船舶行业试验系统安全评估指标分析研究

王 静,郑 伟，2,姜传炜,邓天勇,陈 存

(1.武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430205；2.中国船舶重工集团公司 热能动力技术重点实验室，湖北 武汉 430205)

船舶行业试验具有未知性和探索性的特点，涉及基础研究、预先研究、演示验证、型号研制、重大工程等多个方面，存在易燃易爆危险化学品、特种设备、特种作业、危险作业、渉核作业等危险性作业，安全风险呈现点多、面广、管控难的特点。据统计，2009—2015年期间，科研试验环节发生事故导致的死亡人数占军工行业全系统事故死亡总人数的50%以上[1-2]。 目前我国关于船舶行业试验系统风险评估方面的研究相对较少，对风险分析与评价方面的研究主要集中在建筑、危险化学品、矿山等行业[3-5]，而对船舶行业风险评估方面的研究主要集中在船舶通航、维修、下水等方面[6-9]。鉴于试验过程具有突发性和不确定性的特点，郝立敏[10]采用试验风险管理技术用于装备研制试验风险管理与评价，冷述振等[11]在综合评估模型的基础上建立了试验系统安全风险评估体系，主要由试验风险辨识、试验风险评估和试验风险控制等步骤组成，适用于试验可靠性验证和试验安全预警。

为了保障试验安全有效地进行，提高船舶行业科研试验系统的安全评估水平，降低试验系统的整体风险，笔者分析了船舶行业试验系统的风险因素，明确了试验系统安全评估的各项指标及取值标准，以期助力于提高船舶行业试验系统的安全性和成功率，也将对试验系统安全评估体系和安全预测预警系统的构建有着重要的指导作用。

1 船舶试验安全评估

1.1 安全性评估流程

安全是指免受不可接受风险的伤害，安全性评估是指在系统工程方法的基础上对系统可能存在的危险性进行评估和预测，并提出相应的安全控制措施，以达到系统安全的过程。安全评估的作用是评估风险因素对船舶行业系统的重要性，并提供安全性指数，预测预警试验系统的安全状态。船舶行业试验系统安全性评估主要由危险识别、评估指标、指标标准、风险评估、控制措施5部分构成，具体关系如图1所示。

图1 安全性评估流程图

1.2 船舶试验系统风险因素

船舶行业试验系统的风险因素是构建船舶行业试验安全评估体系的重要部分。影响船舶行业试验系统安全的因素较多，笔者从人、设备、环境、管理4个方面分析风险因素并进行深入剖析，构建出一个可以客观评估船舶行业试验系统的指标体系，如图2所示。船舶行业安全评估指标体系的构建可以使试验工作人员对船舶行业影响试验系统安全的因素有更加深入的理解，是建立船舶行业试验系统安全评估模型的基础。科学合理的评估指标体系可以为船舶类试验安全管理提供理论指导，也可以为船舶类试验进程提供决策依据。

图2 船舶行业试验系统安全评估指标体系

2 船舶行业试验安全评估指标及取值标准

2.1 人的因素

人的因素Q1包括管理层人员安全意识q11、试验人员专业技术能力q12、试验人员结构及文化程度q13、试验人员安全意识q14。其中，管理层人员的安全意识容易被忽略，在实际的试验过程中管理层对安全的重视程度在一定程度上影响着整个试验团队对安全生产规章制度的重视和执行程度。

(1)管理层人员安全意识。人员教育培训时间比是指主要负责人、安全管理人员、特种作业人员、新员工培训、转岗复岗人员再教育、“四新”、职业卫生等实际培训时间与安全生产标准化规定的培训时间或企业计划培训时间的比值，对应的考核指标取值如表1所示。

表1 教育培训时间比的对应分值

通过处于同等培训标准层级的人员比例a和教育培训时间比的取值v，可以量化管理层人员的安全意识q11。

(2)试验人员专业技术能力。人员专业技术能力可以从心理素质、身体状况、专业经验、专业理论等方面进行评价，采用半定性半定量的方式对人员专业技术能力对应的考核指标进行取值，具体如表2所示。

