和意大利的“白色證書”“綠色證書”、能源計劃等等。我國也應(yīng)該著手這方面立法的研究。在制定相關(guān)的法律法規(guī)時，添加應(yīng)對氣候變化的相關(guān)條款，在規(guī)劃、批報項目和戰(zhàn)略環(huán)評的規(guī)則中增加氣候影響評價的規(guī)定，逐漸建立健全應(yīng)對氣候變化的體系。

“F1生產(chǎn)經(jīng)營單位”共包含8項功能連接，要素上游和下游功能之間發(fā)生多項失效（表2中淺灰色部分為F1元素上游連接，白色部分為其下游連接）。如前所述，當F6對F1及其下游功能F2和F4的控制削弱了企業(yè)對其風險的自主管理時，作為F1的下游，F(xiàn)4不可能從根本上實現(xiàn)F4（O）-F1（C）輸出-控制功能。“F3第三方服務(wù)機構(gòu)”是介于政府和企業(yè)之間的組織，該組織應(yīng)是具備專業(yè)勝任力的獨立的機構(gòu)，但圖4中F3除了具備“依照法律、行政法規(guī)和執(zhí)業(yè)準則”條件之外，并沒有機構(gòu)對其專業(yè)勝任力和機構(gòu)獨立性進行有效的控制， F6（O）-F3（C）間缺少合理的控制。正是由于此項功能的缺失，才會導(dǎo)致F3（O）-F1（R）輸出-資源連線的不可靠。 F3對F1提供服務(wù)功能，由于安評和環(huán)評報告只是F1啟動的資源條件，屬于強制而并非F1實施風險管控中自愿的真正需求，因而沒有機構(gòu)或個人關(guān)注F3服務(wù)的可靠性，F(xiàn)3難以成為真正意義上的獨立機構(gòu)。由于F6對F3缺少根本性控制，F(xiàn)1和F3常常為各自利益形成合謀，失去了安全評價對企業(yè)風險控制的作用。由此看來，提升第三方機構(gòu)專業(yè)能力和機構(gòu)獨立性也是今后事故預(yù)防的關(guān)鍵策略。

對于“F6安監(jiān)部門”，由圖4可知，F(xiàn)6共包含6條功能連接，其中5條為輸出連接。當輸出連接功能較多時，一旦該功能發(fā)生變化而不能保證有效的輸出，則會對下游功能產(chǎn)生較大影響。依據(jù)《安全生產(chǎn)法》，F(xiàn)6對“F1生產(chǎn)經(jīng)營單位”、“F2安全設(shè)備、工藝”和F4“安全生產(chǎn)管理機構(gòu)及人員”均有輸出-控制功能。F2和F4為F1的下游功能，F(xiàn)1是生產(chǎn)安全的主體，應(yīng)保證其下游功能的正確實施，但現(xiàn)有監(jiān)管功能通過F1合規(guī)實現(xiàn)，降低了企業(yè)自主管理的動力，致使F1依賴政府監(jiān)管部門檢查而失去主動風險管理的動力，其結(jié)果必然導(dǎo)致F1（O）-F2（C）和F1（O）-F5（C）的輸出-控制流于形式。而對于F6，隨著生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，“F6（O）-F2（C）”輸出-控制的技術(shù)難度也日益提高，沒有哪個企業(yè)比自己更了解其生產(chǎn)的實際情況，F(xiàn)6作為監(jiān)管部門，很難從專業(yè)技術(shù)角度實現(xiàn)“F6（O）-F2（C）”的有效控制。因此，改善現(xiàn)有監(jiān)管模式，提升企業(yè)自主管理是未來事故預(yù)防首要策略。

道路路面施工的質(zhì)量控制，必須對其攤鋪施工溫度做好實時把控，在公路施工前對相應(yīng)瀝青混凝土做加熱至施工要求設(shè)置，使混凝土活性充分得以體現(xiàn)。注重其溫度過低，便會影響瀝青壓實度和黏結(jié)度，引發(fā)瀝青液情況出現(xiàn)；而溫度過高便會引發(fā)施工設(shè)備部件溶解，嚴重損害設(shè)備質(zhì)量。

圖3 生產(chǎn)系統(tǒng)功能圖Fig.3 Production system function diagram

3 “8.12”事故系統(tǒng)要素功能變化及其耦合分析

當系統(tǒng)要素功能存在較多變化或者某一要素同時具有多項輸入或多項輸出時，不期望連接、失效連接或缺失連接則可能產(chǎn)生功能共振作用，從而產(chǎn)生巨大影響并導(dǎo)致系統(tǒng)失效。由圖4事故系統(tǒng)功能圖可以看出，系統(tǒng)要素間功能連接共計17項，發(fā)生變化的連接有9項（用“×”表示）；其中： “F1生產(chǎn)經(jīng)營單位”、“F3第三方服務(wù)機構(gòu)”、 “F6安監(jiān)部門” 和“F7法規(guī)、標準”要素功能在事故系統(tǒng)中發(fā)生多項變化（圖4中用灰色表示，F(xiàn)7要素本文暫不做分析）。表2給出元素功能失效連接、缺失連接清單，其中深灰色部分為缺失連接。從系統(tǒng)角度，各要素間功能失效和缺失的耦合結(jié)果導(dǎo)致事故的發(fā)生。

表1 生產(chǎn)系統(tǒng)功能要素及出處條款Tab.1 Production system functional elements and provenance clauses

