鐵路安全風(fēng)險分析教育課件

1、安全生產(chǎn)單元風(fēng)險分析與控制,西南交通大學(xué)安全技術(shù)中心 柴 儉1.1 案例,生產(chǎn)單元風(fēng)險,2010年6月29日16時45分，深圳東部華僑城“太空迷航”娛樂項目發(fā)生安全事故，造成6人死亡，10人受傷，其中重傷5人。 初步查明設(shè)施發(fā)生事故的基本過程：12個座艙在運行中，第5號座艙因支撐系統(tǒng)失穩(wěn)與活動站臺發(fā)生碰撞墜地，隨后的4號、3號、2號座艙相繼與墜地的5號座艙碰撞并失穩(wěn)。接著3個失穩(wěn)的座艙又與活動站臺發(fā)生碰撞造成不同程度損壞，由此導(dǎo)致部分座艙內(nèi)游客傷亡,事故的孕育過程,產(chǎn)權(quán)單位：東部華僑城 設(shè)計單位：總裝設(shè)計院 制造單位：九華游樂設(shè)備制造有限公司 檢測單位：國家質(zhì)檢總局的

2、特種設(shè)備檢測研究院 大事記：2009年4月20日，特種院發(fā)驗收合格證書； 2009年5月1日， 東部華僑城對外營業(yè)； 2010年3月， 特種院最近一期定期年度檢驗； 2010年6月21日，鹽田監(jiān)管分局進(jìn)行安全檢查； 2010年6月29日，發(fā)生事故,太空失超重加速度“1.5g-2.0g”一般民航起飛1.5g左右2.0g可造成人的休克。在這種狀態(tài)太空艙受到到巨大的動載荷的作用。 香港的梁聲工程師，在2009年9月25日來太空城想體驗太空狀態(tài)，但是在他登機(jī)前看了設(shè)備狀況后，退票了。為什么呢？他認(rèn)為該設(shè)備處于極其不安全狀態(tài)。并用英文向管理處寫了說明和建議,主要有兩大設(shè)計缺陷點： 1頂部由一個不宜拆除的

3、U型鎖扣緊路軌及飛行艙，U型鎖只有3cm,體積很小，與龐大的太空艙體極不相稱。不足以承擔(dān)12個太空艙的作用，在高速狀態(tài)下有一顆螺絲甩掉就可能造成太空艙脫落； 2太空艙沒有自動停車系統(tǒng)，一旦一個艙脫落就會撞向其它艙,1商業(yè)運行前，按國際慣例應(yīng)由第三方機(jī)構(gòu)對游戲進(jìn)行測試，得出相關(guān)參數(shù)后才進(jìn)行商業(yè)運行。 2在我國安全危險性較大的設(shè)備、場所等“我們往往陷入只遵守和滿足了政府最低安全規(guī)范即可的錯誤認(rèn)識。 3迪士尼之所以幾十年沒有人員傷亡事故，除了高額賠償也是重要的約束手段外。最重要的是他們進(jìn)行最小風(fēng)險設(shè)計與管理。 4一般性賠償與懲罰性賠償，將在我國開始實施,1.2 引申觀點,在安全系統(tǒng)中有一般安全系統(tǒng)，

4、有危險性大的系統(tǒng) 。在危險性大系統(tǒng)中又有安全苛求系統(tǒng)。 在安全苛求系統(tǒng)中有很多危險控制因素，有的因素都是生命攸關(guān)的因素。有的因素是非生命攸關(guān)的因素。 因此，在選擇安全性措施時有嚴(yán)格的優(yōu)先次序和技術(shù)限定,1.3 風(fēng)險控制的一般原則,控制風(fēng)險及危險因素的措施原則,1 最小風(fēng)險設(shè)計:首先在設(shè)計上消除危險源，采用“故障-安全”技術(shù)，并證實危險因素發(fā)生的可能性低于可承受的水平。 2 設(shè)計上未實現(xiàn)最小風(fēng)險設(shè)計：則采取永久性的、自動的或其他安全防護(hù)裝置，并應(yīng)證實裝置的有效性。裝置的定期檢查對檢查環(huán)節(jié)的缺陷，做出反應(yīng),3采用安全報警裝置：設(shè)計和安全裝置不能消除的已判定可能危險因素。采用報警裝置對檢測出的危險狀

