安全系統(tǒng)工程課程設(shè)計(jì)--高空墜落事故分析

1、高空墜落事故分析目錄前言 11 高空墜落事故的介紹 11.1 高空墜落事故的處理方法 12 高空墜落事故的分析 22.1 高空墜落事故的主要表現(xiàn)形式 22.2 高空墜落事故的原因分析 23 事故樹分析法 33.1 事故樹分析圖使用的符號說明 33.2 分析步驟 43.3 分析程序 44 高空墜落的事故樹構(gòu)造 85 高空墜落事故樹定性分析 95.1 最小割集求解 95.2 最小徑集求解 45.3 頂事件概率 45.4 各重要度求解 46 結(jié)果分析 57 結(jié)論 5前言建筑施工的特點(diǎn)是高處作業(yè)工作量大，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變，手工操作勞動強(qiáng)度大，多工種交叉作業(yè)危險(xiǎn)因素多，極易發(fā)生事故，因此，建筑業(yè)在我國各

2、行業(yè)中屬危險(xiǎn)性較大的行業(yè)。安全生產(chǎn)是建筑企業(yè)的生命線，發(fā)生事故不但給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)又會造成家庭的不幸和悲痛，影響企業(yè)的聲譽(yù)，制約企業(yè)的生存和發(fā)展，甚至?xí)绊懮鐣姆€(wěn)定。為此，對建筑業(yè)的傷亡事故進(jìn)行較為科學(xué)的分析，從中找出事故的成因及對策是非常迫切和必要的。根據(jù)建設(shè)部公布的事故信息： 2003年上半年全國共發(fā)生建筑施工事故519起，死亡582人，其中高處墜落事故240起，死亡257人，分別占事故總數(shù)和死亡人數(shù)的46.24%和 44.16%；2004年一季度全國共發(fā)生建筑施工事故169起，死亡199人，其中高處墜落事故88起，死亡97人，分別占事故總數(shù)和死亡人數(shù)的 52.07%和48

3、.74%。事實(shí)表明，在建筑業(yè)“五大傷害”（高處墜落、坍塌、物體打擊、觸電、機(jī)械傷害）事故中，高處墜落事故的發(fā)生率最高、危險(xiǎn)性極大。因此，減少和避免高處墜落事故的發(fā)生，是降低建筑業(yè)傷亡事故的關(guān)鍵。高處墜落事故是由于高處作業(yè)引起的，故可以根據(jù)高處作業(yè)的分類形式對高處墜落事故進(jìn)行簡單的分類。根據(jù)高處作業(yè)分級(GB/T 3608-2008)的規(guī)定，凡在墜落高度基準(zhǔn)面2m以上(含2m)有可能墜落的高處進(jìn)行的作業(yè)，均稱為高處作業(yè)。根據(jù)高處作業(yè)者工作時(shí)所處的部位不同，高處作業(yè)墜落事故可分為：1.臨邊作業(yè)高處墜落事故;2.洞口作業(yè)高處墜落事故;3.攀登作業(yè)高處墜落事故;4.懸空作業(yè)高處墜落事故;5.操作平臺作

4、業(yè)高處墜落事故;6.交叉作業(yè)高處墜落事故等。了解高處作業(yè)墜落事故的分類情況，對于在工作中對高處業(yè)墜落事故進(jìn)行原因分析及采取預(yù)防措施是有幫助的。1 高空墜落事故的介紹根據(jù)近年來所發(fā)生在建筑業(yè)“三大傷害”（高處墜落、坍塌、物體打擊）事故中，高處墜落事故的發(fā)生率最高、危險(xiǎn)性極大。高處墜落事故是由于高處作業(yè)引起的，故可以根據(jù)高處作業(yè)的分類形式對高處墜落事故進(jìn)行簡單的分類。因此，減少和避免高處墜落事故的發(fā)生，是降低建筑業(yè)傷亡事故的關(guān)鍵;同時(shí)正確及時(shí)的應(yīng)急救援工作也是減少事故傷亡的有效途徑。1.1 高空墜落事故處理方法當(dāng)發(fā)生高處墜落事故后，搶救的重點(diǎn)放在對休克、骨折和出血上進(jìn)行處理。1.頜面部傷員首先應(yīng)保

