[摘 要]利用故障樹分析法分析導致事故的基本因素和預防事故成功的途徑，為起重作業安全管理提供理論依據。

　　[關鍵詞]故障樹,起重作業,事故預防

　　1 引言

　　故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關系圖，它用事件符號、邏輯門符號和轉移符號描述系統中各種事件之間的因果關系。邏輯門的輸入事件是輸出事件的"因"，邏輯門的輸出事件是輸入事件的"果"。它采用邏輯的方法和因果關系圖來形象地進行危險分析，以圖形化"模型"路徑的方式從上到下逐級建樹并且根據事件而聯系，直觀地顯示一個系統能導致一個可預知的或不可預知的故障事件(失效)，路徑的交叉處的事件和狀態。并在此基礎上開展定性、定量分析。體現了以系統工程方法研究安全問題的系統性、準確性和預測性。

　　起重作業是利用起重機械或起重工具移動重物的操作活動，廣泛應用于建筑施工、物流組織、工農業生產、航天等多個領域。起重傷害事故是指在進行起重作業(包括吊運、安裝、檢修、試驗)中發生的重物(包括吊具、吊重或吊臂)墜落、夾擠、物體打擊、起重機傾翻等事故。起重傷害事故可造成重大的人員傷亡或財產損失。根據不完全統計，在冶金、機電、鐵路、港口、建筑等生產部門，起重機械所發生的事故高達25%左右，其中死亡事故占15%左右，已引起生產經營企業、政府監管部門、科研及檢測、咨詢中介機構等有關方面的高度重視，國家有關部門已經明確下文將起重機定為特種(危險)設備、起重作業人員定為特殊工種。因此研究事故的致因理論和預防理論,進而預防起重機傷害事故的發生是很有必要的。

　　2 起重傷害事故的特點

　　從安全角度看，與一般純手工作業、使用簡單或小型機具作業、一人一機在較小范圍內的固定作業方式不同，起重機的功能是將重物提升到空間進行裝卸吊運，它的作業運動軌跡是立體的。為滿足作業需要，起重機械需要有特殊的結構形式，使起重機和起重作業方式本身就存在著諸多危險因素。概括起來起重作業有如下特點：

　　2.1 吊物具有很大的重量和可變的勢能

　　被搬運的物料個大體重(一般物料均上噸重、目前世界起重量最大的移動式門式起重機“宏海號”桁架式拱形起重機的設計起重量達22000噸)、種類繁多、形態各異(包括成件、散料、液體、固液混合等物料)，起重搬運過程是重物在高空中的懸吊運動。

　　2.2 起重作業是多種運動的組合

　　起重機的起升機構、運行機構、旋轉機構和變幅機構四大機構組成多維運動，體形高大金屬結構的整體移動，大量結構復雜、形狀不一、運動各異。速度多變的可動零部件，形成起重機械的危險點多且分散的特點，給安全防護增加難度。

　　2.3作業范圍大

　　金屬結構橫跨車間或作業場地，高居其他設備、設施和施工人群之上，起重機帶載可以部分或整體在較大范圍內移動運行，使危險的影響范圍加大。

　　2.4 多人配合的群體作業

　　起重作業的程序是地面司索工捆綁吊物、掛鉤;起重司機操縱起重機將物料吊起，按地面指揮，通過空間運行，將吊物放到指定位置摘鉤、卸料。每一次吊運循環，都必須是多人合作完成，無論哪個環節出問題，都可能發生意外。

　　2.5作業條件復雜多變

　　在車間內，地面設備多，人員集中;在室外，受氣候、氣象條件和場地限制的影響，特別是流動式起重機還涉及水文、地質、地形地貌和周圍環境等多因素的影響。

　　總之，重物在空間的吊運、起重機的多機構組合運動、龐大金屬結構整機移動性，以及大范圍、多環節的群體運作，使起重作業的安全問題尤其突出。

　　3起重傷害進行故障樹分析

　　3.1以吊物擠、撞打擊傷害為例繪制起重傷害故障樹。用矩形符號 表示頂上事件或中間事件，用圓形符號 它表示基本(原因)事件，表示人的差錯或設備、機械故障、環境因素等。用屋形符號 表示正常事件，是系統在正常狀態下發生的正常事件，用菱形符號 表示省略事件，即表示事前不能分析，或者沒有再分析下去的必要的事件。用與門符號 表示輸入事件同時發生的情況下，輸出事件A才會發生的連接關系。用或門符號 表示輸入事件中任何一個事件發生都可以使輸出事件發生。用條件與門符號 表示只有當輸入事件同時發生，且滿足給定的條件時輸出事件才會發生。本故障樹如圖1所示：

