事件树分析在事故调查分析中的应用

杜志凯

【摘 要】事件树分析是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向前发展中各个环节成功与失败的过程和结果，其是一种时序逻辑的事故分析方法，属于系统安全工程中重要的分析方法之一，因此也被广泛的应用于事故调查中，并发挥着非常大的作用，因此加强对其的研究非常有必要，基于此本文分析了事件树分析在事故调查分析中的应用。

【关键词】事件树分析；事故调查；应用

1、事件树概述

1.1、事件树概念

事件树分析（ETA）是安全系统工程的重要分析方法之一。曾在美国商用核电站风险评价（wAsH—1400）中做出过重要贡献。魂已在许多国家形成标准化的分析方法。

事件树分析（ETA）的理论基础是系统工程的决策论。所谓决策论是指在做某项工作或从事某项工程之前，通过分析、评价各种可能的结果，权衡利弊，根据科学的判断和预测做出最佳决策的一种系统的方法论。这种方法克服了凭借经验或主观判断做出决策的传统的方法。任何事故都是一个多环节事故发展变化的结果，因此，事件树分析（ETA）也称为事故过程分析。

通过宏观地分析事故的发展过程，对掌握事故发生规律，控制事故的发生是极其有益的。事故件树分析（ETA）的实质，是利用逻辑思维的初步规律和逻辑思维的形式；分析事故形成过程，即以人、物、环境系统为分析对象，分析其成功与失败的两种情况，对事物发展的整个环节给出肯定或否定的判断，从而得到各种不同的结果。

通过事件树分析（ETA）即可以清楚地看出事故发生和发展的全部动态过程，以宏观角度分析系统可能发生哪些事故和不使系统发生事故应采取何种措施，便于对职工进行直观的安全教育，又可以找出由不安全因素造成的后果，对系统的危险环节采取强化措施以达到改善系统安全状况的目的。

1.2、事件树分析的基本程序

1）熟悉系统：要详细了解系统状态及各种参数，绘出工艺流程图或布置图。

2）调查事故：收集事故案例，进行事故统计，设想给定系统可能发生的事故。

3）确定顶上事件：要分析的对象即为顶上事件。对所调查的事故进行全面分析，从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件。

4）确定目标值：根据经验教训和事故案例，经统计分析后，求解事故发生的概率（频率），以此作为要控制的事故目标值。

5）调查原因事件：调查与事故有关的所有原因事件和各种因素。

6）画出事件树：从顶上事件起，逐级找出直接原因的事件，直至所要分析的深度，按其逻辑关系，画出事件树。

7）定性分析：按事件树结构进行简化，确定各基本事件的结构重要度。

8）事故发生概率：确定所有事故发生概率，标在事件树上，进而求出顶上事件（事故）的发生概率。

9）比较：比较分可维修系统和不可维修系统进行讨论，前者要进行对比，后者求出顶上事件发生概率即可。

10）定量分析。目前我国事件树分析一般都考虑到第7步进行定性分析为止，因为基本事件发生的概率通常是一个统计参数，而此参数样本的数量决定其准确性。国内各类统计参数的样本相对不足，其定量分析的数据难免失真较重。

2、基于能量模型的事故调查方法

2.1、事件与原因因素图表分析法（ECFC/ECFA）

事故原因往往是多方面的，事故调查不仅应关注事件本身，还应关注影响其序列的环境因素，事件与原因因素图表分析法（Eventsand Causal Factors Chartingand Analysis，ECFC/ECFA）正是應这样的要求而提出的一种事故调查的图表分析方法[11]。它以检查表形式全面鉴别导致事故发生的技术和管理方面的因素，通过对证据的组织和整理来描述事故中各事件发生的次序。在图表中，事件和环境分别用矩形和椭圆表示，要求尽可能对每一事件进行精确而简单的描述，其分析过程如图1所示。

其中事件次序包括：基本事件次序，在表中按发生的时间先后从左到右水平排列；次生事件次序，在基本事件次序的合适地方添加对事故调查有积极意义的因素；环境影响因素，是在基本事件和次生事件上或下标注的对事件有消极影响的因素（非事件本身）。

图1所示的过程是找出事故原因关键的第一步，由于事件和偶然因素不在序列中研究，还需要利用演绎法来最终确定事故的事件和环境影响因素。ECFC分析方法的优点是：

1）将事故的系列以图形的形式按时间顺序排列，能揭示逻辑缺陷，预防不准确结论，并可用于对事故的分析和调查证据的评估，检验调查目的是否达成；

2）通过在空白项添加信息对事故原因进行导向性解释，使事件序列和原因描述更简单，而不需要复杂的方法学；

3）深刻、准确、客观，清晰的图表推理可视化地展现了组织和人的关系，使调查过程和调查报告更加有效；

4）关注于能改善总体效应的积极因素，并提出预防对策防止事故再次发生；

5）ECFC能保证调查的客观性要求。基于自身的优势，ECFC经常作为一种独立的分析技术单独使用，但与其他的方法如FTA，MORT，BA，CA等结合使用时更加有效。

