飞行事故与危化品爆炸事故的共性原因研究

袁晨辉 张 一 程睿琪 陶润东 傅 贵教授

(中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院，北京 100083)

0 引言

通过对国内外事故统计结果研究得知，当今社会重特大事故依然时有发生，而飞行事故(航空航天事故)与危化品爆炸事故是死亡率最高的几类事故之一[1-2]。危险化学品由于其本身的易燃、易爆、毒害等化学性质，若在大量堆放储存的场所发生燃烧爆炸，极易引发大面积的破坏并造成群死群伤[3]；飞行事故近年来发生频率虽然降低，但一旦在高空发生，机上人员逃生的可能性极低，甚至无人生还，也会造成严重的财产损失和环境破坏[4-5]。因此，从这2类高危险性、高死亡率的事故出发，研究并建立高效、通用的事故预防和安全管理方法，不仅对于这2类行业，对于其他各类生产行业的安全工作均具有重要的指导意义。

事故预防工作的基础是事故原因分析，对于事故原因的分析方法，自1919年至今，国内外先后有60余类具有代表性的事故致因理论被提出[6-8]，其中大部分理论的核心理念以几何图像的方式绘制成为事故致因模型。事故致因理论及模型的核心思想是找到事故的共性原因，寻求科学有效的事故预防方法[9]。经作者研究认为，采用事故致因理论或模型对同一类事故原因进行研究，对于该类行业安全工作具有较好的指导作用。近年来，在化工、航空、矿山、建筑等行业的研究成果已得到证实[10-14]，但同一行业的事故致因研究对其他行业的指导作用比较微弱。若全面分析不同行业不同类型的事故，得出共性原因，进而找出组织管理层面的深层次的共性问题并进行统计、对比、整理，最终可以找到通用的事故预防方法。

综上，笔者拟选择事故致因“2-4”模型(第6版)作为分析工具，依据“哥伦比亚”号航天飞机坠毁事故调查报告[15]和天津港“8.12”瑞海公司特别重大火灾爆炸事故调查报告[16]，对2起事故的原因重新进行系统、详细地分析，探究2起事故的共性原因，并基于此制定2类行业通用的预防对策，以期为探究实现所有行业通用、所有岗位通用、各类事故通用的预防方法提供理论支持。

1 事故原因分析

1.1 事故原因分析方法——“2-4”模型

“2-4”模型(第6版)由傅贵等[17]在该模型前5个版本的基础上进行改进并于2022年提出，与第5版[18]类似，第6版同样分别绘制模型的动态结构与静态结构，如图1。在第6版中，“2-4”模型将组织定义为组织文化、管理体系、个体能力、个体动作4个因素所形成的一个整体，模型中各因素的运转也是在组织内进行，即事故原因的分析过程是在组织内进行而不考虑外部因素。该模型的动态结构代表4个因素相互之间永不停息的作用过程，也即因素的一种行为，体现行为演化的过程；在某一时间点，模型动态结构内各因素的作用过程“停止”，形成静态结构，静态结构与第5版本模型的结构组成相似，表示2个层面、4个因素之间层次分明的连接关系。利用事故致因“2-4”模型分析不同行业中不同类型的事故，可以深剖各类事故在发生发展过程中存在的共性原因，从而得出组织管理层面，即组织文化和管理体系层面存在的共性问题。

(a)动态结构

1.2 “哥伦比亚”号坠机事故分析

2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机在执行任务时失联，随后在德克萨斯州上空爆炸、解体，机组内7名人员全部遇难。美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)成立哥伦比亚事故调查委员会对此次事故进行调查，确定事故原因是脱落的泡沫材料击中左机翼使其产生裂缝，返回大气层时气流自裂缝涌入最终导致飞机解体，并公布调查报告[15]。基于其事故调查报告，本节将通过“2-4”模型对事故原因进行重新分析。