5、況向有關(guān)人員發(fā)出有效的報警信號。 4設(shè)計不能消除危險因素，安全防護(hù)與報警裝置也不能滿足安全性要求，只能依靠人來彌補不足部分，應(yīng)制定專門的運用、維護(hù)、規(guī)程和進(jìn)行培訓(xùn)。通過人力辨別和控制,20世紀(jì)30年代，化工生產(chǎn)過程中的火災(zāi)、爆炸及毒氣泄漏等重大事故不斷發(fā)生，風(fēng)險技術(shù)在美國得到重視。 美國三里島核電廠、前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的爆炸事故的發(fā)生，歐美核電廠工程廣泛應(yīng)用風(fēng)險技術(shù)。 目前風(fēng)險技術(shù)在各國的軍事、航天航空等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,風(fēng)險客觀存在，風(fēng)險技術(shù)由來已久,1.4 風(fēng)險技術(shù)現(xiàn)狀,我國安全風(fēng)險技術(shù)缺失，生產(chǎn)事故頻發(fā),公路橋梁建設(shè),鐵路運行安全技術(shù),化學(xué)爆炸、燃燒、泄漏事故層出不窮,爆炸,透水,地下

6、礦山與地下工程，瓦斯、透水、塌方、中毒等事故遍地開花,時代,率故事,管理制度化 科學(xué)化階段,文化管理 國際化發(fā)展階段,從經(jīng)驗管理 到制度約束 會戰(zhàn)和計劃時期,以人為本 科學(xué)發(fā)展,管理與國際 接軌階段 HSE管理體系 改革開放時期,中國企業(yè)安全管理歷程及趨勢,建 言,思考題： 1、在考慮某活動、某產(chǎn)品時帶來好處的同時，什么樣的風(fēng)險是可以接受的？ 2、學(xué)會風(fēng)險分析方法的基本步驟，即風(fēng)險的系統(tǒng)識別、風(fēng)險評估和可能的補救措施的確定。 3、基于“風(fēng)險”概念的企業(yè)安全HSE管理（安全、健康、環(huán)境）將是企業(yè)安全發(fā)展方向,一、鐵路貨運、危險貨物與安全 鐵路貨物運輸就是把裝載了貨物的車輛，按一定的規(guī)則從始發(fā)地到

7、目的地完成的位移；鐵路線路是車輛位移的基礎(chǔ)設(shè)施、機(jī)車是位移的牽引力、而信號是體現(xiàn)了位移的規(guī)則、它們搭建了鐵路運輸?shù)谋仨毜挠布脚_，而辦理作業(yè)的基地就是車站、而由企業(yè)或者其他單位管理的與國家鐵路或者其他鐵路線路接軌的岔線稱專用線,2、引言（危險化學(xué)因素存在,危險貨物是鐵路運輸中凡具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蝕、放射傷亡和財產(chǎn)損毀而需特別防護(hù)的貨物。 危險必然存在，運行的車輛+危險貨物+環(huán)境條件+儲輸設(shè)備+人的作業(yè)行為等存在危險因素,2、引言（危險化學(xué)因素存在,二、鐵路曲線、超載、車輛構(gòu)造與脫軌 （1）線路方面的風(fēng)險因素： 線路必須保持狀態(tài)完好，軌面平順，曲線各部分的標(biāo)高、曲率、軌距（含加寬值）

8、以及外軌超高等均應(yīng)符合規(guī)程要求；重車通過曲線，線路狀態(tài)不好或存在缺陷，會改變重車的正常運行工況，誘發(fā)潛在脫軌因素；線路不得有下沉，三角坑，軌距寬窄不一，扣件松動、短缺以及鋼軌嚴(yán)重磨損等病害存在；由于曲線結(jié)構(gòu)原因，其軌面仍然是扭曲的，重車進(jìn)入后車體傾斜，扭曲前行。車體傾斜后除引起水平分力外，其重力線還將偏移，從而造成一側(cè)車輪輪重增大，另一側(cè)車輪輪重下降，出輪重減載量,2、引言（脫軌因素存在,2）車輛結(jié)構(gòu)方面的原因： 車輛本身的性能以及相關(guān)技術(shù)參數(shù)是影響重車能否順利通過曲線的重要因素。其中車輛的銷距、固定軸距、左右車輪滾動基圓間距、左右旁承的間距、對角線旁承游間的大小等，屬于技術(shù)結(jié)構(gòu)方面的因素；車