5、持呼吸道暢通，摘除義齒，清除移位的組織碎片、血凝塊、口腔分泌物等，同時(shí)松解傷員的頸、胸部鈕扣。若舌已后墜或口腔內(nèi)異物無法清除時(shí)，可用12號粗針穿刺環(huán)甲膜，維持呼吸，盡可能早作氣管切開;2.發(fā)現(xiàn)脊椎受傷者，創(chuàng)傷處用消毒的紗布或清潔布等覆蓋傷口，用繃帶或布條包扎。搬運(yùn)時(shí)，將傷者平臥放在帆布擔(dān)架或硬板上，以免受傷的脊椎移位、斷裂造成截癱，招致死亡。搶救脊椎受傷者，搬運(yùn)過程嚴(yán)禁只抬傷者的兩肩與兩腿或單肩背運(yùn);3.發(fā)現(xiàn)傷者手足骨折，不要盲目搬動傷者。應(yīng)在骨折部位用夾板把受傷位置臨時(shí)固定，使斷端不再移位或刺傷肌肉、神經(jīng)或血管。固定方法：以固定骨折處上下關(guān)節(jié)為原則，可就地取材，用木板、竹片等;4.復(fù)合傷要求

6、平仰臥位，保持呼吸道暢通，解開衣領(lǐng)扣;5.周圍血管傷，壓迫傷部以上動脈干至骨骼。直接在傷口上放置厚敷料，繃帶加壓包扎以不出血和不影響肢體血循環(huán)為宜，常有效。當(dāng)上述方法無效時(shí)可慎用止血帶，原則上盡量縮短使用時(shí)間，一般以不超過1h為宜，做好標(biāo)記，注明上止血帶時(shí)間。2 高空墜落事故的分析2.1高空墜落事故的主要表現(xiàn)形式v “四口、五臨邊”防護(hù)設(shè)施不齊全而墜落。v 腳手架搭設(shè)不規(guī)范、防護(hù)設(shè)施不全、腳手板材質(zhì)或鋪設(shè)不符合要求而墜落。v 拆除腳手架、塔吊、施工升降機(jī)、物料提升機(jī)時(shí)墜落。v 起重吊裝時(shí)墜落。v 梯子上作業(yè)時(shí)墜落。v 輕質(zhì)板斷裂導(dǎo)致墜落。v 吊籃架、提升架、掛架墜落或失穩(wěn)而墜落。v 倒塌腳手架

7、、模板支撐架、塔吊時(shí)墜落。v 提升機(jī)吊籃乘人斷繩或施工升降機(jī)梯籠墜落而墜落。v 隨樓板坍塌而墜落。2.2 高空墜落事故的原因分析2.2.1 人的不安全行為人的不安全行為通常表現(xiàn)為違章指揮，作業(yè)人員違章作業(yè)，安全技術(shù)不熟練，缺乏勞動危險(xiǎn)性認(rèn)識，或者情緒不佳，心理生理疲勞導(dǎo)致麻痹大意等。操作者本人的違章作業(yè)、違反勞動紀(jì)律和安全技術(shù)知識的缺乏。如酒后作業(yè)，不按要求佩戴安全帽、或在無可靠防護(hù)措施的輕型屋面上行走等。2.2.2 物的不安全狀態(tài)材質(zhì)有缺陷，安全設(shè)施失效或者不齊全，沒有按照國家規(guī)定設(shè)立安全設(shè)施，各類孔洞或者臨邊無防護(hù)設(shè)施或安全設(shè)施不牢固、或已損壞未及時(shí)處理。使用不合格的材料和設(shè)施，如安全帶、

