地铁火灾的事故树分析Word格式.docx
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gineering,SouthChinaUniversityofTechnology,51()64(),
Guangzhou,China
随着城市地铁的迅速发展,地铁灾害问题愈来愈
引起人们的重视.文献E13通过对19()32()04年国
内外发生的63起地铁典型事故发生频率统计分析,
发现地铁火灾发生频率为32%[1],是地铁灾害中发生
频率最高,造成损失最大的事故.据不完全统计,我
国地铁自1969年相继投入运行到20()8年,因变电所
地铁车辆内的电气设备和线路出现故障,以及违章
电焊和电器设备误操作等,共发生火灾156起,其中
重大火灾事故3起,特大火灾事故1起_2].国外地铁
也发生过多次火灾;
据不完全统计,1903—2004年问
共发生45起地铁火灾,典型的如1987年11月18日
的英国伦敦地铁火灾,1995年1()月28日傍晚的阿塞
拜疆地铁火灾,20()3年2月18日上午的韩国大邱地
铁火灾l3].这些事故严重威胁人民的生命,造成巨大
的财产损失,不利于社会的和谐与稳定.因此,对地
铁火灾的研究显得十分必要.
l国内外对地铁火灾的研究现状
国内外对地铁火灾的研究主要集中在火灾发生
的影响因素上,如:
①材料的燃烧性能研究,寻找性
能优异的阻燃材料;
②地铁火灾中的烟气研究,主要
采用经验模拟,区域模拟,网络模拟以及CFD(计算
流体动力学)模型等对火灾烟气进行研究;
③紧急情
况下地铁中的人员疏散,目前疏散研究中最行之有
效的方法之一便是建立疏散模型;
④地铁火灾中的
监控预防技术[4等.而对地铁火灾危险因素进行综
合分析的还比较少,目前已采用的分析方法有层次
分析法,模糊综合评价法,但未见运用事故树法对地
铁火灾进行分析的报道.
事故树分析法的逻辑性强,灵活性高,适用范围
广,既能找到引起事故的直接原因,又能揭示事故发
生的潜在原因,既可定性分析,又可定量分析.事故
树分析可用来分析事故,特别是重大恶性事故的因
果关系,并能总结出事故发生及预防的主要途径,是
安全系统工程的主要分析方法之一L7].
地铁火灾的危险因素多,且各因素之问既相互
联系,又彼此独立,不利因素之间的多种组合都有可
能导致地铁火灾的发生.这种情况采用事故树分析
法是比较适宜的.因此,本文运用事故树法对地铁
火灾危险的有害因素进行定性分析.
2事故树定性分析
2.1建立事故树
通过阅读大量资料,了解了火灾发生的基本原
因,遵循"
事故成因分层逐渐展开"
的原则,建立地铁
火灾的事故树(见图1).其基本事件如表1所示.
地铁内部空间空气相对不足,但对发生火灾而
言是足够的.空气不足主要影响火灾发生后乘客的
安全疏散,故不考虑其对顶上事件的影响,不作展开
分析.图1所示的事故树中,用丁表示顶上事件,
?
9?
誊鬻
用M1,M2,M3,M4,M5,6,M7,M8,M9,M1o分
别表示着火,扑救不及时,火源,可燃物,撞击火花,
电火源,明火,未及时发现,发现但未引起注意,灭火
设施不起作用.
图1地铁火灾事故树图m胡
表1基本事件
代号基本事件代号基本事件
施工中机械碰撞X+2乘客携带的行李,易燃物品
2列车脱轨,碰撞3施工隧道内的可燃物,如煤气泄漏
电气设备和线路故障x地铁站内的可燃物
电器设备误操作Xt5火灾监控和报警设备存在死角
x5违章电焊或切割火灾监控和报警设备失灵或不起作用
列车运行时产生电弧t未及时向有关人员通报
乘客吸烟的火星,随便乱丢烟头1s负责人员不重视
8隧道内工作人员吸烟用火不慎1灭火设施不足
故意纵火X2o灭火设施失效或损坏
x1I】摩擦起火X2t不会使用
列车车体材料及装饰材料X22惊慌失措
2.2地铁火灾事故树定性分析
2.2.1求最小割集与最小径集
由图1可见,事故树包含了11个逻辑门;
其中
96?
逻辑或门9个,与门3个.容易求得事故树的最小
割集有320个(不一一列出),最小径集只有3个,故
宜从事故树最小径集人手进行分析.
第_2期000000000_.≯000.llll|ll_|llll_ll_l_—0000ll_獬:
事故树的结构函数式为:
T=M1?
M2=
3?
M4?
