最小割集在液化石油氣罐車雙重預(yù)防體系中的應(yīng)用

舒建峰

摘 要：本文應(yīng)用最小割集法，構(gòu)建液化石油氣罐車燃燒爆炸事故樹，利用事故樹分析軟件，解算事故樹最小割集與結(jié)構(gòu)重要度大小，并以此為依據(jù)，劃分了各基本事件在液化石油氣罐車雙重預(yù)防建設(shè)中的風(fēng)險等級，明確了雙重預(yù)防建設(shè)內(nèi)容，并從人機環(huán)管角度提出了相應(yīng)的管控措施。結(jié)果表明：采用最小割集和結(jié)構(gòu)重要度的風(fēng)險等級劃分方法，可以更加準(zhǔn)確地、科學(xué)地劃分風(fēng)險等級，為雙重預(yù)防風(fēng)險分級管控和隱患排查治理的建設(shè)提供科學(xué)的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：液化石油氣罐車;燃燒爆炸;最小割集;雙重預(yù)防

中圖分類號：TE88文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）22-0106-04

Abstract： In this paper， the minimum cut set method was applied to construct the accident tree of LPG tank car combustion and explosion. The minimum cut set and structural importance of the fault tree were calculated by using the fault tree analysis software. Based on this， the risk level of each basic event in the double prevention construction of LPG tank car was divided， and the construction contents of double prevention were defined， and the corresponding measures were proposed from the perspective of man-machine and environmental management control measures. The results show that the risk classification method based on the minimum cut set and structural importance can more accurately and scientifically divide the risk level， and provide a scientific reference for the construction of double prevention risk classification control and hidden danger investigation and control.

Keywords： liquefied petroleum gas tank truck;combustion explosion;minimal cut set;double prevention

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，液化石油氣因污染少、產(chǎn)熱量高、易于運輸、壓力穩(wěn)定等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。汽車罐車作為主要運輸載體，運輸中較為靈活、方便、快捷，但在運輸和裝卸液化石油氣的過程中，由于人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全因素、管理的漏洞或缺陷，促使發(fā)生生產(chǎn)安全事故，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失[1]。“10·6懷化氣罐車爆炸事故”“臨沂金譽石化公司6·5罐車泄漏重大爆炸著火事故”以及近期的“溫嶺6·13液化石油氣槽罐車爆炸事故”都在警示我們：液化石油氣罐車的危險性較高，應(yīng)引起運輸、裝卸、使用人員的高度重視和關(guān)注。因此，有效辨識液化石油氣罐車在運行中的危險因素，及時解決和彌補液化石油氣罐車運輸和使用中存在的短板和瓶頸，保障液化石油氣罐車的安全運行，降低液化石油氣罐車突發(fā)生產(chǎn)安全事故具有重要的意義。本文將液化石油氣罐車與最小割集和《國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于實施遏制重特大事故工作指南構(gòu)建雙重預(yù)防機制的意見》（安委辦〔2016〕11號）雙重預(yù)防建設(shè)要求相結(jié)合，以實現(xiàn)液化石油氣罐車安全生產(chǎn)的關(guān)口前移，切實提升液化石油氣罐車整體預(yù)控能力，夯實遏制重特大事故的基礎(chǔ)。

1 最小割集在雙預(yù)防中的應(yīng)用模型

最小割集可以表示系統(tǒng)的危險性，表示頂事件發(fā)生的原因組合，并為降低系統(tǒng)的危險性提出控制方向和預(yù)防措施。利用最小割集可以判定事故樹中基本事件的結(jié)構(gòu)重要度，方便地計算頂事件發(fā)生的概率。

雙重預(yù)防體系是通過風(fēng)險分級管控和隱患排查治理兩重管理形成一套機制，以達到關(guān)口前移，預(yù)防生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。

最小割集是通過建立某事件或事故的事故樹，運用事故樹分析實際生產(chǎn)過程中不希望發(fā)生的事故作為事故樹的頂事件，根據(jù)事故發(fā)生邏輯關(guān)系繪制事故樹邏輯樹圖，用邏輯門將中間事件和基本事件的邏輯關(guān)系進行連接，利用定性定量分析求得最小割集和結(jié)構(gòu)重要度，確定頂事件發(fā)生的原因，以科學(xué)地制定相應(yīng)的管控措施，降低事故發(fā)生的可能性。最小割集與雙重預(yù)防體系結(jié)合模型是通過最小割集和結(jié)構(gòu)重要度計算結(jié)果劃分風(fēng)險等級，制定安全風(fēng)險分級管控方案和隱患排查治理方案[2-4]。最小割集與雙重預(yù)防結(jié)合模型如圖1所示。