1.2.1 直接原因——个体动作

个体动作包括与此次事故相关的不安全物态(1-2条)和不安全动作(3-7条)。

(1)飞机燃料箱所敷设的泡沫材料中间存在缝隙，液态氢能够从缝隙中渗入泡沫材料内部。氢气受热易膨胀，前后导致3块泡沫材料从外部燃料箱的双脚架坡道上分离、脱落，并撞击加强碳纤维板下半部分附近的机翼使其产生裂痕。

(2)氧化锌的腐蚀污染导致轨道飞行器出现针孔，且针孔数量和大小在飞机飞行过程中不断增加，致使轨道飞行器外部保护强度减小、抗冲击性减弱。

(3)安全检查人员在检查和评估报告中存在大量的主观和定性判断而非全面、客观的分析，检查结果可靠性差。

(4)在以往的任务中有80%的任务出现泡沫损坏脱落的问题，但是项目负责人未组织人员在本次泡沫材料安装敷设后评估其特性，以确保其在航天飞机运行过程中的无损、安全。

(5)项目负责人没有通过升级热保护系统来加固轨道飞行器，以防泡沫材料或其他物体的冲击。

(6)为赶进度，航空中心未对已经老化的航天飞机进行及时的维修、护理或更换组件，例如轨道上大多数仪器的使用年限是其使用寿命的2倍，系统能力已达极限。

(7)对于在先前的任务中固体火箭助推器分离期间金属异物飞出问题，管理层人员大都忽略掉；项目负责人为了奖金和项目进度而故意曲解“异物”的定义，未按照相关标准进行严格划分并解决异物异常飞出问题，处理方式不得当。

1.2.2 间接原因——个体能力

个体能力包括组织内成员的安全知识、意识、习惯、心理、生理5个方面。本次事故未涉及人员安全生理层面的原因。

(1)安全知识不足。泡沫敷设负责人对敷设工艺存在缺陷的理论知识储备不足；安全评估人员模型工具选择不当(所使用的评估工具“Crater模型”的评估结果是“泡沫撞击不会构成危害”)，安全检查和评估的技能知识不足；管理者对泡沫材料脱落、机体老化、机身的保护层失效等问题可能造成的危害后果的理论知识不足，没有吸取“挑战者”号的事故教训，事故案例知识缺欠。

(2)安全意识不高。管理者始终宣称没有安全问题，故意隐瞒相关情况，法规意识薄弱；对于机体老化等安全问题没有及时处理，风险意识薄弱。

(3)安全习惯不佳。管理者对于长久以来出现的泡沫脱落、机体老化等问题存在习惯性忽略；项目负责人不顾安全问题的存在，习惯性违规指挥执行航天项目；安全检查人员习惯性以主观和定性方式判断安全状况。

(4)安全心理不佳。管理者为追求奖金和进度随意指挥项目进程，是麻痹心理的体现；故意忽视各类安全问题，忽视工程数据和评估测试，是侥幸心理的体现；安全检查和评估工作存在缺欠，是省能心理的体现；在事故后宣称“此事故是不可避免的，自身不存在安全问题且不担责任”，是逆反心理的体现。

1.2.3 根本原因——管理体系

管理体系，即安全管理体系，是企业安全方针、组织结构、程序文件、作业文件的集合，也是该组织的安全管理工作方案。

(1)未履行“安全第一”的方针。NASA的政策规定，安全项目在组织中必须有足够的独立性和权威性，但项目管理者始终将奖金和进度放在第一位，没有将安全放在第一位。

(2)组织结构不合理。安全和保障部门被置于航天飞机部门之下，安全工作的运行依赖于航天飞机项目的资金，且缺乏有效的监督，航天飞机部门的负责人在安全工作方面的权力过大，安全工作容易受到利益冲突的影响，缺乏制衡，违背安全项目的独立性方针；安全项目的部分负责人不具备相应的资质，始终没有解决长期存在的安全问题。