9、輛轉(zhuǎn)向架彈簧的剛度、車體的扭曲剛度等，屬于技術(shù)性能方面的因素。 在我國，一些銷距、固定軸距較大，大底架扭曲剛度較大的長大貨物車（D型車）和部分銷距較大，車體扭曲剛度較大的棚車，在空載條件下和裝載量較小的情況下，也都出現(xiàn)過脫軌事故。車輛本身的性能和狀態(tài)，也是一項重要影響因素，其中又以轉(zhuǎn)向架彈簧的剛度、固定軸距和車體扭曲剛度的影響最大,2、引言（脫軌因素存在,3）貨物裝載方面的原因： 重車是貨物與車輛的總合，所裝貨物重心投影若落在車地板縱橫中心線交點上，重車重心就位于車輛對稱中心，在此情況下兩轉(zhuǎn)向架的承重相等，轉(zhuǎn)向架每側(cè)的輪重也會相等；反之，貨物裝載重心偏移，重車重心也將偏移?？v向偏移（a）將使一

10、端轉(zhuǎn)向架承重大，另一端承重小；橫向偏移（b）將使一側(cè)的輪重增大，而另一側(cè)輪重減小，即從裝車開始就出現(xiàn)了輪重減載量，其中承重量較小端轉(zhuǎn)向架兩側(cè)輪重變化就成了脫軌因素的關(guān)鍵,2、引言（脫軌因素存在,4）重車運行速度方面的原因： 為保證重車能在曲線上按一個規(guī)定速度運行，克 服由于離心力產(chǎn)生的影響，出現(xiàn)了抬外軌的措施。外 軌抬高使車體傾斜，出現(xiàn)了平衡離心力的水平分力， 借以確保重車順利通過曲線。 專用線由于曲線半徑小，車輛運行速度過高離心力 就會加大，超過其水平分力時會引起車輛傾覆，反之 運行速度過低離心力又會太小，平衡不了水平分力時 又會導(dǎo)致脫軌。兩者都是不應(yīng)有的選項。對于小半徑 曲線，在外軌超高一

11、定的情況下，尋求一個合理的重 車過線速度，使其產(chǎn)生的離心力，既能平衡因車體傾 斜帶來的水平分力，又能使重車順利通過曲線，看來 是十分必要的,5）人為管理或操作失誤 道岔動作操作失誤；卷揚機(jī)調(diào)車操作失誤；脫軌器使用不當(dāng)；鐵鞋使用使用錯誤；軌道障礙；道口管理等,2、引言（脫軌因素存在,車輛輪軌關(guān)系圖,車輪,軌道,1、輪軌的幾何關(guān)系；2、輪軌的力學(xué)關(guān)系,鐵路行車事故調(diào)查代碼 鐵路交通事故調(diào)查事故處理規(guī)則 特別重大事故 1050調(diào)車沖突；1060調(diào)車脫軌；1080列車火災(zāi)與爆炸。 重大事故 2050調(diào)車沖突；2060調(diào)車脫軌；2080列車火災(zāi)與爆炸。 大事故 3050調(diào)車沖突；3060調(diào)車脫軌；308

12、0列車火災(zāi)與爆炸,1）隱患 設(shè)風(fēng)險因素為X，風(fēng)險因素的安全許用值為X, X為風(fēng)險因素的偏差。 則有：X=X-X 0 不合格 X=X-X 0 合格 X=X-X 0 安全冗余 當(dāng)X=X-X0 隱 患 隱患具有隱蔽性、潛伏性、普遍性、危害性,3、概念（隱患,2）危險 設(shè)危險狀態(tài)為W， 則有：W=f(X,L），是一個多因素的狀態(tài)函數(shù)，是危險因素偏差導(dǎo)致的結(jié)果。 危險是（ 風(fēng)險、危險、隱患因素）危險因素變化X變化 （人、物、環(huán)境、管、信息偏差）導(dǎo)致后果L變化過程的狀態(tài)。該狀態(tài)是客觀存在的，具有潛在性、隱蔽性。危險程度是可轉(zhuǎn)化的,3、概念（危險,3）風(fēng)險 設(shè)風(fēng)險為R，危險事件發(fā)生的概率為P，后果損失程度為

