基于事故树模型的车辆伤害危险性分析及控制措施

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湖南安全技术职业学院湖南省长沙市 410151

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摘要：本文通过分析车辆伤害的危险性，采用事故树分析法对基本事件进行结构重要度，寻找防范车辆伤害的最佳途径。结果表明行人进入作业区域的危险性最大，其次是车辆撞击倒塌，其他基本事件引起车辆伤害的危险性最低；控制措施应以限制行人进入作业区域为主，防撞击和倒塌为辅，加强安全管理。

关键词：车辆伤害；事故树；危险性分析；控制措施

引言

交通运输是我国货运行业的最主要方式，也是我国经济发展的动脉。据悉，我国70%以上的货物是通过公路运输。自2017年至2021年，我国公路货运量平均以11.45亿吨/年的速度增长。根据国家统计局和应急管理部发布的数据，2020年平均公路货运量为3086吨/辆，道路交通事故万车死亡人数为1.66人；2021年平均公路货运量为3336吨/辆，万车死亡人数为1.57人[1]。据悉，2022年货运量为371.19万吨，道路交通事故万车死亡人数为1.80人。由上述数据可知，随着货车单车平均货运量增加，万车死亡人数也随之增加，车辆伤害风险越来越大。根据伤害发生的场所不同，车辆伤害分为两类：一类是车辆在公路、街道等公共区域的道路上运行引起的人员或物件伤害，一类是企业内部机动车辆在运输作业过程中造成的伤害。本文以机械加工行业为例，对企业内部车辆伤害的危险源进行定性分析，并提出有针对性的对策与措施。

一、车辆伤害危险性分析

车辆伤害的物理本质可以用能量意外释放理论来解释，车辆在行驶过程中动能和势能的释放导致人体受到物体打击而造成的伤害。根据能量来源不同，可将车辆伤害的原因分为两类：车辆快速行驶过程中货物克服摩擦力，从车上掉落伤人造成物体砸伤；车辆自身携带动能撞击或辗轧人。

物体砸伤必须具备两个条件：货物倒塌和作业处周围有人；而物体倒塌的方式有运输车辆上的货物倒塌或车辆撞到附近物体使之倒塌。

车辆撞轧人是行人避闪不及和车辆处于失控状态共同作用的结果。行人包括作业人员和非作业人员，而行人避闪不及的原因分为两种情况：作业人员避让失效和非作业人员经过。避闪失效的原因有：一是信号警示失效；二是设备材料堆积而无空间避让。信号警示失效包括无道路警示、周围噪声太大、司机未发信号和行人精力不集中四类。车辆处于失控状态受驾驶员、环境和车辆的影响，即：驾驶员操作失误、视线不良和车辆制动失效。从人的不安全行为考虑车辆伤害的原因，驾驶员操作失误的可能原因包括不具备驾驶资格、驾驶经验不足和违章驾驶，因此有无证驾驶、判断失误、制动不及时和超速行驶。从环境不良考虑，视线受阻和光照强度不够等环境因素可能导致视线不良引起车辆伤害，主要原因是有屏障、顶车行驶、场内照明不足和车辆照明损坏。从物的不安全状态考虑，造成车辆制动失效的原因有两类：一是转向系统不灵；二是制动系统失灵。

二、车辆伤害事故树模型

事故树（FTA）是一种利用逻辑门将事故的因果关系转化为数学模型，再通过布尔代数运算结合基本事件的结构重要度、概率重要度或临界重要度进行系统安全性评价的演绎推理分析方法，也是分析复杂系统最简单、最有效的方法之一[2]。

通过车辆伤害的危险性分析可知，引起顶上事件车辆伤害（T）的基本事件10项和基本事件19项。基本事件包括A1货物砸伤、A2车辆撞轧人、A3物体倒塌、A4行人避让不及、A5操作失控、A6避让失效、A7司机操作失误、A8视线不良、A9制动失效和A10信号警示失效；基本事件有X1作业处周围有人、X2运输车辆上的物体倒塌、X3车辆撞到附近物体而使之倒塌、X4非工作人员经过、X5无证驾驶、X6判断失误、X7制动不及时、X8超速行驶、X9有屏障、X10顶车行驶、X11场内照明不足、X12车辆照明损坏、X13转向系统不灵、X14制动系统失灵、X15设备材料堆积而无空间避让、X16无道路警示、X17周围噪声太大、X18司机未发信号和X19行人精力不集中。借用逻辑门符号表示上述事件之间的逻辑关系，形成车辆伤害的事故树，如图1。

通过布尔代数运算将车辆伤害事故树的布尔代数表达式：T= X1（X2+ X3）+[（X16+ X17+ X18+ X19）+X15]X4[（X5+ X6+ X7+ X8）+（X9+ X10+ X11+ X12）+（X13+ X14）]。布尔代数表达式经化简得车辆伤害的最小割集，如表1：