(3)程序文件的制定和执行存在缺欠。航天飞机项目被允许按其认为合适的方式组织安全工作，这导致其安全程序缺乏标准化；未建立并执行有效的风险评估程序，过去20年的安全风险评估被调查委员会认为“没有任何进展”；未有效执行安全信息管理程序，飞机的安全信息数据库得不到综合、系统的管控；未有效执行安全培训制度，未利用“挑战者”号等其他事故教训进行安全培训。

1.2.4 根源原因——组织文化

组织文化即安全文化，该事故报告指出：“安全文化是一个组织的安全特色和安全态度，由其领导人推动，并由其成员内化，这些特色和态度有助于将安全置于首要地位”。“2-4”模型则将安全文化定义为安全理念、安全信仰、安全价值观的集合，可以通过安全文化元素表[19]32个元素进行体现。

通过上述分析出的问题，结合元素表的元素内容，得出该组织的安全文化在以下元素中存在缺欠：1号安全的重要度；4号安全融入管理；5号安全主要决定于安全意识；6号安全的主体责任；10号管理层的负责程度；11号安全部门的作用；13号安全培训需求；14号直线部门负责安全；16号安全管理体系的作用；19号安全制度的执行方式；21号安全检查的类型；28号子公司与合同单位安全管理；30号安全部门的工作。

将基于“2-4”模型的事故原因分析结果整理汇总，见表1。

表1 “哥伦比亚”号坠毁事故原因分析

1.3 天津港瑞海公司爆炸事故分析

2015年8月12日，天津港瑞海公司危险品仓库发生一起特别重大火灾爆炸事故，造成165人遇难、8人失踪、798人受伤，周围建筑、集装箱、汽车均受到严重破坏，直接经济损失68.66亿元人民币。经调查认定，本次事故的发生发展过程主要包括起火、2次大的爆炸和若干次小的爆炸，以及数10起火灾。初始起火原因是由于硝化棉发生分解反应而升温、自燃；火焰蔓延到附近的硝酸铵集装箱导致第一次爆炸，火焰蔓延与爆炸冲击波的影响导致西北方向集装箱的第2次爆炸；若干起爆炸引发严重的火灾，事故发生约42h后大火被完全扑灭[16]。本节将通过“2-4”模型对事故原因进行重新分析。

1.3.1 直接原因——个体动作

不安全物态为1-3条，不安全动作为4-6条。

(1)硝化棉包装破损。硝化棉具有易燃性和爆炸性，在超过40℃时会加速分解，在180℃会发生自燃。由于硝化棉包装破损、内部湿润剂挥发散失，在当日高温天气的局部干燥条件下发生分解、升温、自燃。

(2)各类易燃易爆化学品集装箱存储混乱、码放密集，导致火势迅速蔓延进而导致爆炸。

(3)集装箱堆场与周边交通要道、建筑物安全距离不足，导致事故造成的伤亡损失进一步扩大。

(4)一线员工在开展拆箱、搬运和装卸等作业过程中操作野蛮导致包装破损；发现硝化棉包装破损、硝化棉散落等情况，未对上级汇报；部分装卸工人无证上岗。

(5)中层管理人员玩忽职守，未对现场安全状况进行实时监管；违章指挥工人进行超高、密集、过量堆码货物。

(6)高层管理人员在未获得许可批复的情况下，违法开工建设货物堆场并经营危险货物的储存业务，边建设边经营；公司负责人通过行贿等非法手段获得相关经营批复；未组织专职安全管理人员进行现场监管；未按照规定对员工进行安全培训；未组织应急演练，事故发生后未指挥现场与周边人员安全有序撤离和疏散。

1.3.2 间接原因——个体能力

本次事故未涉及人员安全生理层面的原因。

(1)安全知识不足。一线员工对硝化棉包装损坏、湿润剂散失造成后果的理论知识不足；管理层人员对违规密集、过量储存易燃易爆化学品造成危害的理论知识不足，对占用消防通道而妨碍消防队救援工作的理论知识不足，对于事故后应急指挥的技能知识不足；没有吸收发生过的事故教训，事故案例知识存在缺欠。

