事故树分析法在油船载运油品过程中发生泄漏事故的应用

【摘要】：为进一步提升油船运输和装卸作业安全性，本文以上海黄浦江水域油船载运油品为例，采用事故树分析法对可能发生的油品泄漏事故进行系统性分析，求解最小割集和最小径集，对泄漏事故中各个基本原因事件的结构重要度进行计算，从而掌握引起油船发生油品泄漏事故的主要原因事件，并根据结果分析采取有效的应对措施，防止此类事故的发生。

【关键词】：事故树；油品；泄漏；油船；运输

0 引 言

中国经济在过去40年经历了爆发式增长，现已成为世界第二大油气消耗国。2023年，国内进口石油原油约5.6亿 t，国内石油产量约2.1亿 t，全年共消耗7.7亿 t，进口石油占比高达73%。对此，充分利用海岸、河岸线资源修建油品码头以满足我国经济日夜发展的需要，是我国未来战略考量的必然结果。同时据统计，上海黄浦江沿岸石化企业中国石化上海高桥分公司2023年日均靠泊油船30余艘次，日均载运量达25000t，2023年以来呈现小幅上升趋势。因此，随着水上油品运输业的繁荣，随之而来油品在载运过程中发生泄漏带来的通航安全和防污染风险也会加大，如何有效防范此类事故的发生应是海事部门今后一段时期内开展的重要研究课题之一。

笔者对上海黄浦江水域油化码头和常靠油船进行实地走访调查可能导致油品发生泄漏事故的原因，同时结合其他国家和地区发生的油船泄漏事故的原因，运用事故树分析法分析发生泄漏事故的主要原因，从而掌握发生泄漏事故的规律性，提出降低油品泄漏风险的对策措施，以期为长江、黄浦江等主要航运干线水域油品水上运输和装卸作业安全提供参考。

1 油船载运油品过程中发生泄漏事故树

1.1 事故树分析法

事故树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）方法起源于故障树分析（简称FTA），是运用逻辑推理对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。油品泄漏事故树分析法是将导致油品泄漏事故的原因进行层层分析和逻辑推断，找出系统各种潜在的危险因素，进行定量和定性分析，为解决此类事故发生提供对策措施^[2]。

1.2 事故树构建

通过查阅相关资料和现场实地走访等方式收集油品水上运输和装卸作业过程中发生泄漏事故的不安全因素，绘制出油品泄漏事故树分析图，见表1，如图1所示。

2 定性分析

油品泄漏事故树定性分析是指从油品泄漏事故树的结构出发，求出其全部的最小割集和最小径集，确定导致油船载运油品过程中发生油品泄漏事故的全部基本事件，定性地分析出油船载运油品过程中存在的薄弱环节，为采取相应的预防和控制措施提供科学依据^[4]。

2.1最小割集求解

最小割集是能导致油船在载运油品过程中发生泄漏的最低限度的基本事件集合，将油船载运油品过程中发生泄漏事故树利用布尔代数规则进行简化，经过计算可以得出油船载运油品过程中发生泄漏事故树的所有最小割集。

事故树的函数表达式为：

=+={（++++）+（+++）+[+（+）}+[（+++）+（+++）]

经过计算得到油船载运油品过程中发生油品泄漏事故树全部最小割集：

={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}，={}

经过布尔代数方程计算，最后结果显示导致油船载运油品过程中发生泄漏事故总计有20种基本事件组合，含有10个一阶最小割集和10个二阶最小割集^[4]。据统计，割集中出现次数最多的基本事件，其结构重要度相应最大，即为油船载运油品过程中发生泄漏事故的薄弱环节，严重影响油船载运油品安全，是油船在日常载运油品过程中需要特别防范的关键因素。

2.2最小径集求解

最小径集即为不能引起油船载运油品过程中发生泄漏事故的最低限度的基本事件集合，此时将油船载运油品过程中发生泄漏事故树转化成对偶成功树^[4]，便可以求出油船载运油品过程中发生泄漏事故树的所有最小径集。

利用布尔代数法简化成功树得到方程：

T（ _）=M（ _）M（ _）=M（ _）M（ _）M（ _）M（ _）M（ _）=（X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）+X（ _））（X（ _）+X（ _）X（ _）X（ _）X（ _））（X（ _）+X（ _））X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）X（ _）

经过计算得到油船载运油品过程中发生油品泄漏事故树全部最小径集：

={}，

={}，

={}，

={}，

={}，

={}，

={}，

={}

2.3基本事件的结构重要度分析

在不考虑各基本事件发生概率的情况下，假定各基本事件发生的概率相等，只从事故树结构上分析各基本事件对顶上事件的影响程度^[3]，可以用如下近似公式各基本事件的结构重要度：