不同類型要素的變化表征并不相同，技術(shù)類型的功能由不同類型的機械設(shè)備和工藝流程實現(xiàn)，機械設(shè)備和工藝流程隨行業(yè)、生產(chǎn)的不同而不同；人員類型的功能是由個體或集體行為完成；組織功能則是指由一群人或多群人通過組織而實現(xiàn)的活動[13]。功能變化是指要素實際完成的功能與設(shè)定功能之間的差異，通常由完成的精確程度和時機兩種方式表達，功能變化可能成為導(dǎo)致事故的致因，多變化的耦合則會引發(fā)系統(tǒng)功能共振，導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)各要素，依據(jù)事故調(diào)查報告，辨識各要素功能變化并列于表1中第四、五兩欄；構(gòu)建“8.12”事故系統(tǒng)要素功能圖，如圖4，其中帶有“×”的連線表明事故系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中要素功能與設(shè)定功能間發(fā)生變化。

圖4 “8.12”事故系統(tǒng)功能圖Fig.4 '8.12' accident system function diagram

表2 “8.12”事故系統(tǒng)元素功能失效/缺失連接清單Tab.2 '8.12' failure/missing connection list of accident system elements

針對每一要素，依據(jù)2014年《安全生產(chǎn)法》，分別辨識輸入、輸出、前提、資源、控制和時間得到并依據(jù)功能六角模型確定各要素功能，構(gòu)建基于我國《安全生產(chǎn)法》的生產(chǎn)系統(tǒng)功能圖，如圖3。

天津港“8.12”火災(zāi)爆炸事故在國內(nèi)外產(chǎn)生重大影響，為了有效地挖掘事故深層次致因，本文基于安全Ⅱ理念，應(yīng)用FRAM模型，依據(jù)《安全生產(chǎn)法》構(gòu)建了我國生產(chǎn)系統(tǒng)要素功能圖，并依據(jù)事故調(diào)查報告構(gòu)建了“8.12”火災(zāi)爆炸事故系統(tǒng)要素功能圖，辨識了事故系統(tǒng)中各要素功能的變化，得出如下研究結(jié)論：

對照《安全生產(chǎn)法》知識結(jié)構(gòu)框架[17]，依據(jù)人員、組織和技術(shù)理論（TMOT）[14]對生產(chǎn)系統(tǒng)功能要素進行提煉，確定生產(chǎn)系統(tǒng)正常運行所涉及的要素為“生產(chǎn)經(jīng)營單位”、“安監(jiān)部門”、“第三方服務(wù)機構(gòu)”、“法規(guī)、標準”、“安全設(shè)備、工藝”、“監(jiān)察人員”、“安全生產(chǎn)管理機構(gòu)及人員”、“從業(yè)人員”，要素名稱、類型及判定依據(jù)，見表1第一、二和三欄。例如，根據(jù)《安全生產(chǎn)法》第一章第九條規(guī)定：“安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門和對有關(guān)行業(yè)、領(lǐng)域的安全生產(chǎn)工作實施監(jiān)督管理的部門，統(tǒng)稱負有安全生產(chǎn)監(jiān)督管理職責的部門”，可提煉出生產(chǎn)系統(tǒng)要素為“安監(jiān)部門”，其類型為“組織”。

4 結(jié)論

另外需要說明的是：F6對F1的控制在日常實踐中常常通過“F8監(jiān)察人員”來實現(xiàn)，監(jiān)察人員的專業(yè)技術(shù)與能力影響著其輸出功能的效果，但圖4中F6和F8之間缺少“F6（O）-F8（C）” 的必要連接（圖4中用虛線表示），無法保證監(jiān)察人員對生產(chǎn)經(jīng)營單位監(jiān)察績效，這就是為什么實踐中安監(jiān)執(zhí)法人員總是查制度記錄卻不愿查設(shè)備或工藝的原因，因此監(jiān)管隊伍專業(yè)化，培養(yǎng)專業(yè)型專家型監(jiān)管人才是預(yù)防未來事故的一個重要策略。

（1）基于系統(tǒng)的視角，構(gòu)建了涉及技術(shù)、人員和組織屬性的生產(chǎn)系統(tǒng)，系統(tǒng)功能要素共計8個，要素功能共計19項，現(xiàn)有系統(tǒng)中存在 “F6（O）-F3（C）”和“F6（O）-F8（C）” 兩項功能連接缺失，說明提升監(jiān)管隊伍專業(yè)化和第三方機構(gòu)獨立性應(yīng)是未來事故預(yù)防策略。

（2）在“8.12”火災(zāi)爆炸事故系統(tǒng)中，要素功能連接失效的共計9項，功能連接缺失的計2項，這些失效功能的耦合結(jié)果是導(dǎo)致該事故的根本原因。

6）對土方質(zhì)量進行檢測。無論是在土方填筑還是其他施工過程當中，都需要將質(zhì)量檢測工作做好。在土方施工之前，需要將施工過程中所需要的各項準備工作做好，并且符合照相關(guān)施工規(guī)定要求，同時在施工結(jié)束后還需要進行檢查，嚴格把控作業(yè)質(zhì)量。在施工過程當中，各相關(guān)單位應(yīng)該重視對施工所用材料的抽查，保證施工不會因為材料而出現(xiàn)質(zhì)量問題。除此之外，對于施工時的工程高度以及位置，也需要按照國家相關(guān)標準來進行檢驗。

（3）事故系統(tǒng)中F1、F3和F6要素功能變化大，如何改善政府-企業(yè)-中介三方結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)系統(tǒng)中的作用與關(guān)系，促進企業(yè)自主管理是未來事故預(yù)防的關(guān)鍵。