8、安全網(wǎng)不符合特種設(shè)備的要求。腳手架搭設(shè)不規(guī)范，如無攔腰桿、密目網(wǎng)封閉不嚴(yán)等。施工設(shè)施的安全度不滿足,易發(fā)生傷亡事故。2.2.3 環(huán)境的不符合（1）大風(fēng)、大雨、大雪等惡劣天氣從事露天高空作業(yè)。（2）在照明光線不足的情況下，從事夜間懸空作業(yè)。2.2.4 管理的不到位安全教育不到位。如從事高空作業(yè)人員未經(jīng)“三級教育”就上崗。勞動組織不合理，安全教育不到位，作為人員未經(jīng)培訓(xùn)就上崗，安全檢查不仔細(xì)，流于形式等。3 事故樹分析法事故樹分析法（Accident Tree Analysis，簡稱ATA）起源于故障樹分析法（Fault Tree Analysis，簡稱FTA），是從要分析的特定事故或故障（頂上事

9、件）開始，層層分析其發(fā)生原因，直到找出事故的基本原因（底事件）為止。這些底事件又稱為基本事件，它們的數(shù)據(jù)已知或者已經(jīng)有統(tǒng)計(jì)或?qū)嶒?yàn)的結(jié)果。120世紀(jì)60年代初期，很多高新產(chǎn)品在研制過程中，因?qū)ο到y(tǒng)的可靠性、安全性研究不夠，新產(chǎn)品在沒有確保安全的情況下就投入市場，造成大量使用事故的發(fā)生，用戶紛紛要求廠家進(jìn)行經(jīng)濟(jì)賠償，從而迫使企業(yè)尋找一種科學(xué)方法確保安全。事故樹分析首先由美國貝爾電話研究所于1961為研究民兵式導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)時(shí)提出來，1974年美國原子能委員會運(yùn)用FTA對核電站事故進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，發(fā)表了著名的拉姆遜報(bào)告。該報(bào)告對事故樹分析作了大規(guī)模有效的應(yīng)用。此后，在社會各界引起了極大的反響，受到

10、了廣泛的重視，從而迅速在許多國家和許多企業(yè)應(yīng)用和推廣。中國開展事故樹分析方法的研究是從1978年開始的。當(dāng)時(shí)很多部門和企業(yè)進(jìn)行了普及和推廣工作，并取得一大批成果，促進(jìn)了企業(yè)的安全生產(chǎn)。80年代末，鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)開始把事故樹分析方法應(yīng)用到安全生產(chǎn)和勞動保護(hù)上來，也已取得了較好的效果。3.1 事故樹分析圖使用的符號說明事故樹分析圖形符號包括事件符號(矩形、圓形、菱形和房形符號)、邏輯門符號(與門、或門、條件與門、條件或門、限制門符號)及轉(zhuǎn)移符號(轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出符號)3類。這里將常用符號列舉出來。詳細(xì)內(nèi)容和要求可查看GB4885-1985故障樹名詞術(shù)語和符號。事件及事件符號頂事件，是事故樹分析中所關(guān)心的結(jié)

11、果事件，位于事故樹的頂端，如圖1(a)所示。中間事件，是位于事故樹頂事件和底事件之間的結(jié)果時(shí)間。它既是某個(gè)邏輯門的輸出事件，又是其他邏輯門的輸入事件，如圖1（a）所示?；驹蚴录?，它表示導(dǎo)致頂事件發(fā)生的最基本的或不能再向下分析的原因或缺陷事件，如圖1b所示。條件事件，是限制邏輯門開啟的事件，如圖1（c）所示。邏輯門及其符號與門與門可以連接數(shù)個(gè)輸入事件E1、E2，En和一個(gè)輸出事件E，表示僅當(dāng)所有輸入事件都發(fā)生時(shí)，輸出事件E才發(fā)生的邏輯關(guān)系，與門符號如圖2（a）所以?；蜷T或門可以連接數(shù)個(gè)輸入事件E1、E2，En和一個(gè)輸出事件E，表示至少一個(gè)輸入事件發(fā)生時(shí)，輸出事件E就發(fā)生，或門符號如圖2（b）

