基于事故树的商场电梯事故分析

■ 张栓柱 河北白沙烟草有限责任公司保定卷烟厂

目前，国内电梯事故时有发生，安全生产管理总局发布的全国年度特种设备安全状况的通告中，2014—2019 年期间，全国共发生电梯安全事故321 起，共造成227 人死亡。电梯事故发生的数量和死亡人数占特种设备安全事故的比例也相应都比较高[1]。

张大军利用鱼刺图法，从人、机、管、环四大方面展现出自动扶梯伤人事故的原因，并举例“7.26”商场电梯“吃人”事故案例进行论证，充分验证了利用鱼刺图法进行自动扶梯伤人事故分析所得出的结论的正确性，并提出在电梯使用和维保过程中建立健全自动扶梯事故预防与应急管理机制的重要性[2]。申彦春、张银蒲等人通过EDA 技术在商场电梯中的应用方面进行研究，利用VHDL 语音对电梯控制器进行了设计，并完成仿真实验。利用EDA 技术可以使电路从硬件设计变为软件设计，使设计更为灵活，电路也更加简单，并可以更好地进行电梯控制与运行[3]。美国加利福尼亚州也相对制定了《电梯安全法令（The Elevator Safety Oeders）》，该法令适用于该州具体的电梯安全管理工作中，并且监管部门对电梯设备安全管理非常严格，对法律法规结构层次和功能划分得十分清晰[4]。

一、商场电梯事故研究与分析

本文列举10 起商场电梯典型事故进行分析，如表1 所示：

表1 典型电梯事故分析

从上述案例不难看出，商场电梯失控主要体现在乘客坠入扶梯内部、违规拆除电梯作业、电梯失控下坠、乘客误入扶梯夹角、电梯口踏空坠楼、儿童卷入自动扶梯、自动扶梯逆转、违规进行电梯维护作业等等。究其原因主要是由于自动扶梯驱动站未设保护装置、自动扶梯无法自动停止、曳引电梯曳引条件破坏、作业人员未穿戴安全防具、摩擦片磨损严重导致制动力矩不足、安装不规范制导制动力矩下降、市民安全意识不足、监护人监护不力以及扶梯夹角处缺少防护措施等方面。因此，这就要求我们要从人的不安全行为、物的不安全状态、设计缺陷以及管理缺陷等方面进行严格控制。安全无小事，针对商场电梯事故，还需各方共同努力，乘梯知识的宣传、设计的改进以及电梯检验员的监督应该加大力度，齐头并进。尤其是作业人员不按规定进行作业引发商场电梯事故数量偏多，应对此做重点关注。

二、事故树分析法

事故树分析又称为故障树分析（FTA），是一种描述事故因果关系的有方向的“树”，它是一个归纳的分析方法，它考虑了单一组件故障模式的所有可能的影响组合。此方法还提供了进行概率分析来确定故障模式的临界性的方法。事故树分析法的本质上是演绎，意味着分析从顶上事件（系统故障）开始，层层分析其发生的原因，直到找出事故的根本原因[7]。

（一）建立事故树

通过对商场电梯事故的分析，利用事故树分析法，将商场电梯事故作为顶上事件，建立商场电梯事故树如图1 所示，事故树中各符号的意义如表2 所示。

图1 商场电梯事故树模型

表2 事故树符号含义

（二）利用布尔代数法求最小割集

TG=M1+M2=X3X4X5+X7X9+X1+X2+X13+X15+X10+X6+X14+X11X12+X8X9

计算得到11 个最小割集，如表3 所示。

表3 最小割集

在图1 事故树中存在13 个最小割集，即表明该事故树存在十三种发生事故的可能。当某一最小割集的基本事件全部发生，必然会导致顶上事件的发生。如最小割集K1 中，当破坏曳引条件、作业人员未穿戴安全护具、未固定电梯同时发生时，就会导致违规作业进而导致顶上事件的发生。根据上节计算，商场电梯事故树一共有十三组最小割集，为了降低系统危险性，可以对这十三组最小割集中的基本事件进行分析，找出商场电梯事故的直接和间接原因，根据最小割集中所有事件均发生才会导致顶上事件发生的特点，制定预防措施。如在最小割集K2 中，一共有两个基本事件（X7、X9），分别表示：大件行李、现场控制不到位。仅需控制其任意一个事件不发生，即可使得顶上事件不发生。

（三）利用布尔代数法求最小径集

TJ=M1·M2=X3X7X1X2X13X15X10X6X14X11X8+X4X7X1X2X13X15X10X6X14X11X8+X5X7X1X2X13X15X10X6X14X11X8+X3X7X1X2X13X15X10X6X14X12X8+X4X7X1X2X13X15X10X6X14X12X8+X5X7X1X2X13X15X10X6X14X12X8+X3X9X1X2X13X15X10X6X14X12+X4X9X1X2X13X15X10X6X14X12+X5X9X1X2X13X15X10X6X14X12+X3X9X1X2X13X15X10X6X14X11+X4X9X1X2X13X15X10X6X14X11+X5X9X1X2X13X15X10X6X14X11

计算得到12 个最小径集，如表4 所示。

表4 最小径集

商场电梯事故树一共有12 组最小径集，即预防商场电梯事故发生的12 种预防方案，对这些最小径集进行分析，可得到最容易实现的预防商场电梯事故发生的方案。如在最小径集P1 中，若X3、X7、X1、X2、X13、X15、X10、X6、X14、X11、X8 不发生，则顶上事件不发生，即如果能够保证破坏曳引条件、大件行李、市民安全意识不足、监护不力、摩擦片磨损严重、层门短接、维护工作不到位、未设置保护装置、安装不规范、电路短路、大客流量都不发生，即可保证商场电梯事故的不发生。

（四）结构重要度

基本事件的结构重要度系数采用估算法进行

可得

因此得到结构重要度顺序为：I（9）=I（1）=I（2）=I（13）=I（15）=I（10）=I（6）=I（14） ＞I（7）=I（11）=I（12）=I（8）＞I（3）=I（4）=I（5）

在商场电梯事故中，根据上节结构重要度的计算结果，基本事件X9（现场监控不到位）、X1（市民安全意识不足）、X2（监护不力）、X13（摩擦片磨损严重）、X15（层门短接）、X10（维护工作不到位）、X6（未设置保护装置）、X14（安装不规范）的结构重要度最大，即这些基本事件在系统中占首要地位，其次是X7（大件行李）、X11（电路短路）、X12（零部件老化）、X8（大客流量），最后是X3（破坏曳引条件）、X4（未穿戴安全护具）、X5（未固定电梯）。由此可以看出，在制定商场电梯事故预防措施的时候，应按照基本事件的重要度顺序，以轻重缓急的原则，去选出最经济、最有效的预防措施。

三、结语

商场电梯作为人们生活中常用的基础设施，需要检验部门不断加强专业知识素养，提升技术水平，需要广大人民群众不断加强安全乘梯意识，需要生产厂家不断优化电梯设计。虽然商场电梯事故发生的原因错综复杂，但是通过事故树分析法，可以有效全面地分析出事故的直接原因及间接原因，能够便捷有效的针对商场电梯事故提出预防方案，最大限度防止事故的再发生。