13、L,則有： R=f（P、L）pili 風(fēng)險的性質(zhì)： 1、具有概率和后果的雙重性； 2、風(fēng)險是客觀存在的； 3、風(fēng)險是可以科學(xué)量測的； 4、風(fēng)險可以分析預(yù)測、評價和控制,3、概念（風(fēng)險,4）安全 設(shè)安全狀態(tài)為D，其是可接受的危險狀態(tài)w的范圍。即：Dw。 我們認(rèn)為D決定于安全條件，安全條件決定于條件因素，即，D=f（Xi）。 設(shè)安全條件為X，安全條件許用值為X, X為安全條件的偏差。 則有：X=X-X 0 安全 X=X-X 0 比較安全 X=X-X 0 非常安全,3、概念（隱患、危險、風(fēng)險、安全與安全評價,5）安全風(fēng)險評價 安全風(fēng)險評價就是對安全狀態(tài)D或危險狀態(tài)W的評定。 a、設(shè)安全條件為X，安全

14、條件許用值為X, X為安全條件的偏差。則有： X=X-X 0 不安全 X=X-X0 非常不安全（ 隱 患） X=X-X 0 安全 X=X-X 0 比較安全 X=X-X 0 非常安全,3、概念（安全評價,6）安全風(fēng)險事件的后果 設(shè)： L為后果 L0 沒有后果 L L 可接受的后果 L L 不可接受的后果 事故后果模擬計算，鐵路火災(zāi)模型、爆炸模型、脫軌模型、調(diào)車沖動模型、道口事故模型等,3、概念（后果,3、概念（風(fēng)險與危險、隱患的關(guān)系,隱患,暴露在人類生產(chǎn) 作業(yè)活動中,危險,風(fēng)險,控制 失敗,事故,可能產(chǎn)生潛在損失的征兆,X=X-X0,事故發(fā)生的不確定性 （P,隱患,危險,隱患,危險,隱患,危險,

15、其中:R-風(fēng)險； P-發(fā)生的概率； L-后果(損失程度,1）單元風(fēng)險的數(shù)學(xué)概念表達(dá)式,4、風(fēng)險數(shù)學(xué)表達(dá),Ri-某個危險因素或單元給系統(tǒng)帶來的風(fēng)險； Hi-某個危險因素或危險源是否存在； Pi-危險因素發(fā)生的概率； Li-危害的嚴(yán)重后果程度,2）引進(jìn)風(fēng)險因素辨識的表達(dá)式,3）能判斷有無風(fēng)險的數(shù)陣表達(dá)式,4）具有準(zhǔn)確描述的數(shù)陣表達(dá)式,風(fēng)險 = S(后果嚴(yán)重性) x F(發(fā)生的頻次,S,安全生產(chǎn)群體個人單元風(fēng)險計算,2.2 單元風(fēng)險計算,1、計算條件的設(shè)定,個體風(fēng)險=損失量事件概率,特別說明： 1、個體風(fēng)險是指觀察人群的平均個體風(fēng)險； 2、t是說明所研究的風(fēng)險在人生活中的某個特定的時間，比如工作時暴

16、露于危險環(huán)境區(qū)域的時間,個體風(fēng)險,班組風(fēng)險,n=1時的一個人次事故經(jīng)濟(jì)損失平均統(tǒng)計表,1）風(fēng)險分析的數(shù)學(xué)矩陣計算式,2、安全生產(chǎn)風(fēng)險量化分析,2）后果的量化計算,3）后果發(fā)生概率的計算,0.050.91+0.300.052+200.022+800.011+600.0037=1.6031,輕傷事故,局部失能,嚴(yán)重失能,全部失能,死亡,后果概率分布曲線,說明：根據(jù)大量事故調(diào)查，其規(guī)律服從泊松分布或正態(tài)分布,4）風(fēng)險的分布與構(gòu)成,風(fēng) 險 的 定 義,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的定義（ISO13702,1999)： 風(fēng)險是某一有害事故發(fā)生的可能性與事故后果的組合。 一般把安全生產(chǎn)的風(fēng)險定義為：安全生產(chǎn)不期望事件的