2 液化石油氣罐車最小割集計算

2.1 建立事故樹

本研究結(jié)合“臨沂金譽石化公司6·5罐車泄漏重大爆炸著火事故”和現(xiàn)場管理人員經(jīng)驗及相關(guān)文獻，以人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全因素、管理的漏洞或缺陷為主線，按照完整性、針對性、科學(xué)性等原則，構(gòu)建液化石油氣罐車燃燒爆炸的事故樹[5-6]，具體如圖2所示。圖2上的事件名稱及編號如表1所示。

2.2 最小割集和結(jié)構(gòu)重要度計算

在事故樹中，一般把引起頂事件發(fā)生的基本事件的集合稱為割集。最小割集是能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生最低限度的基本事件的集合（即割集中任一基本事件不發(fā)生，頂上事件就不會發(fā)生）。最小割集表達了頂事件事故樹發(fā)生的危險性，每個最小割集都是頂事件發(fā)生的一種方式，最小割集的數(shù)目越多，頂事件事故樹發(fā)生的危險性越高。利用事故樹分析軟件和計算機軟件，得到了事故樹的22個最小割集：K1={C1，X1，X15，X16，X17}，K2={C1，X3，X15，X16，X17}，K3={C1，X6，X15，X16，X17}…K21={C1，X11，X12，X15，X16，X18}，K22={C1，X9，X10，X15，X16，X18}。

結(jié)構(gòu)重要性是權(quán)衡各基本事件發(fā)生對頂事件發(fā)生影響的程度，總而言之，就是基本事件或最小切割集的發(fā)生對頂部事件的貢獻。利用事故樹分析軟件、計算機軟件和式（1），可以得到事故樹的結(jié)構(gòu)重要性。

其中，[Ii]表示基本事件[xi]結(jié)構(gòu)重要系數(shù)判別值;[xi∈kj]表示基本事件[xi]屬于[kj]最小割集;[ni]表示基本事件[xi]最小割集中包含基本事件的個數(shù)。

各基本事件結(jié)構(gòu)重要度大小為：I（C1）=0.685、I（X1）=0.121、I（X2）=0.121、I（X3）=0.121、I（X4）=0.121、I（X5）=0.121、I（X6）=0.121、I（X7）=0.121、I（X10）=0.119、I（X8）=0.061、I（X9）=0.061、I（X11）=0.061、I（X12）=0.061、I（X13）=0.061、I（X14）=0.061、I（X15）=0.685、I（X16）=0.685、I（X17）=0.439、I（X18）=0.439。

各基本事件結(jié)構(gòu)重要度排序為：I（C1）=I（X15）=I（X16）>I（X17）=I（X18）>I（X1）=I（X2）=I（X3）=I（X4）=I（X5）=I（X6）=I（X7）>I（X10）>I（X8）=I（X9）=I（X11）=I（X12）=I（X13）=I（X14）。

3 風(fēng)險分級管控

3.1 風(fēng)險分級

將最小割集和結(jié)構(gòu)重要計算結(jié)果按照基本事件的結(jié)構(gòu)重要度范圍劃分為四個等級，并結(jié)合《國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于實施遏制重特大事故工作指南構(gòu)建雙重預(yù)防機制的意見》（安委辦〔2016〕11號）規(guī)定的安全風(fēng)險等級，把促使頂事件發(fā)生的基本事件在液化石油氣罐車雙重預(yù)防建設(shè)中的風(fēng)險等級劃分為重大風(fēng)險、較大風(fēng)險、一般風(fēng)險、低風(fēng)險四級，如表2所示。

3.2 風(fēng)險管控

綜合上述風(fēng)險辨識和分級，提出在液化石油氣罐車雙重預(yù)防中的以下建設(shè)內(nèi)容。

第一，達到爆炸極限、裝卸軟管破裂、罐體閥門組失效危險性最大，管控級別最高，企業(yè)應(yīng)設(shè)定崗位、班組、車間、公司四個級別的日常巡檢、周巡檢、月巡檢、季巡檢，及時查找設(shè)備運維中的問題，并及時解決，從而做到降低和預(yù)防事故的發(fā)生。

第二，人員的操作失誤和應(yīng)急措施不當(dāng)危險性次大，管控級別次之，企業(yè)應(yīng)設(shè)定崗位、班組、車間三個級別的日常巡檢、周巡檢、月巡檢，及時排查問題并解決。

