事故樹分析法在農(nóng)機事故原因分析中的應(yīng)用

曹蕾　郭云輝

摘要 隨著農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)越來越重要的地位，農(nóng)機事故的居高不下勢必會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，采取有效措施預(yù)防事故、控制事故率十分有必要?；趥鹘y(tǒng)的事故致因理論，引入事故樹分析法試圖深入研究農(nóng)機事故的成因，并從中找出重要因素，為提出有針對性的預(yù)防措施提供參考。

關(guān)鍵詞 事故樹分析法;農(nóng)機事故;事故致因

中圖分類號 S232.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）21-0257-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.077

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Application of Fault Tree Analysis in Causes Analysis of Agricultural Machinery Accidents

CAO Lei1，GUO Yunhui2

（1.Nanjing Institute of Agricultural Mechanization， Ministry of Agriculture and Rural Science， Nanjing，Jiangsu 210014; 2. Audit Office of China Postal Savings Bank， Shanghai 200082）

Abstract With agricultural machinery occupying an increasingly important position in agricultural production， the high level of agricultural machinery accidents will inevitably have a farreaching impact on agricultural production and rural society. It is necessary to take effective measures to prevent accidents and control the accident rate. Therefore， based on the traditional accidentcausing theory， this paper introduces the fault tree analysis method to study the causes of agricultural machinery accidents in depth， and find out the important factors， so as to provide reference for putting forward targeted preventive measures.

Key words FTA;Agricultural machinery accident;Causes of accident

作者簡介 曹蕾（1986—），女，江蘇如東人，助理研究員，碩士，從事中國農(nóng)業(yè)機械化政策研究。

收稿日期 2019-07-09

自2004年我國實施農(nóng)機購置補貼政策以來，中央財政累計投入逾2 000億元，極大地帶動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者購買農(nóng)業(yè)機械的熱情。十多年來農(nóng)機總動力年均增幅超8%，至2017年已達(dá)到9.88億kW。伴隨著農(nóng)業(yè)機械化的快速發(fā)展，農(nóng)機事故頻發(fā)的問題隨之而來。公開資料顯示，2017年共發(fā)生農(nóng)機事故2 683起，造成917人死亡，1 957人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失2 064.64萬元，平均每起事故損失0.77萬元。其中，發(fā)生在國家等級公路以外的農(nóng)機事故平均每起直接經(jīng)濟(jì)損失更是達(dá)到1.68萬元。而當(dāng)年農(nóng)村居民人均純收入僅1.34萬元，損失收入比為1.25∶1。農(nóng)機事故的發(fā)生會讓事故雙方家庭均遭受極大的經(jīng)濟(jì)和心理打擊，事故率居高不下必將影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信心。然而一直以來，人們對農(nóng)機事故原因的分析比較淺顯，政策指導(dǎo)意義不夠。因此，采用科學(xué)的方法，深入分析農(nóng)機事故成因，從而采取更有針對性的預(yù)防措施顯得十分有必要。

1 傳統(tǒng)的事故致因理論在應(yīng)用中存在的不足

1.1 幾種典型的事故致因理論簡介

事故致因理論是從大量典型事故本質(zhì)原因的分析中所歸納出的事故機理和事故模型[1]。這些機理和模型反映了事故發(fā)生的規(guī)律性，能夠為事故原因的定性定量分析和事故的預(yù)測預(yù)防。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，人們對事故原因的認(rèn)識也不斷深入，因此先后出現(xiàn)了十幾種具有代表性的事故致因理論，其中比較有代表性的有事故因果連鎖理論、動態(tài)變化理論、軌跡交叉論等[2]。

1.1.1

事故因果連鎖理論。該理論最早由海因里希提出的，此后又有博德、亞當(dāng)斯等多位學(xué)者基于不同因素提出了相應(yīng)的因果連鎖模型。其核心思想是：傷亡事故的發(fā)生不是一個孤立的事件，而是一系列原因事件相繼發(fā)生的結(jié)果，即傷害結(jié)果與各原因之間具有連鎖關(guān)系。如海因里希認(rèn)為導(dǎo)致事故傷害的因素有5種：遺傳及社會環(huán)境（M）、人的缺點（P）、人的不安全行為或物的不安全狀態(tài)（H）、事故（D）、傷害（A），M—P—H—D—A構(gòu)成了事故因果連鎖關(guān)系[3]。