17、發(fā)生或存在概率與可能發(fā)生事故后果的組合。 給出了定性與定量的概念,3、可接受的安全風(fēng)險 世界上沒有絕對的安全,安全是“沒有超過允許限度的風(fēng)險”。 安全風(fēng)險無處不在,只是一般情況下安全風(fēng)險性很小,人們可以接受它。 怎樣使我們安全生產(chǎn)中的危險因素導(dǎo)致的安全風(fēng)險控制到可接受的限度安全技術(shù)、安全管理、安全評價、安全測試、安全監(jiān)察等與安全有關(guān)的業(yè)務(wù),個人風(fēng)險可接受的原則,個人風(fēng)險程度與對策,Risk Example : Criteria 風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)險等級概率等級劃分及其描述,國際安全生產(chǎn)工作三大支柱,立法：1970年全美通過職業(yè)安全與衛(wèi)生法快速改 變安全形勢。 檢查（監(jiān)管）：1970年后德國加強(qiáng)監(jiān)管機(jī)

18、制，工傷 率呈直線下降。 工傷保險：1884年德國頒布工傷保險法，形成監(jiān) 督，預(yù)防市場化,二、單元危險因素與后果分析,1、危險因素與后果的表示方法,風(fēng) 險 因 素,風(fēng) 險 事 件,風(fēng) 險 損 失,實 際 結(jié) 果 與 預(yù) 期 結(jié) 果 之 間 的 差 值,風(fēng)險,設(shè)：危險因素為X，則有,設(shè)： 可能的危險事件為Y，則有,企業(yè)傷亡事故分類（GB6441-1986,設(shè):風(fēng)險后果損失為L,則有,后果計算模擬,1）泄漏：易燃、易爆、有毒、放射性物質(zhì)泄漏后果模擬計算模型，氣體泄漏、液體泄漏、兩相泄漏、放射性模型； （2）火災(zāi)：森林火、草原火、建筑火、油品火災(zāi)、氣體火災(zāi)、粉塵火災(zāi)等后果計算模型，噴射火、池火、火球

19、、閃火等模型； （3）爆炸：TNT當(dāng)量模型； （4）坍塌模型,根據(jù)企業(yè)職工傷亡事故分類（GB6441-86,發(fā)生安全生產(chǎn)事故的后果,等級,損失,風(fēng)險事態(tài)損失等級劃分及其描述,A 安全風(fēng)險因素矩陣,B 安全因素判別標(biāo)準(zhǔn)矩陣,C 危險因素判別矩陣,D 危險因素判別結(jié)果矩陣,A 后果計算矩陣,B可接受的后果矩陣,C安全風(fēng)險控制的目標(biāo),風(fēng)險管理 由四個過程組成,用概率和后果類型表示風(fēng)險等級的風(fēng)險矩陣,一般表示的分險矩陣,推薦使用的風(fēng)險矩陣圖,三、事故發(fā)生的結(jié)構(gòu)與概率,建立 X、Y、L的關(guān)系，即確定： Y=f（ X） 、 L=f（Y）的關(guān)系 怎麼建立定量的安全風(fēng)險分析模型 涉及事故分析模型、結(jié)構(gòu)重要度、

20、事件與事故的概率、后果計算,300:29:1安全法則,違章,輕傷,嚴(yán)重傷害或死亡,1、安全風(fēng)險分析理論,1）串聯(lián)系統(tǒng)安全風(fēng)險模型 （安全風(fēng)險最大的極限模型,2、安全風(fēng)險系統(tǒng)的極限模型,安全風(fēng)險串聯(lián)系統(tǒng)模型圖,當(dāng)X中某事件因素Xi=1時，Y1，表明安全風(fēng)險事件必然發(fā)生,Y=X1+X2+X3+X4+X5 Y(X)=f(xi)=X1+X2+X3+X4+X5 Y(x)串聯(lián)系統(tǒng)的安全風(fēng)險結(jié)構(gòu)函數(shù) 通過安全風(fēng)險結(jié)構(gòu)函數(shù)可知道： A、系統(tǒng)安全風(fēng)險是由哪些危險事件因素構(gòu)成的； B、各個危險事件因素觸發(fā)率的大小是不同的,設(shè)各安全風(fēng)險事件的發(fā)生的事故概率g（x）比較小，且個安全風(fēng)險事件為各自獨立，則串聯(lián)系統(tǒng)安全風(fēng)