　　3.2 故障樹定性分析。根據故障樹最小割(徑)集最多個數的判別方法判定發生事故的可能性。最小割集計算如下：

　　T=A1×A2×X15 =(B1+B2+B3+B4)×(X12+X13+X14)×X15

　　=( X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11)×(X12+X13+X14)× X15

　　=X1X12X15+X2X12X15+X3X12X15+X4X12X15+X5X12X15+X6X12X15

　　+X7X12X15+X8X12X15+X9X12X15+X10X12X15+X11X12X15+X1X13X15

　　+X2X13X15+X3X13X15+X4X13X15+X5X13X15+X6X13X15+X7X13X15

　　+X8X13X15+X9X13X15+X10X13X15+X11X13X15+X1X14X15+X2X14X15

　　+X3X14X15+X4X14X15+X5X14X15+X6X14X15+X7X14X15+ X8X14X15

　　+X9X14X15+X10X14X15+X11X14X15

　　圖1所示故障樹最小割集最多有33個。說明導致事故的因素多、發生事故的可能性特別大。我們反過來從對立事件考慮預防事故成功來分析其邏輯結構圖，如圖2所示

　　最小徑集計算如下：

　　T’1 = A’1+ A’2+ X’15= B’1 B’2B’3 B’4+ X’12 X’ 13 X’14 +X’15

　　= X’1 X’2 X’3 X’4 X’5 X’6 X’7 X’8 X’9 X’10 X’11+ X’12 X’13 X’14+X’15

　　從而得出3個最小徑集為：

　　P1= { X’1，X’2，X’3，X’4，X’5，X’6，X’7，X’8，X’9，X’10，X’11}

　　P2= { X’12，X’13，X’14 }

　　P3= {X’15}

　　所以從最小徑集入手分析較為方便。

　　3.3結構重要度分析

　　3.3.1 根據統計學原理分析故障樹、成功樹結構重要度時遵循的原則：

　　1)單事件最小割集中的基本事件，其結構重要度最大。

　　2)在同一最小割集中出現的所有基本事件，它們的結構重要度相等。

　　3) 僅出現在基本事件個數相等的若干最小割集中的各基本事件，其結構重要度根據出現次數而定，出現次數相等的基本事件，其結構重要度相等;出現次數多的結構重要度就大;出現次數少的結構重要度就小。

　　4) 若兩個基本事件僅出現在基本事件個數不相等的若干最小割集中，則有如下兩種情況：

　　a 若它們重復在各最小割集中出現的次數相等，在少事件最小割集中出現的基本事件，其結構重要系數大;

　　b在少事件最小割集中出現次數少的與多事件最小割集中出現次數多的基本事件，一般前者的結構重要度大于后者。

　　3.3. 2結構重要度分析

　　1)因為在成功樹計算中X’1，X’2，X’3，X’4，X’5，X’6，X’7，X’8，X’9，X’10，X’11同在一個最小徑集內，X’12，X’13，X’14也同在一個最小徑集內，X’15是單獨事件，根據上述判斷原則可知：

　　X’15是單基本事件最小徑集中的事件，其結構重要度最大。

　　ΙΦ(1)=ΙΦ(2)=ΙΦ(3)=ΙΦ(4)=ΙΦ(5)=ΙΦ(6)

　　=ΙΦ(7)=ΙΦ(8)=ΙΦ(9)=ΙΦ(10)=ΙΦ(11)

　　ΙΦ(12)=ΙΦ(13)=ΙΦ(14)

　　因此，只要判定ΙΦ(1)，ΙΦ(12)，ΙΦ(15)的大小即可。

　　2)在故障樹計算中，其結構重要度系數：

　　ΙΦ(1)=1/211-1=1/210

　　ΙΦ(12)=1/23-1=1/22=1/4

　　所以，結構重要順序為：

　　ΙΦ(15)>ΙΦ(12)=ΙΦ(13)=ΙΦ(14)>ΙΦ(1)=ΙΦ(2)=ΙΦ(3)=ΙΦ(4)=ΙΦ(5)=ΙΦ(6)=ΙΦ(7)=ΙΦ(8)

　　=ΙΦ(9)=ΙΦ(10)=ΙΦ(11)

　　3.3.3結論

　　1)從故障樹邏輯關系看，有6個邏輯或門，1個邏輯與門，最小割集有33個，最小徑集有3個，造成事故的途徑很多，而控制事故的途徑很少，說明系統危險性很大。

　　2)從最小徑集來看，首先，只要人躲閃不及(X’15)這個基本事件不發生，就可以保證無擠、撞、打擊傷害事故發生。其次，只要在吊物旁工作(X’12)、其他人員通過(X’13)和未離開危險區(X’14)三個基本事件都不發生，也可保證無擠、撞、打擊傷害事故發生。由此可知，人躲閃不及是最關鍵的基本事件，在吊物旁工作、其他人員通過和未離開危險區是較關鍵的基本事件。

　　3)從基本事件的結構重要度來看，人躲閃不及基本事件的結構重要度系數最大，在吊物旁工作，其他人員通過和未離開危險區三個事件的結構重要度系數次之。

　　從上述分析看出：人躲閃不及基本事件對擠、撞、打擊傷害頂上事件的發生存在著極為重要的關系，影響最大;吊物旁工作、其它人員通過和未離開危險區三個基本事件對頂上事件的發生存在比較重要關系，影響較大;其余為一般基本事件，影響較小。

　　4 預防事故的基本措施

　　根據上述分析，對這類事故進行控制采取預防措施時，應首先從對頂上事件影響大的基本事件或包括含數目較少的基本事件的組合著手比較有效。即應首先控制人的行為，因人躲閃不及這個基本事件不易控制，所以，第一要嚴格作業現場安全監管，設置起重作業危險控制、警戒區，控制操作人員盡量在危險區以外工作例如：盡量避免在吊車旁工作、控制其它人員不通過危險區、從事起重掛鉤的操作人員在吊物起吊前應迅速離開危險區。第二要加強人員培訓，提高指揮、信號及操作等相關起重人員的素質，杜絕因違章操作、違章指揮或較典型的事件，如物體倒塌，吊物擺動，用吊鉤進行拉斷作業，用吊物進行撞擊作業。第三加強過程控制，嚴格對吊鉤、吊繩等部位的檢驗、檢測工作以及對捆綁、起吊等特殊作業過程的檢查中，消除作業隱患，第四，強化設備維修、保養工作，使控制器、制動器、安全警示系統靈敏可靠。

　　[參考文獻]

　　《故障樹分析程序》GB 7829-1987