(2)安全意识不高。一线员工没有意识到野蛮操作带来的风险，风险意识薄弱；管理层人员没有对硝化棉等易燃易爆化学品时刻进行安全监管的意识，没有意识到集装箱之间安全距离过小、消防通道被占用等问题会造成严重后果，风险意识薄弱；管理层人员擅自离岗、玩忽职守，且通过行贿手段获取经营批复，违反相关法律法规，法律意识淡薄。

(3)安全习惯不佳。一线员工习惯性违章作业，中层管理人员习惯性违章指挥，高层管理人员习惯性违法未批先建、边经营边建设。

(4)安全心理不佳。一线员工作业过程中图省事、求速度，是省能心理的体现；管理层人员认为安全培训和应急演练不是必要的，即认为不会发生事故，是侥幸心理的体现；管理层人员未经政府批准随意进行开工、经营，无视法律法规，是麻痹心理的体现。

1.3.3 根本原因——管理体系

(1)未履行“安全第一”的方针。公司原有的安全方针[20]虽然强调安全与生命的重要性，但是从其各层级人员存在各种违规、违法行为可知，该公司没有将“安全第一”作为其生产经营的第一要义，而是将公司利润放在第一位。

(2)组织结构不合理。该公司人员配备严重不合理，未配备现场安全监督管理人员，部分中层管理人员没有取得相关从业资格证书，不具备相应的资质。

(3)程序文件和作业文件的制定和执行存在缺欠。未有效执行安全培训制度，安全教育培训流于形式；未有效执行应急演练制度，事故后应急处置严重不利；未按照《港口危险货物安全管理规定》制定和执行危险货物作业建设程序，违规开工建设；未按照《集装箱港口装卸作业安全规程》《港口危险货物安全管理规定》制定和执行危险货物的装卸和储存程序；未按照《危险货物集装箱港口作业安全规程》制定和执行现场安全监督和管理程序；未按照《危险化学品安全管理条例》制定和执行负责危化品储存相关人员的资格审查程序。

1.3.4 根源原因——组织文化

该组织的安全文化在以下元素中存在缺欠：1号安全的重要度；4号安全融入管理；5号安全主要决定于安全意识；6号安全的主体责任；7号安全投入；8号安全法规的作用；10号管理层的负责程度；11号安全部门的作用；13号安全培训需求；14号直线部门负责安全；16号安全管理体系的作用；21号安全检查的类型；30号安全部门的工作；32号应急能力。

基于“2-4”模型的事故原因分析结果整理汇总，见表2。

表2 天津港危化品爆炸事故原因分析

2 事故共性原因研究

2.1 “2-4”模型的共性原因分析方法概述

任何一起事故的发生，都有成因机制，利用事故致因模型分析事故，可以更加深入、系统地研究导致事故发生的原理和机制[21]，原理和机制就是各类事故共性原因的体现。相比于其他模型，“2-4”模型能够在完整定义各类原因和因素基础上，以系统网状的形式描述事故发生的路径[8，22]，对于不同行业、不同类型的事故，都可以利用“2-4”模型进行全面、系统地分析和解决组织层面和个体层面存在的缺欠和问题，提出面向复杂系统的共性安全管理方法，也即通用的事故预防方法。

通用的事故预防方法是组织内各层级人员的行为安全控制问题，而人的行为是由组织行为塑造的[9]，因此，从组织层面设计预防策略，对于事故预防工作可以起到最根本的指导作用。“2-4”模型[17]认为，组织的管理体系就是该组织的事故预防方法，而良好的管理体系需要靠科学的组织文化进行指导，进而由体系影响个体能力、能力影响动作，行为演化的不断运行最终形成事件(安全效益)。而对于不同行业具体的工程技术手段，也即直接原因中的物态因素，既需要通过进一步提高技术水平来增强系统性能，也同样需要通过完善管理程序从而解决其运行过程的安全问题。