21、險概率g（y）近似按下式計算,例,X1 x2 x3 x100,100發(fā)電雷管串聯(lián)起爆安全風(fēng)險概率計算,設(shè)：瞬發(fā)電雷管不合格率1 即 g（xi）0.01 g（y）1000.011,系統(tǒng)安全風(fēng)險概率為“1”表明，安全風(fēng)險事件必然發(fā)生,安全風(fēng)險并聯(lián)系統(tǒng)模型圖,2）并聯(lián)系統(tǒng)安全風(fēng)險模型 （安全風(fēng)險最小的極限模型,當(dāng)X中只要某事件一個因素Xi=0時，Y0，表明安全風(fēng)險事件必然不發(fā)生；或者說，只有所有的X因素均發(fā)生（X1)時，Y1，表明事故發(fā)生,只有,才會有 Y=1,Y=X1X2X3X4X5 Y(X)=f(xi)=X1X2X3X4X5,Y(x)串聯(lián)系統(tǒng)的安全風(fēng)險結(jié)構(gòu)函數(shù),設(shè)各安全風(fēng)險事件的發(fā)生的事故概率g

22、（x）比較小，且個安全風(fēng)險事件為各自獨立，則并聯(lián)系統(tǒng)安全風(fēng)險概率g（y）近似按下式計算,例,X1 x2 x3 x10,10發(fā)電雷管并聯(lián)起爆安全風(fēng)險概率計算,設(shè)：瞬發(fā)電雷管不合格率1 即 g（xi）0.01 g（y）1.01020,系統(tǒng)安全風(fēng)險概率為“1020”表明，安全風(fēng)險事件幾乎不發(fā)生,3、安全風(fēng)險結(jié)構(gòu)函數(shù),取大”“取小”的意義： min表示串聯(lián)系統(tǒng)事故的時間等于最先發(fā)生事故因素的時間； max表示并聯(lián)系統(tǒng)事故的時間等于最后發(fā)生事故因素的時間,小概率的事件為什么會發(fā)生,HSE風(fēng)險管理 (原理-多普勒現(xiàn)象,基于三類危險源劃分的事故防御失效機(jī)理,基于三類危險源的事故防御失效機(jī)理,五、基本事件的發(fā)

23、生概率,1、物的故障概率可以由故障率求出。從一些產(chǎn)品手冊、樣本中可以查得產(chǎn)品的故障率。在不考慮物的元素的故障后修理和更換的場合，可以通過計算與基本事件對應(yīng)的故障率來獲得基本事件發(fā)生概率。根據(jù)公式,于是，故障率為i的基本事件i的發(fā)生概率qi為,有時為簡單起見，忽略時間因素，計算單位時間內(nèi)頂上事件發(fā)生的概率。則基本事件物的元素故障概率的時間平均值也可表示成,的獲取和修正,計算修正公式： C1 C2 C3C4 0 公式中： 0試驗條件下獲得的基本故障率； C1環(huán)境因素，例如最佳的維護(hù)條件和正常環(huán)境下，取0.2；安裝在移動設(shè)備上經(jīng)受振動和沖擊取4；在火箭等惡劣條件取10； C2適應(yīng)性系數(shù)，考慮附加應(yīng)力和特殊運轉(zhuǎn)條件的影響,C3質(zhì)量系數(shù)，晶體管的質(zhì)量系數(shù)0.210之間變化； C4其它影響系數(shù)。 建立本系統(tǒng)的定量危險性評價數(shù)據(jù)庫，提供各類設(shè)備、部件的故障率、可靠性數(shù)據(jù)是非常關(guān)鍵環(huán)節(jié),工藝安全信息,技術(shù),工藝危害分析,操作規(guī)程,技術(shù)變更,設(shè)備,設(shè)備變更,機(jī)械完整性,預(yù)開車安全審核,設(shè)備質(zhì)量保證,43,人員,培訓(xùn)與效果,承包商管理,事故調(diào)查,人員變更管理,應(yīng)急事故計劃與響應(yīng),審計,2、