2.2、变化分析

变化是指任何打破系统平衡的因素，即系统在操作上出现的偏差。变化分析（ChangeAnalysis，CA）鉴别出不希望结果的预期或非预期变化，通过分析非预期变化与实际事件次序的偏差，找出无事故环境与事故预测之间的差异，在此基础上评价事故是否是由于此差异而产生的。

2.3、事件时间序列图

事件时间序列图（Sequential Timed Events Plotting，STEP）按事件发生的时间次序，提出基于过程模型的多线性次序系统的事故调查过程及事故发展过程的观点，并以模块形式来描述复杂的、多线性的事故过程[12]。STEP模型中将每个执行者和事件按时间顺序横向排列，用箭头指向描述事件的次序，并将提出安全建议及其后续工作纳入事故调查中。STEP中事故实际是事件链，事故调查的工作是找出可能的一个或多个原因，对这些原因的调查和安全建议的落实可按行业指派完成。STEP有四大特点：

1）认为事故和调查都不是简单的时间线性关系，而是可能有好几种事件同时发生。

2）用事件数据模块描述工作清单，每一模块描述一个事件。

3）用箭头流向表示事件的逻辑发展过程。4）事故的产生和发展过程是相似的，都包括执行者、执行动作，可用类似的事故调查程序来调查，要求调查分析方法一旦被掌握后能重复运用。

2.4、人、技术和组织分析

人、技术和组织（Man，TechnologyandOrganiza-tion，MTO）分析方法强调应同等关注人、组织、技术等方面的因素，其分析综合了结构分析、变化分析和障碍分析等3种分析方法。

MTO方法用检查表鉴定失效原因，包括：工作组织、工作实践、管理、变化程序、技术缺陷、沟通、教育/能力、工作环境等，其分析工作表（见图2）

分析步骤如下：

1）用模块纵向分析事件次序；

2）鉴别每一事件可能的技术上或人为因素，在图表中垂直表示；

3）分析技术、人因或组织屏障的失效，并说明情况；

4）评估偏离正常状态的变化，在图2中列出。对每一个上级失效原因，都有相应的下级基本原因分析检查表.

3、事件树分析在事故调查分析中的应用

3.1、事故调查时间进度无法保障

由于事件树本身的特点决定了事件树的编制通常需要的时间较长，这对于事故调查这种有时间限制的任务来说，造成很大的麻烦，因为事故原因是事故调查的最重要环节。可以说事故原因不清楚，后续工作几乎没法完成。

难以通过事件树分析结果来认定事故性质责任

下面以锅炉超压事件树为例：

图1锅炉超压事件树分析图

通过图1可以看到，事件树分析所得到的事故原因都是导致事故发生的直接原因，而对事故性质和事故责任判定起重要作用的间接原因如：培训教育不足、劳动组织不合理、操作规程或制度不健全等不能直接通过事件树分析得到。事件树的编制过程中往往要忽略这部分原因，因为如果做下去会导致3个恶果：

1）事件树整体过于庞大，对求其最小割集等定性分析过程造成困难，使得分析时间变得更长。

图2某公司双甲库区火灾爆炸事件树分析

2）事件樹底部的逻辑关系不易理清。

3）事件树无法量化。

3.3、资源浪费

事件树分析的目标是查出导致事故发生的所有可能性事件，即找出所有原因事件。

这就会导致事故调查过程中对人力、物力等资源消耗变大，调查时间变长，因为通常会使要查清的原因事件相对于本次事故的原因来说过于庞大，不能将资源、能力聚焦于本起事故的原因上。

3.4、定性分析结果对控制措施指导意义不大

事件树定性分析的结果，即各基本事件的结构重要度，对本次事故的防范控制措施的制定指导意义不大。因为事件树分析的基本事件，并不都是导致本次事故发生的原因。

由于事故发生的偶然性，本起事故的原因可能只是基本事件中结构重要度相对较小的，所以依照事件树结构重要度来制定的本起事故控制措施针对性不强。

总之，事故是指造成人员伤亡、职业病、设备损坏、财产损失或环境污染的一个或一系列事件。

其发生是危险在一定触发因素作用下，经历一定演化过程，即系统状态变化的过程后产生不期望的后果。而通过事件树进行事故的分析能够查清导致事故的所有可能基本事件，制定控制措施，有效杜绝同一类事故的二次发生，因此需要引起我们的重视。

参考文献：

[1]黄廷胜.系统化事故调查方法研究[D].华东理工大学，2013.

[2]于丰源，曾万明，余额.论事故树分析在事故中的应用[J].泸天化科技，2010，01：55-58.

[3]安丽梅.模糊事故树法在水灾事故分析中的应用[D].太原理工大学，2010.