(M5+6+7+X1【1)(X11+X12+
13+X14)(M8+M9+M1
(1)=
X+x2七x3+x4+Xj+xb+x1+
8+9+X1())(X11+12+Xj3+
X14)(X15+X16+X17+X18+Xl9+
2(】+21+X22)
故得到事故树的3个最小径集为:
P\=x,x2,X3,X4,X5,x6,x1,x8,X9,x,b\
P2={12,14}
P3={15,16,17,,19,2(1,21,22}
2.2.2求结构重要度系数
分析以上最小径集P~P.,得最小径集的阶
数,p10,p,4,8,且各基本时间均只出现
过1次,故结构重要度系数I
(1)=I
(2)=……=
I(10),I(11)=I.(12)=I(13)=I(14),
(15)=I(16)=……=I(22).可求得:
I
(1)=1/2"
≈().()0195
I(11)=1/2≈(】.125
(15)=1/2≈().00781
由此得出结构重要度顺序为:
.(11)=I.(12)=,(13)=,(14)&
gt;
(15)=
I(16)……I(22)&
I
(1),
(2)=……=
I(10)
3评价结果分析
1)由事故树最小割集的数量可知,导致事故发
生的途径有320种,说明地铁火灾极易发生.
2)由事故树最小径集的数量可知,预防事故的
途径只有3种.根据最小径集定义,只要事故树中
的这些基本事件不发生,顶上事件就不会发生,故有
如下3种方案可预防地铁火灾的发生:
①从P人
手,即杜绝火源;
②从P人手,即杜绝可燃物;
③从
P.人手,即采取措施及时扑救火灾.以上3种方案
正是从火灾事故发生的3个必要条件——火源,可
燃物,滞后的扑救措施人手来防止火灾事故的发生,
是合理的.
3)方案分析:
原则上应选取包含最少基本事件
的最小径集P.作为最优方案,即杜绝可燃物,这与
结构重要度的分析结果也是一致的.方案中基本事
件可以通过使用先进的阻燃材料来杜绝,但要
杜绝的发生并非易事,需要乘客,地铁
管理人员,施工人员等的积极配合.P包含的基本
事件虽多,但实质就是加强火源的管理,增强公众的
火灾风险意识.P包含的基本事件也很多,但实质
就是提高负责人员及就乘人员的素质,改善火灾监
控与报警设备的功能.除地铁系统本身的材料,功
能等地铁自身因素外,以上3种方案都与安全教育
与安全管理工作密不可分;
3种方案是相互联系的,
仅选取3种方案中的1种是不科学的.因此,用事
故树对地铁火灾进行分析具有一定的局限性,但能
为制定对策措施提供参考.
4减少地铁火灾的对策措施
根据以上分析,现提出如下对策措施以减少地
铁火灾的发生.
1)采用先进的设备或材料:
车辆,线路,信号标
志等设备都直接影响到列车的安全运行.车辆所使
用的阻燃材料是否合格,安全装置是否充足有效,车
辆是否符合运行要求,车辆技术状况的好与坏,都会
直接影响到地铁的运行安全.韩国大邱地铁车厢内
为了防止触电未安装自动报警设备和自动淋水灭火
装置,同时未采用先进的阻燃材料,易燃材料燃烧后
产生了大量毒气和烟雾,导致了事故的扩大[_=11].
2)加强对公众和工作人员的安全教育:
社会有
关部门要多做安全防火宣传,让公众知道如何尽自
己的一份责任减少火灾的发生以及火灾发生时如何
冷静理智地对待;
新闻媒体在火灾时应客观如实地
对灾情进行报导,灾后多做正面报导,和地铁运营部
门一起努力重建公众对地铁安全的信任感;
加强对
工作人员的教育,加强工作人员的责任感.统计表
明,几乎每一起重大事故都与地铁工作人员的失职
有关,故应加强地铁驾驶人员,维修人员,施工人员
的安全教育与培训,杜绝违章操作与误操作.
3)加强地铁系统内的安全管理:
地铁运营部门
是地铁火灾防治的主要执行部门,加强其内部的安全
管理,可以起到更加直接的火灾预防作用.具体措施
包括:
建立进站安全检查制度,派设安全巡视人员,对
站台和列车内的情况进行监控,营造舒适的工作和就
乘环境,加强对可燃物的管理,对系统设备定期检修
和改进,对职工和乘客进行安全教育培训等[1.
4)建立自动监视及自动报警系统:
为保证地铁
的安全运行,每个地铁系统都应具备监测及自动报
(下转第102页)
97?
《黼潼交翘羁0ll00ll000lllll00000llllll'
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未涉及其它方面,在应用时更应该全面考虑各种因[6]王彦富,蒋军成.地铁火灾人员疏散的研究[J].中国安全科学
素的影响,如换乘设施的设置,客流的诱导等.,'
'
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中的应用LJ].计
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