2.2 个体能力共性问题分析

行为安全控制的目的是改善个体动作，而改善动作的最直接方法就是改善个体能力[17]，因此，首先要找到个体能力存在的问题。通过上一节的原因分析结果，得出两者个体能力存在以下共性问题：对于相关技术或工程作业的技能知识、对于安全问题会造成后果的理论知识以及对事故案例知识的储备存在不足；遵守法律法规的意识、风险的防范意识和敏感性不足；存在习惯性违章指挥、习惯性违章操作与行动；存在省能、侥幸、麻痹心理。为有效解决上述个体能力的共性问题，即以提高个体能力为目标，需要分析管理体系、组织文化的共性原因，并设计预防对策、提出通用的预防方法。

2.3 组织层面的共性原因分析与预防方法设计

通过对组织层面的原因对比得到两者存在的共性原因：两者组织文化对于元素表的1、4、5、6、10、11、13、14、16、21、30号元素的理解和贯彻均存在缺欠，进而影响组织安全管理体系程序文件内容的全面性和程序执行的有效性。安全方针方面，均未将“安全”作为其首要方针，而是将任务进度、经济效益放在第一位，忽视安全和经济效益之间的关系。组织结构方面，均存在相关人员资质欠缺的问题，忽视对各层级人员能力和资质的考核，且安全部门的职能分配不合理。程序文件方面，均未有效执行安全培训制度、资质审查制度以及安全检查或评估等程序，从而无法解决人因和物因2个方面存在的隐患或问题；对于行业内具体的工程或作业程序、程序内容及其执行过程均存在缺欠，各部门没有将本职工作按照组织的规定和要求有效地、全面地完成。

为探究通用的事故预防方法，必须解决上述存在的共性问题，现设计以下预防方法：必须明确安全的重要度，树立“安全第一”的方针，明确安全可以创造经济效益；将安全融入到管理中去，建立并执行科学的安全管理体系，完善程序文件和作业文件，确保各项安全程序能够系统、有效地得到执行并持续改进；必须落实面向组织内各层级人员的安全教育培训制度，提高人员的理论和技能知识，增加本行业为主、其他行业为辅的事故案例知识储备，提高遵纪守法的意识，增强发现和处理危险源的能力，以此保证各层级人员具备相应的资质；明确组织内各部门和人员的主体责任，管理者以身作则、各级人员积极配合安全工作；安全部门必须发挥其风险管控和隐患排查的作用，提供科学、有效的咨询顾问或协调组织服务，其权力不得低于其他部门，也不得因利益关系受制于管理层或其他部门；各职能部门或子公司对于自己的安全自己负责，并配合安全部门开展安全工作；对于不断更新的工程技术，在开展技术与设备革新的同时，管理体系也必须随之持续更新，以适应新的生产或作业环境；管理者定期开展安全文化宣传活动和安全心理咨询等活动，确保组织的安全文化理念能够被组织内所有人员理解和运用，实现行为安全控制。

通过以上预防对策的设计，以提高个体能力为目标导向，以解决组织文化和管理体系中存在共性问题的方式，提出通用的预防方法。后续研究将会继续扩大研究样本，通过分析其他行业数量更多、涉及面更广泛的事故案例，研究其组织管理层面存在的共性问题并设计更加系统、全面的预防对策，最终探寻各行业、各岗位、各类事故通用的预防方法。

3 结论

(1)本文以“2-4”模型为分析工具，对“哥伦比亚”号航天飞机坠毁事故和天津港“8.12”瑞海公司火灾爆炸事故原因进行重新分析，得出两者在组织文化、管理体系、个体能力、个体动作4个阶段的事故原因。

(2)对2起事故在个体能力、管理体系、组织文化存在的共性原因进行对比研究，并以提高个体能力为目标导向，在管理体系和组织文化层面设计通用的预防对策和方法。

(3)本次研究的重点仅在2类行业的2起事故，并未涉及其他行业，后续研究将会扩大研究范围、增加事故案例样本，继续深入研究事故的共性原因和通用的事故预防方法。