表2 专业技术能力对应的考核指标分值

通过同等专业技术能力层级人员比例b和专业技术能力对应的考核项目取值u，可以量化试验人员专业技术能力q12。

(3)试验人员结构及文化程度。人员结构及文化程度可以从工程系列专业技术职务等方面进行评价，采用定量的方式对人员结构及文化程度对应的考核指标进行取值，如表3所示。

表3 试验人员结构及文化程度的考核指标分值

通过同等人员结构及文化程度人员比例c和人员结构及文化程度对应的考核项目取值e，可以量化试验人员结构及文化程度q13。

(4)试验人员安全意识。试验人员安全意识可以从教育培训时间比进行评价，采用定量的方式对试验人员安全意识对应的考核指标进行取值(见表1)。

通过处于同等培训标准层级的人员比例a和教育培训时间比取值v，可以量化试验人员安全意识q14。

2.2 设备因素

设备因素包括设备技术档案资料、设备日常维护保养、安全保护装置可靠性、电气线路可靠性、特种设备可靠性，可以从上述5方面对设备因素进行评价，采用半定性半定量的方式对设备因素各个分项指标进行考核，指标取值如表4所示。设备因素的定性指标分级标准将试验设备因素等级划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4个等级，分别表示安全、注意、警告、危险。

(1)设备技术档案资料。设备和随机备件、安全附件、安全保护装置、测量调控装置、附属仪器仪表及其他相关设施、工具等技术文件及资料应清查登记并备档，按档案管理要求进行管理。

(2)设备日常维护保养。试验系统应定期进行日常保养和维护(清洁、润滑、紧固、防护、设备转动、仪器仪表检测等)，发现设备在使用过程中存在不安全因素时，应及时检修维护，保证各类设备设施的正常使用。

(3)安全保护装置可靠性。安全保护装置通过采用安全装置、防护装置限制运动速度、压力、温度等方式，对危险有害因素进行预防，在很大程度上能够减小或消除试验过程中的安全风险。

(4)电气线路可靠性。试验现场用电必须符合我国现行法律法规和有关标准的规定，现场所有的电气设备、装置、固定电气线路、临时电气线路、用电设施的绝缘性能、安全标志等必须符合规定。

(5)特种设备可靠性。特种设备包括锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电梯、起重机械、场内专用机动车辆等，根据试验现场特种设备类型的不同，按照国家有关法律法规和有关标准的要求进行管理，提高特种设备的可靠性。

表4 设备因素的定性指标分级标准及取值

2.3 环境因素

环境因素包括自然环境条件、试验现场环境条件、试验现场定员定量定置管理，可以从上述3方面对环境因素进行评价，采用半定性半定量的方式对环境因素各个分项指标进行考核，指标取值如表5所示。环境因素的定性指标分级标准将试验环境因素等级划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4个等级，分别表示安全、注意、警告、危险。

表5 环境因素的定性指标分级标准及取值

(1)自然环境条件。多数试验均在室外进行，导致试验不可避免地受到来自天气、地质等自然环境条件的影响，因此自然环境条件容易影响试验现场的工作，产生安全问题。

(2)试验现场环境条件。试验现场亮度、噪音、粉尘、烟尘等环境因素直接影响工作人员的判断能力和身心健康，作业人员长时间处于采光太强或太弱、高强度噪音、通风不良等环境会直接影响判断能力，产生安全问题。

(3)试验现场定员定量定置管理。遵循“三少三隔离”(定员少、定量少、危险作业工序少；危险工序与非危险工序分开、危险操作与非危险操作分开、危险生产线与非危险生产线分开)原则，规范试验现场定员定量定置管理。

2.4 管理因素

管理因素包括落实安全生产责任制、试验大纲或试验安全保障方案、专项试验安全管理规定、按安全生产规定进行审批、试验前中后的安全检查、安全技术交底及教育培训、事故应急预案及演练、试验撤收方案，可以从上述8个方面对管理因素进行评价，采用半定性半定量的方式对管理因素各个分项指标进行考核，指标取值如表6所示。管理因素的定性指标分级标准将试验管理因素等级划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4个等级，分别表示安全、注意、警告、危险。

(1)落实安全生产责任制。按照“业务谁主管，安全谁负责”的原则，试验负责人为安全生产第一责任人，逐层逐级落实试验全过程安全生产责任制。试验负责人与试验组全体成员签订安全生产责任书，临时参试人员签订试验场安全生产告知书，相关方签订安全生产协议，明确各方的安全生产责任和义务。