12、所示。條件與門表示輸入事件不僅同時(shí)發(fā)生，而且還必須滿足條件A，才會有輸出事件發(fā)生，條件與門的符號如圖2（c）所示。3.2 分析步驟編制樹1、確定所分析的系統(tǒng)。2、熟悉所分析的系統(tǒng)。3、調(diào)查系統(tǒng)發(fā)生的各類事故。4、確定事故樹的頂上事件。5、調(diào)查與頂上事件有關(guān)的所有事件。6、事故樹作圖。定性分析主要內(nèi)容：利用布爾代數(shù)簡化事故樹；求取事故樹最小割集或最小徑集；計(jì)算各基本事件結(jié)構(gòu)重要度；定性分析結(jié)論。定量分析主要內(nèi)容：確定引起事故發(fā)生的各基本原因事件的發(fā)生概率；計(jì)算事故樹頂上事件發(fā)生概率；并將計(jì)算結(jié)果與通過統(tǒng)計(jì)分析得出的事故發(fā)生概率進(jìn)行比較。3.3 分析程序介紹事故樹分析雖然根據(jù)對象系統(tǒng)的性質(zhì)、分析目

13、的的不同，分析的程序也不同。但是，一般都有下面的十個(gè)基本程序。有時(shí)，使用者還可根據(jù)實(shí)際需要和要求，來確定分析程序?；境绦?、熟悉系統(tǒng)要求要確實(shí)了解系統(tǒng)情況，包括工作程序、各種重要參數(shù)、作業(yè)情況，圍繞所分析的事件進(jìn)行工藝、系統(tǒng)、相關(guān)數(shù)據(jù)等資料的收集。必要時(shí)畫出工藝流程圖和布置圖。2、調(diào)查事故要求在過去事故實(shí)例、有關(guān)事故統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，盡量廣泛地調(diào)查所能預(yù)想到的事故，即包括已發(fā)生的事故和可能發(fā)生的事故。3、確定頂上事件所謂頂上事件，就是我們所要分析的對象事件。選擇頂上事件，一定要在詳細(xì)了解系統(tǒng)運(yùn)行情況、有關(guān)事故的發(fā)生情況、事故的嚴(yán)重程度和事故的發(fā)生概率等資料的情況下進(jìn)行，而且事先要仔細(xì)尋找造成事故的

14、直接原因和間接原因。然后，根據(jù)事故的嚴(yán)重程度和發(fā)生概率確定要分析的頂上事件，將其扼要地填寫在矩形框內(nèi)。頂上事件可以是已經(jīng)發(fā)生過的事故。如車輛追尾、道口火車與汽車相撞事故等事故。通過編制事故樹，找出事故原因，制定具體措施，防止事故再次發(fā)生。也可以是未發(fā)生的事故。4、確定控制目標(biāo)根據(jù)以往的事故記錄和同類系統(tǒng)的事故資料，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，求出事故發(fā)生的概率(或頻率)，然后根據(jù)這一事故的嚴(yán)重程度，確定我們要控制的事故發(fā)生概率的目標(biāo)值。5、調(diào)查分析原因頂上事件確定之后，為了編制好事故樹，必須將造成頂上事件的所有直接原因事件找出來，盡可能不要漏掉。（直接原因事件可以是機(jī)械故障、人的因素或環(huán)境原因等。）方法有：

15、1. 調(diào)查與事故有關(guān)的所有原因事件和各種因素，包括設(shè)備故障、機(jī)械故障、操作者的失誤、管理和指揮錯(cuò)誤、環(huán)境因素等等，盡量詳細(xì)查清原因和影響2. 召開有關(guān)人員座談會3. 根據(jù)以往的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，確定造成頂上事件的原因6、繪制事故樹這是FTA的核心部分。在找出造成頂上事件的和各種原因之后，就可以從頂上事件起進(jìn)行演繹分析，一級一級地找出所有直接原因事件，直到所要分析的深度，再用相應(yīng)得事件符號和適當(dāng)?shù)倪壿嬮T把它們從上到下分層連接起來，層層向下，直到最基本的原因事件，這樣就構(gòu)成一個(gè)事故樹。畫成的事故樹圖是邏輯模型事件的表達(dá)。既然是邏輯模型，那么各個(gè)事件之間的邏輯關(guān)系就應(yīng)該相當(dāng)嚴(yán)密、合理。否則在計(jì)算過程