1.1.2

動態(tài)變化理論。該理論分為2種，一是擾動起源事故理論，二是變化-失誤理論。前者認(rèn)為事件的發(fā)生必然是由某人或某物引起的，如果把引起事件的人或物稱為“行為者”，而其動作或運動稱為“行為”，生產(chǎn)系統(tǒng)的外界影響是經(jīng)常變化的，可能偏離正?；蝾A(yù)期的情況，外界影響的變化為“擾動”，擾動作用于行為者，產(chǎn)生擾動的事件則稱為起源[4]。當(dāng)行為者不能適應(yīng)這種擾動，則自動平衡過程被破壞，形成事故過程。而變化-失誤理論則是認(rèn)為事故是由意外的能量釋放引起的，這種能量釋放的發(fā)生是由于管理者或操作者沒有適應(yīng)生產(chǎn)過程中物的或人的因素的變化，產(chǎn)生了計劃錯誤或人為失誤，從而導(dǎo)致不安全行為或不安全狀態(tài)，破壞了對能量的屏蔽或控制，即發(fā)生了事故[5]。

1.1.3

軌跡交叉論。其基本思想是：傷害事故是許多相互聯(lián)系的事件順序發(fā)展的結(jié)果。這些事件概括起來不外乎人和物（包括環(huán)境）兩大發(fā)展系列。當(dāng)人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)在各自發(fā)展過程中（軌跡），在一定時間、空間上發(fā)生了接觸（交叉），能量轉(zhuǎn)移于人體時，傷害事故就會發(fā)生。而人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)之所以產(chǎn)生和發(fā)展，又是受多種因素作用的結(jié)果[6-7]。

1.2 事故致因理論對農(nóng)機事故原因分析的啟示

這些事故致因理論為分析農(nóng)機事故原因提供了很好的借鑒和啟示：第一，事故的發(fā)生是偶然的、隨機的現(xiàn)象，但是又有其必然的統(tǒng)計規(guī)律性，從而可以科學(xué)地統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)農(nóng)機事故發(fā)生的規(guī)律和原因，從而通過采取預(yù)防措施，實現(xiàn)控制和減少農(nóng)機事故、保障安全生產(chǎn)的目的;第二，事故原因不能簡單歸咎為“違章”，導(dǎo)致事故發(fā)生的因素是錯綜復(fù)雜的，但其中人（農(nóng)機安全生產(chǎn)中，即為農(nóng)機駕駛操作人員）和物（農(nóng)機安全生產(chǎn)中，即為農(nóng)業(yè)機械）是核心要素，而導(dǎo)致人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)的因素又有很多，必須追蹤到各個深層次，找到本質(zhì)原因;第三，人和物往往都受到管理因素的支配，可以通過科學(xué)的管理方法和手段來一定程度上控制人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)，從而有效預(yù)防事故的發(fā)生。

1.3 傳統(tǒng)的事故致因理論在實際應(yīng)用中的不足

但用上述事故致因理論來實際分析農(nóng)機事故成因時又發(fā)現(xiàn)一些不足：第一，事故因果連鎖理論如多米諾骨牌效應(yīng)，強調(diào)只有第一塊骨牌倒下，才能導(dǎo)致后續(xù)事件的相繼發(fā)生，但有些時候農(nóng)機事故是由中間因素引發(fā)的，如機械的突發(fā)性故障導(dǎo)致傷害的發(fā)生，與之前的因素并無直接關(guān)系;第二，上述理論都特別強調(diào)了人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)，較少強調(diào)環(huán)境因素或?qū)h(huán)境作為影響人和物的次級因素來看待，而農(nóng)機事故的發(fā)生與其所處的環(huán)境存在密切關(guān)聯(lián)，事實上現(xiàn)在很多學(xué)者也將農(nóng)機事故的原因主要歸為人、物和環(huán)境3類，將環(huán)境因素放至與人和物相當(dāng)?shù)奈恢脕砜创?第三，上述理論基本只從宏觀層面上概述了影響人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)的深層次因素，如社會、經(jīng)濟(jì)、文化、習(xí)慣、法律等等，但不夠具體，對深入研究農(nóng)機事故成因從而制定出針對性較強的方針政策的指導(dǎo)性意義不夠。因此，該研究引入事故樹分析法，來深入、全面地探究引發(fā)農(nóng)機事故的深層次原因。

2 基于FTA的農(nóng)機事故樹構(gòu)建

2.1 事故樹分析法

事故樹分析法（FTA）是一種對事故進(jìn)行從結(jié)果到原因的演繹推理方法，其根據(jù)系統(tǒng)可能發(fā)生的事故或已經(jīng)發(fā)生的事故所提供的信息，去尋找同類事故發(fā)生有關(guān)的原因，從而采取有效的防范措施，防止同類事故再次發(fā)生[8]。該方法是1961年由美國貝爾電話研究所的沃森在研究民兵式導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)的安全性評價時首先提出，之后多位學(xué)者對該方法進(jìn)行了改進(jìn)，1974年美國原子能委員會應(yīng)用FTA對商用核電站的災(zāi)害危險性進(jìn)行評價，發(fā)表了拉斯馬森報告（Rasmussen Report），引起了世界各國的關(guān)注。此后，事故樹分析法被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)安全系統(tǒng)的評價與分析[9-11]。實踐證明，F(xiàn)TA是一種具有廣闊的應(yīng)用范圍和發(fā)展前途的系統(tǒng)安全分析方法。