表6 管理因素的定性指标分级标准及取值

(2)试验大纲或试验安全保障方案。根据试验系统特性、技术指标、备试产品性能等因素，进行危险因素辨识、分析、分级，制定相应的安全管控、应急措施等，编制试验大纲或试验安全保障方案。

(3)专项试验安全管理规定。根据试验安全责任划分、试验专项特征及试验风险分析，建立与专项试验相适应的安全管理规定，明确试验过程职责分工、安全管理重点事项及其他重点内容，为试验安全保驾护航。

(4)按安全生产规定进行审批。按照安全生产管理规定(企业标准)严格执行试验、危险作业、四新、变更、相关方、危险作业等的审批流程。

(5)试验前中后的安全检查。在试验前、试验中、试验后进行安全检查，发现现场不安全因素，通过消除、替代、工程控制措施、警示标识的管理措施及个体防护装备等手段保证及时整改到位，降低试验的整体风险。

(6)安全技术交底及教育培训。通过安全技术交底工作、各类工器具的标准化防护、特殊工程编制专项施工方案、严格执行专项试验安全管理规定等方式对现场作业人员进行教育培训。

(7)事故应急预案及演练。应急演练是非常有效的事前控制措施，设立安全管理机构，配备安全管理人员，做好监督控制工作，制定应急预案并进行演练。

(8)试验撤收方案。试验结束后，按照试验撤收方案相关要求，及时清理试验现场，消除安全隐患，有序撤收设备和撤离人员。

3 船舶行业试验系统安全评估体系

船舶行业试验系统安全评估体系的建立必须要结合实际，选择与船舶行业试验系统安全有直接关系的因素。船舶行业试验过程通过人、设备、环境、管理等因素的风险辨识，大部分船舶行业试验系统安全评估指标基本一样，但是指标取值的取值标准各不相同。在船舶行业试验安全评估指标及取值标准的基础上，根据人、设备、环境、管理4个方面的具体情况对试验系统的20个安全评估指标进行取值，得出试验系统安全评估指标值，如表7所示。

表7 试验系统安全评估指标值

笔者结合船舶行业试验的相关特点，通过4次试验的船舶行业试验系统安全评估指标,可以反映出人、设备、环境、管理因素的本质安全度，按照船舶行业试验系统风险评估指标体系对海水加压试验系统的4次试验进行打分，每个指标分为4个等级：安全、注意、警告、危险，对应区间值分别为(0.75,1.00)、(0.50,0.75)、(0.25,0.50)、(0.25,0.00)。计算结果显示，海水加压试验系统的4次试验的指标平均值分别为0.665、0.710、0.750、0.770，安全状态等级分别为注意、注意、注意、安全，基本符合现场试验过程状态。随着试验系统的不断使用，试验过程中试验人员整体素质、设备本质安全化水平、环境条件、管理水平都在不断提高，试验系统的安全状态在不断改进。经过海水加压试验系统的4次试验对安全评估指标的测试计算，试验的评估结果基本上能够较为原始地反映试验过程的安全评估实际情况。

4 结论

(1)笔者对船舶行业试验过程进行了安全性分析，通过对船舶行业试验安全评估系统中人、设备、环境、管理4个要素进行分解，分析确定了船舶行业试验安全风险评估系统的各项指标。同时，根据船舶行业试验过程实际情况确定系统安全风险评估系统各项指标的取值标准，构建试验安全风险评估体系，进一步应用该安全评估体系对船舶行业试验系统进行了安全性分析，确定安全风险级别。通过某试验系统的4次试验对所构建的试验系统安全评估体系进行实例验证，验证了船舶行业试验系统安全风险评估指标体系具有一定的可行性和有效性。

(2)笔者基于安全系统理论，对船舶行业试验系统进行风险分析，获得试验系统的20项评价指标和取值标准，能够对船舶行业试验系统进行量化评估。通过试验安全风险评估体系可以有针对性地控制试验风险，最大限度地降低试验危险性，从而形成具有预警能力的船舶行业试验安全生产系统，这对我国船舶试验安全风险评估体系的发展有着重要的指导作用。