16、中將會出現(xiàn)許多意想不到的問題。因此，對事故樹的繪制要十分慎重。在制作過程中，一般要進(jìn)行反復(fù)推敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重來，有時(shí)還要反復(fù)進(jìn)行多次，直到符合實(shí)際情況，比較嚴(yán)密為止在用邏輯門連接上下層之間的事件原因時(shí)，注意邏輯門的連接問題是非常重要的，含糊不得，它涉及到各種事件之間的邏輯關(guān)系，直接影響著以后的定性分析和定量分析。例如：若下層事件必須全部同時(shí)發(fā)生，上層事件才會發(fā)生時(shí)，必須用“與門”連接。7、定性分析根據(jù)事故樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行化簡，求出事故樹的最小割集（一般用g表示）和最小徑集，確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度排序。當(dāng)割集的數(shù)量太多，可以通過程序進(jìn)行概率截?cái)嗷蚋罴A截?cái)啵?、計(jì)算頂上事件

17、發(fā)生概率首先根據(jù)所調(diào)查的情況和資料，確定所有原因事件的發(fā)生概率，并標(biāo)在事故樹上。根據(jù)這些基本數(shù)據(jù)，求出頂上事件(事故)發(fā)生概率。9、進(jìn)行比較要根據(jù)可維修系統(tǒng)和不可維修系統(tǒng)分別考慮。對可維修系統(tǒng)，把求出的概率與通過統(tǒng)計(jì)分析得出的概率進(jìn)行比較，如果二者不符，則必須重新研究，看原因事件是否齊全，事故樹邏輯關(guān)系是否清楚，基本原因事件的數(shù)值是否設(shè)定得過高或過低等等。對不可維修系統(tǒng)，求出頂上事件發(fā)生概率即可。10、定量分析定量分析包括下列三個(gè)方面的內(nèi)容：1）當(dāng)事故發(fā)生概率超過預(yù)定的目標(biāo)值時(shí)，要研究降低事故發(fā)生概率的所有可能途徑，可從最小割集著手，從中選出最佳方案。2）利用最小徑集，找出根除事故的可能性，從

18、中選出最佳方案。3）求各基本原因事件的臨界重要度系數(shù)，從而對需要治理的原因事件按臨界重要度系數(shù)大小進(jìn)行排隊(duì)，或編出安全檢查表，以求加強(qiáng)人為控制。這一階段的任務(wù)是很多的，它包括計(jì)算頂上事件發(fā)生概率即系統(tǒng)的點(diǎn)無效度和區(qū)間無效度，此外還要進(jìn)行重要度分析和靈敏度分析。事故樹分析方法原則上是這10個(gè)步驟。但在具體分析時(shí)，可以根據(jù)分析的目的、投入人力物力的多少、人的分析能力的高低、以及對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的掌握程度等，分別進(jìn)行到不同步驟。如果事故樹規(guī)模很大，也可以借助電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。4 高空墜落的事故樹構(gòu)造5 高空墜落事故定性分析5.1 最小割集求解割集是導(dǎo)致頂事件發(fā)生的基本事件的集合，割集中引起頂事件發(fā)生的充

19、分必要條件的基本事件集合為最小割集。它表明這些基本事件發(fā)生(不論其他事件發(fā)生或不發(fā)生)，都會引起頂事件發(fā)生，反映系統(tǒng)的危險(xiǎn)性。從這個(gè)意義上講，最小割集越多，說明系統(tǒng)的危險(xiǎn)性越大。為了降低系統(tǒng)的危險(xiǎn)性，對含基本事件少的最小割集應(yīng)優(yōu)先考慮采取安全措施。一個(gè)最小割集對應(yīng)著事故發(fā)生的一種模式。事故樹結(jié)構(gòu)函數(shù)：T=T1*T2=(X1+T3+X2+X3+X4)*(T4+T5+X3)=(X1+X5+X6+X7+X8+X2+X3+X4)*(X9+X10+X11+X12+X13+X3)=X1X9+X1X10+X1X11+X1X12+X1X13+X1X3+X5X9+X5X10+X5X11+X5X12+ X5X13