式中，——基本事件X的结构重要度近似判别值；

——基本事件X属于最小径集；

——第j各基本事件所在最小径集的原因事件总数。

利用近似公式计算得到油船载运油品过程中发生泄漏事故树中的各个基本事件的结构重要度系数为：

==========0.00061，

==0.000549，==0.000519，==0.000305，====0.000122，==0.0000916，===0.000061。

由此，可得各基本事件的结构重要度排序为：

（）=（）=（）=（）=（）=（）=（）=（）=（）=（）>（）>（）>（）=（）>（）=（）=（）>（）>（）=（）

基本事件的结构重要度系数值越大，越是油船载运油品过程中发生泄漏事故的重要原因，也是本文研究防范的重点。通过对油船载运油品过程中发生泄漏事故树中各个基本事件的结构重要度系数大小的研究分析，不难得出：

基本事件的结构重要度系数最大；基本事件X结构重要度系数次之；基本事件X结构重要度系数第三，其他基本事件的结构重要度系数相对较小。因此，做好船员心理和情绪疏导、落实码头装卸油品时的作业安全、避免油船驶入浅水区以及有效处理两船相遇时的紧迫局面是防止油船发生泄漏事故的关注重点。

3 防止油船载运油品过程中发生泄漏事故的预防措施

通过对本文建立的事故树模型进行分析，确定了船员情绪宣泄和精神障碍、输油管焊缝泄漏、闸门密封不严泄漏、阻火器连接处泄漏、油管压力过大、船体挤压、油管老化、油管质量不合格、浅水区和与他船相遇等基本事件是引发油船发生泄漏事故的主要原因，掌握住油船发生泄漏的主要原因，为制定措施防范油船发生泄漏事故提供了理论依据。根据以上分析，建议采取以下措施来预防油品泄漏事故的发生。

3.1 保障船员合法权益

船公司以及社会各方应加强对船员的关爱，保障船员应有的休息和休假权利，给予船员心理上和精神上的抚慰，消除船员因长时间海上航行而产生的心里压抑、急躁易怒、精神紧张等情绪。

3.2油码头应高度重视，加强油品装卸作业时的安全管理

3.2.1严格依照《油船油码头安全作业规程》等要求开展油品的装卸作业。装卸作业过程中，码头应按规定要求进行巡检，沿着装、卸油流程对管线、阀门、压力表等进行检查，并做好巡检记录。

3.2.2泵、阀件、输油管以及相关配套的压力表、流量计等要选用合格产品，严格把好安装质量关^[7]。输油过程中，流量和压力应控制在规范要求之内，密切监视油品温度和流速，严格控制在安全温度和安全流速范围内。

3.2.3船上工作人员应严格按照规范要求做好油品装卸过程中的值班工作；船舶与码头应建立有效的通信联络机制，在发生泄漏险情时能第一时间互相配合处理；恶劣气候条件下，严禁装卸作业。

3.3油船操纵应符合公约和法律法规的要求

3.3.1船舶尽可能采用推荐航线航行，在狭窄水道航行时应计算最小安全水深、确定适当的离岸距离，严防偏航导致船舶搁浅。

3.3.2两船在出现相遇局面时应严格按照《1972年国际海上船舶避碰规则》等相关法律法规要求采取避让措施，正确显示号灯号型，建立有效沟通。

3.3.3船舶应按照要求配备值班船员，严格执行值班规定，船员所属单位应加强对船员的适任能力培训。

3.4海事部门加强安全监管

海事部门应充分利用CCTV监控系统、电子巡航系统等手段加强通航安全监管，加强对船舶通航类违法行为的查处力度，约束船员驶船时的随意性。

4 结语

运用事故树分析法可以对油船发生泄漏事故的原因进行有效分析，并将引起事故的各方面原因按结构重要度排序，找出发生事故的主要原因，对油船安全营运，对防止油船发生泄漏事故，具有一定的指导意义^[7]。

参考文献

[1]纪旭，王岳，王健.油库安全分析中事故树基本事件概率的模糊化[J].辽宁石油化工大学学报，2011（9）：42-45，49.

[2]聂桐，赵翔，刘洲，黄海亮，胡仁强.储油区火灾爆炸事故树分析[J].四川兵工学报，2015（10）：71-76.

[3]赵新涛，郭兵兵.LPG储气站爆炸成因及预防措施研究[J].西部探矿工程， 2017（3）：181-183.

[4]吴浩，马从国，陈志伟.事故树分析法在液氮火灾爆炸事故中的应用[J].现代盐化工，2017（8）：10-11，24.

[5]陈伟亚1，张露萍2.油码头环境风险分析及预防措施[J].武汉工程大学学报，2015（8）：26-31.

[6]韩德恩.油船装卸作业的静电灾害及对策[J].水运科技情报，1997（5）：35-37.

[7]马世勇.基于事故树分析法的油品码头火灾爆炸事故原因分析[J].广东科技，2014（14）：244，216.

作者简介：

谢刚贤，本科，海事通航管理，（E-mail）jmdxxgx@163.com，13681736207

吴敌，硕士研究生，交通信息工程，（E-mail）nihao2258@163.com，18001909932