第三，點火吸煙、物質(zhì)過熱引燃、物體撞擊、用鐵制工具作業(yè)、穿鐵釘鞋工作、防爆電器損壞、未使用防爆電器、罐車靜電釋放設(shè)備失效危險性次小，企業(yè)應(yīng)設(shè)定崗位、班組兩個級別的日常巡檢、周巡檢，及時排查問題并解決。

第四，油液流速過高、油液沖擊金屬容器、化纖品與人體摩擦、作業(yè)中導(dǎo)體接觸、雷擊、避雷設(shè)施失效危險性最小，企業(yè)應(yīng)設(shè)定崗位級別的日常巡檢，及時排查問題并解決。

第五，在提出風(fēng)險管控措施時，可針對基本事件從人、機、環(huán)、管四個方面提出。①人的因素：在易燃易爆工作場所和罐車安全防護距離以內(nèi)禁止吸煙、使用明火、使用鐵制工具、穿釘鞋、疲勞作業(yè)、心理異常等。②物的因素：罐車配備的閥門、軟管、管道、壓力容器、儀表等安全設(shè)施必須有效，并根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)對必須檢驗檢測的設(shè)施進行檢驗檢測，出具相應(yīng)的檢驗檢測報告。③環(huán)境的因素：罐車運輸中，應(yīng)優(yōu)選道路良好路段，避免坑洼道路;應(yīng)優(yōu)選白天運輸，夜晚光線不足時應(yīng)禁止運輸;在炎熱天氣下運輸時，應(yīng)做好防高溫措施，避免由高溫引起的物質(zhì)燃燒。④管理的因素：完善安全管理機構(gòu)，制定對應(yīng)的安全責(zé)任制度，嚴(yán)防由于安全管理不到位而發(fā)生的違章操作、違章指揮、違章作業(yè)的行為。

4 隱患排查治理

①針對上述辨識出風(fēng)險點的管控措施，應(yīng)制定隱患排查方案，以防止因管控措施的失效而產(chǎn)生的生產(chǎn)安全事故。

②隱患排查是預(yù)防事故的最后一道防線，如若落實不到位或推諉扯皮，就會引發(fā)企業(yè)不愿見到的結(jié)果。因此，在液化石油氣罐車雙重預(yù)防中，應(yīng)切實做到將隱患劃分為重大隱患和一般隱患。重大隱患由公司級別治理，治理前應(yīng)編制重大隱患治理方案，治理中應(yīng)嚴(yán)格按照方案整改;一般隱患由崗位、班組、車間治理。重大隱患和一般隱患在治理之后均應(yīng)進行驗收，并建立臺賬，實現(xiàn)閉環(huán)運行。

除此之外，應(yīng)按照雙重預(yù)防建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)手冊，將導(dǎo)致頂事件發(fā)生的基本事件對應(yīng)地設(shè)置管控等級、部門、人員，制定管控措施和應(yīng)急措施，落實風(fēng)險管控責(zé)任主體。同時，在重點部位設(shè)置重大安全風(fēng)險公告欄、制作崗位安全風(fēng)險告知卡、繪制企業(yè)安全風(fēng)險四色分布圖和企業(yè)作業(yè)安全風(fēng)險比較圖。最后，企業(yè)應(yīng)建立安全風(fēng)險分級管控清單（數(shù)據(jù)庫）和隱患排查治理臺帳（數(shù)據(jù)庫），形成雙重預(yù)防運行長效機制。

5 結(jié)論

本文以液化石油氣罐車燃燒爆炸為例，研究建立了最小割集與雙重預(yù)防相結(jié)合的方法。該方法建立了液化石油氣罐車燃燒爆炸事故樹，確定了導(dǎo)致事故發(fā)生的最小割集、結(jié)構(gòu)重要度、基本事件的風(fēng)險等級以及雙重預(yù)防建設(shè)要求，并從人、機、環(huán)、管角度提出了建議措施，為液化石油氣罐車燃燒爆炸事故的預(yù)防提供參考。

建立事故樹模型，對液化油氣罐車燃燒爆炸事故樹進行定性定量分析，應(yīng)用最小割集和結(jié)構(gòu)重要度大小劃分液化石油氣罐車的風(fēng)險等級，可避免傳統(tǒng)風(fēng)險分級方法的主觀判斷性，使風(fēng)險等級更加科學(xué)與精準(zhǔn)，以便更加明確事故預(yù)防側(cè)重點。通過得出的最小割集和各基本事件的重要度，可科學(xué)地、精確地提出針對性的風(fēng)險分級管控措施和隱患排查治理方案，從而使液化石油氣罐車雙重預(yù)防建設(shè)達到顯著效果，從而降低和防范液化石油氣罐車燃燒爆炸事故的發(fā)生。

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