20、+X5X3+X6X9+X6X10+X6X11+X6X12+X6X13+X6X3+X7X9+X7X10+X7X11+X7X12+X7X13+X7X3+X8X9+X8X10+X8X11+X8X12+X8X13+X8X3+X2X9+X2X10+X2X11+X2X12+X2X13+X2X3+X3X9+X3X10+X3X11+X3X12+X3X13+X3+X4X9+X4X10+X4X11+X4X12+X4X13+X4X3從而得到最小割集：X1,X9X1,X10,X1,X11,X1,X12,X1,X13,X1,X3,X5,X9,X5,X10,X5,X11X5,X12,X5,X13,X5,X3,X6,X9,

21、X6,X10,X6,X11,X6,X12,X6,X13,X6,X3,X7,X9,X7,X10,X7,X11,X7,X12,X7,X13,X7,X3,X8,X9,X8,X10,X8,X11,X8,X12,X8,X13,X8,X3,X2,X9,X2,X10,X2,X11,X2,X12,X2,X13,X2,X3,X3,X9,X3,X10,X3,X11,X3,X12,X3,X13,X3,X4,X9,X4,X10,X4,X11,X4,X12,X4,X13,X4,X3共有48個(gè)最小割集5.2 最小徑集求解徑集反映了與割集相反的意義。最小徑集則是頂事件不發(fā)生所必須的最低限度的基本事件集合。它表示這些基本事件

22、不發(fā)生，頂事件就不會發(fā)生，反映了系統(tǒng)的安全可靠性。有幾個(gè)徑集就會有幾個(gè)消除事故的途徑，從而為選擇消除事故的措施提供了依據(jù)。求事故樹最小徑集的方法是利用它與最小割集的對偶性，將事故樹中的與門換成或門、或門換成與門，將事故樹換成成功樹（圖4），求出成功樹的最小割集，就是原事故樹的最小徑集。T=X1T3X2X3X4+T4T5X3=X1X5X6X7X8X2X3X4+X9X10X11X12X13X3可得2個(gè)最小徑集如下：P1=X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8；P2=X9,X10,X11,X12,X13,X3。從所求出的最小徑集中，可以重新審視事故系統(tǒng)，研究從哪一方面人手，控制其中一組，便可

23、使事故不發(fā)生。5.3 頂事件概率P(T)=qi=0.02*0.02*47+0.02=0.03885.4 各重要度求解5.4.1 結(jié)構(gòu)重要度如下是由最小割集得出的結(jié)構(gòu)重要度：I(1)=I(2)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)=3I(9)=I(10)=I(11)=I(12)=I(13)=4I(3)=+1=7I(3)I(9)=I(10)=I(11)=I(12)=I(13)I(1)=I(2)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)5.4.2 概率重要度Ig(i)=Ig(1)=Ig(2)=Ig(4)=Ig(5)=Ig(6)=Ig(7)=Ig(8)=q9+q10+q11+q12+q13+q3=0.02*6=0.12Ig(9)=Ig(10)=Ig(11)=Ig(12)=Ig(13)=q1+q5+q6+q7+q8+q2+q3+q4=0.02*8=0.16Ig(3)=q1+q5+q6+q7+q8+q2+q4+q9+q10+q11+q12+q13+1=0.02*12+1=1.2455.4.3 臨界重要度Ic（i）=Ig(i)Ic(1)=Ic(2)=Ic(4)=Ic(5)=Ic(6)=Ic(7)=Ic(8)=0.12*=0.0619Ic(9)=Ic(10)=Ic(11)=Ic(12)=Ic(13)=