最小割集是顶上事件可能发生事故的最短途径集合，一般用于表示顶上事件的危险性。由表1可知，车辆伤害的最小割集有52个，即可能导致车辆伤害的途径有52条。其中二阶最小割集2个，三阶最小割集50个。

将事故树转化为对偶事故树，求得对偶事故树的最小割集，并求出其最小径集，如表2：

最小径集是可能阻止事故发生的最短路径，一般用于分析事故的安全性。由表2可知，通过对偶事故树分析车辆伤害有6条最小径集，即6条避免车辆伤害发生的途径：{ X1，X4 }、{ X1，X15，X16，X17，X18，X19 }、{ X1，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13，X14 }、{ X2，X3，X4 }、{ X2，X3，X15，X16，X17，X18，X19 }、{ X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13，X14 }。

三、车辆伤害结构重要度分析

结构重要度分析是从事故树的结构分析基本事件在事故演变过程中的重要程度，用于确定不同基本事件对顶上事件发生所作贡献[3]。

通过分析对偶事故树最小径集中各基本事件出现的频次和频数可知，各基本事件的结构重要顺序为：IΦ（4）>IΦ（1）>IΦ（2）= IΦ（3）>IΦ（15）=IΦ（16）=IΦ（17）=IΦ（18）= IΦ（19）>IΦ（5）= IΦ（6）=IΦ（7）= IΦ（8）= IΦ（9）= IΦ（10）=IΦ（11）=IΦ（12）=IΦ（13）=IΦ（14）

从事故树结构看，基本事件非工作人员经过车辆频繁运输区域（X4）对顶上事件的发生影响最大；其次是作业处周围有人（X1）；再次是运输车辆上的物体倒塌（X2）和车辆撞到附近物体而使之倒塌（X3）；设备材料堆积而无空间避让（X15）、无道路警示（X16）、周围噪声太大（X17）、司机未发信号（X18）、行人精力不集中（X19），无证驾驶（X5）、判断失误（X6）、制动不及时（X7）、超速行驶（X8）、有屏障（X9）、顶车行驶（X10）、场内照明不足（X11）、车辆照明损坏（X12）、转向系统不灵（X13）和制动系统失灵（X14）对顶上事件的发生影响较小。

四、车辆伤害控制措施

通过分析发生车辆伤害事故的主要原因有人的因素、场内道路环境（如道路周边的物料堆积、道路警示）等。根据结构重要度分析结果，应按如下顺序采取车辆伤害控制措施：

1.车辆道路布置要以减少干扰、功能合理分配为原则，尽量减少人行走道和车辆行道的交叉干扰；

2.设置清晰明显的道路警告标志；

3.固定好行驶车辆所载物品，防止因不稳（如紧急刹车、车辆突然启动、受外力撞击时）导致的物体倒塌；

4.厂区内机动车辆驾驶人员属特种作业人员，必须持证上岗。由国家有关部门考核、发证和每2年复审一次。驾驶员应按准驾车类驾驶，其它车种不得混开，并在企业范围指定区域内行驶；

5.加强厂区车辆安全管理，保证车辆照明设备完好，转向系统、制动系统有效；

6.因工作需要装运重量轻而体积大的特殊物件遮挡驾驶员正常视线时，叉车等车辆应预先制订保证安全的特殊运输方案和措施，如设专人指挥，采用慢速倒车行驶等。

五、结语

原辅材料、产品或废弃物等物品运输常存在多工种、多车辆交叉作业，易发生车辆伤害事故，且该类事故受人、物体、环境和管理等多因素影响。因此，建立19项车辆伤害基本事件的事故树，对基本事件进行结构重要度，有利于找出防范车辆伤害的最佳方案。结果表明行人进入作业区域的危险性最大，其次是车辆撞击倒塌，其他基本事件引起车辆伤害的危险性最低；控制措施应以限制行人进入作业区域为主，防撞击和倒塌为辅，加强安全管理。

参考文献：

[1]中华人民共和国统计局.中国统计年鉴[M]. 北京：中国统计出版社， 2022.

[2]于健，吴傲庭，李争，付尧，秦鹏，王青松.基于事故树模型的混合动力机车火灾危险性分析[J].铁道机车与动车，2023（01）：1-4+13+61.

[3]蒲宏斌，汪鑫，焦建.金坛储气库井筒风险因素识别及结构重要度分析[J].油气储运，2022，41（09）：1014-1020.

基金项目：本文系湖南省教育厅科学研究项目《涉氨企业智能安全在线预警及应急处置系统研究》（22C0750）和校级教改课题《高校实验室安全风险管理与防控研究》（AY23C002）研究成果之一。

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