事故樹，顧名思義，形似倒立著的樹。樹的“根部”頂點節(jié)點表示系統(tǒng)的某一個事故，樹的“梢”底部節(jié)點表示事故發(fā)生的基本原因，樹的“枝杈”中間節(jié)點表示由基本原因促成的事故結(jié)果，又是系統(tǒng)事故的中間原因。事故因果關(guān)系的不同性質(zhì)用不同的邏輯門表示。這樣畫成的一個“樹”用來描述某種事故發(fā)生的因果關(guān)系，稱之為事故樹[12]。

2.2 農(nóng)機事故樹

該研究將事故樹分析法引入農(nóng)機事故原因分析，并基于事故致因理論，認(rèn)為導(dǎo)致農(nóng)機事故的核心原因在于人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)以及環(huán)境的惡劣，基于此構(gòu)建農(nóng)機事故樹，如圖1。

由圖1分析可知，引發(fā)農(nóng)機事故的基本事件有超速、超載、疲勞駕駛、機械設(shè)計缺陷、質(zhì)量問題、高溫、雨天等，見表1。

該事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)為：T=H+M+L=H1+H2+H3+M1+M2+L1+L2 =（H3+H4+H5）+X1+（X16+M3）+（X16·X12·X15）+（X18+X14）+（X19+X20）=[（X2·X3）+（X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10）+（X11+X4+X5+X12+X13+X14+X15）]+X1+（X16+X17+X2+X12）+（X16·X12·X15）+（X18+X14）+（X19+X20）

3 將FTA引入農(nóng)機事故原因分析的重要意義

首先，事故樹是分析事故原因的有利武器，它既能找到事故的真實原因，又能找到包括潛在因素在內(nèi)所有事故原因。并能顯示出它們與頂上事件的邏輯關(guān)系，如有些基本事件單獨發(fā)生了就可以導(dǎo)致頂上事件發(fā)生（如X4發(fā)生則H4便會發(fā)生），有些基本事件必須與另外一個基本事件同時發(fā)生才能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生（如X2和X3同時發(fā)生才會導(dǎo)致H3發(fā)生），從而有助于定性分析某類事故發(fā)生的規(guī)律及特點，從而找出控制該類事故的可行方案。

第二，可以從事故樹結(jié)構(gòu)上分析導(dǎo)致農(nóng)機事件發(fā)生的基本事件集合（如{X2}、{X2，X3}、{X12}、{X12，X15，X16}等），通過基本事件出現(xiàn)的頻次和某集合中基本事件的個數(shù)，定性判斷各基本原因事件的重要程度[13]，以便按輕重緩急分別采取對策，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效、安全的目的。也可以作為制定安全檢查表、找出日常管理和控制要點的依據(jù)。

第三，借助事故樹可以定量分析某類事故發(fā)生的概率。如基于大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以計算各基本事件發(fā)生的概率，通過邏輯門中的加（“+”）或乘（“·”）計算頂上事件發(fā)生的概率，從而依此為依據(jù)，綜合考慮事故（頂上事件）的損失嚴(yán)重程度，與預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行比較，如果得到的結(jié)果超過了允許目標(biāo)，則采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，使其降至允許值以下，達(dá)到控制事故率處于某一數(shù)值之下的目的[14]。

4 結(jié)語

事故樹分析法已在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)安全性評估中得到廣泛應(yīng)用，并受到安全生產(chǎn)管理者的高度評價，但在農(nóng)機安全生產(chǎn)中鮮少運用。該研究認(rèn)為可以在傳統(tǒng)事故致因理論的基礎(chǔ)上，用FTA分析法分析農(nóng)機事故原因。從導(dǎo)致農(nóng)機事故的人、物（即農(nóng)業(yè)機械）和環(huán)境3個核心因素入手，深入分析深層次原因，最終得到超速、超載、疲勞駕駛、機械設(shè)計缺陷、質(zhì)量問題、高溫、雨天等20項基本事件，如果可以通過大數(shù)據(jù)分析獲得這些基本事件的發(fā)生概率，則可以預(yù)測頂上事件發(fā)生的概率，從而方便采取有效的預(yù)防和控制措施，降低事故率。該研究是運用事故樹分析法研究農(nóng)機事故原因的初步嘗試，研究深度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，如其他人員責(zé)任、產(chǎn)品質(zhì)量缺陷等未做進(jìn)一步挖掘和展開，有待后續(xù)深入研究。

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