基于FRAM的天津港“8.12”事故致因分析

樊運曉教授 李冰怡，2 云霞皓月

（1.中國地質大學（北京） 工程技術學院，北京 100083；2.北京林業(yè)大學 實驗室管理處，北京100083）

0 引言

2015年發(fā)生的天津港“8.12”火災爆炸事故共造成165人遇難，8人失蹤，798人受傷住院治療，該起事故被認定為特別重大生產安全責任事故[1]，在國內外產生了巨大影響，也引發(fā)了眾多學者的廣泛關注[2-7]。黃平等從爆炸物質和管理缺陷方面對事故進行了分析[4]；傅貴等基于事故發(fā)生的過程，從觸發(fā)事件、不安全動作和組織因素分析了事故致因[8]；魯征等應用事故致因“2-4”模型從不安全動作、習慣性行為、體系原因、文化原因和外部原因5個層面對事故致因進行探究[9]；吳超等構建了“基于信息流的事故致因模型”，并應用此模型對“8.12”火災爆炸事故進行了實證分析[10]。事故帶給人類唯一的益處就在于它提供了事故學習的機會；事故學習得越深刻，則學習所獲對未來事故預防則越有效。盡管學者從不同的視角對事故致因進行了分析，但這些事故致因分析基于系統(tǒng)機構分解及因果理論，其出發(fā)點多停留在系統(tǒng)要素的層面，探究系統(tǒng)要素錯誤的原因以及盡可能減少其負面結果的措施，屬于安全Ⅰ范疇。2014年，丹麥學者Hollnagel提出了事故分析“從安全Ⅰ到安全Ⅱ”的新見解，安全Ⅱ強調系統(tǒng)要素的功能，主要探究實現系統(tǒng)功能正確的路徑以及盡可能提升功能成功的結果[11]。基于此，本文擬從安全Ⅱ視角，應用FRAM方法分析“8.12”火災爆炸事故系統(tǒng)，以期辨識更為深刻的事故致因。

輻射環(huán)境監(jiān)測工作的開展，需要工作人員積極的參與到其中，其監(jiān)測水平以及綜合素質，在很大程度上影響著監(jiān)測質量。在這種情況下，我們就要采取一系列有效措施，做好對監(jiān)測人員的教育培訓工作，促進其監(jiān)測水平以及綜合素質的提升，更好的參與到接下來的監(jiān)測工作當中。與此同時，我們還要積極的引進更加先進的環(huán)境監(jiān)測儀器設備，在切實提高輻射環(huán)境監(jiān)測能力的同時，確保最終的監(jiān)測質量。

1 功能共振分析方法

事故可以看作是一個或多個屏障失效的結果，只有當它被準確描述和真正理解之后，事故才有可能被有效預防[12]，為了確切表達失效的屏障，Hollnagel提出了用輸入、輸出、前提、資源、控制和時間6個維度表征系統(tǒng)要素的功能，如圖1，并基于此建立了功能共振事故致因模型（Functional Resonance Accident Model，FRAM）[13]。與傳統(tǒng)的事故致因模型不同，該模型關注的是系統(tǒng)要素的功能而不是要素本身；對于某一因素來說，系統(tǒng)內其他因素可視為這一因素的運行環(huán)境；系統(tǒng)內的因素通常并非絕對穩(wěn)定，常存在正常的波動。盡管某一個因素性能波動可能是正常的，但運行環(huán)境的性能波動是由很多因素的性能波動共同組成的，呈現出無規(guī)則狀態(tài)。如同物理學中的共振現象，當運行環(huán)境的性能無規(guī)則波動附加到某一因素正常波動的性能時，就會引起系統(tǒng)功能的共振，加劇要素功能的波動，耦合結果導致重大的事故發(fā)生。FRAM既可分析已發(fā)生的事故，也可探究系統(tǒng)功能的設置阻止未來事故的發(fā)生[14]，其分析方法主要包括系統(tǒng)邊界的確定、系統(tǒng)要素的功能描述、要素功能變化及耦合分析[11-15]等，一般建模過程，如圖2。

圖1 功能的六角形表示方法Fig.1 A hexagon representing a function

圖2 FRAM建模一般過程Fig.2 The general process of FRAM modeling

2 生產系統(tǒng)要素識別及功能描述

為了阻止和減少生產安全事故的發(fā)生，我國《安全生產法》根據安全生產的實際情況和國家安全生產監(jiān)督管理體制的調整，確定有關安全生產監(jiān)督管理的基本制度和要求[16]，明確了生產安全職能的劃分。《安全生產法》是我國安全生產領域法制化建設的重要依據[17]，基于此本文以《天津港“8.12”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故調查報告》[1]為基礎數據，依據《安全生產法》確定生產系統(tǒng)功能要素并辨識其功能。

國家要盡快制定一些相關的法律法規(guī)，為低碳經濟的發(fā)展構建一個積極、完善、客觀的外部環(huán)境，替低碳營銷模式提供良好的氛圍。現今，世界各國都在相繼制定、出臺與低碳經濟相關的法律、法規(guī)。例如美國制定的《低碳經濟法案》、英國出臺的《可再生能源義務》、丹麥的綠色能源的發(fā)展模式和意大利的“白色證書”“綠色證書”、能源計劃等等。我國也應該著手這方面立法的研究。在制定相關的法律法規(guī)時，添加應對氣候變化的相關條款，在規(guī)劃、批報項目和戰(zhàn)略環(huán)評的規(guī)則中增加氣候影響評價的規(guī)定，逐漸建立健全應對氣候變化的體系。

“F1生產經營單位”共包含8項功能連接，要素上游和下游功能之間發(fā)生多項失效（表2中淺灰色部分為F1元素上游連接，白色部分為其下游連接）。如前所述，當F6對F1及其下游功能F2和F4的控制削弱了企業(yè)對其風險的自主管理時，作為F1的下游，F4不可能從根本上實現F4（O）-F1（C）輸出-控制功能。“F3第三方服務機構”是介于政府和企業(yè)之間的組織，該組織應是具備專業(yè)勝任力的獨立的機構，但圖4中F3除了具備“依照法律、行政法規(guī)和執(zhí)業(yè)準則”條件之外，并沒有機構對其專業(yè)勝任力和機構獨立性進行有效的控制， F6（O）-F3（C）間缺少合理的控制。正是由于此項功能的缺失，才會導致F3（O）-F1（R）輸出-資源連線的不可靠。 F3對F1提供服務功能，由于安評和環(huán)評報告只是F1啟動的資源條件，屬于強制而并非F1實施風險管控中自愿的真正需求，因而沒有機構或個人關注F3服務的可靠性，F3難以成為真正意義上的獨立機構。由于F6對F3缺少根本性控制，F1和F3常常為各自利益形成合謀，失去了安全評價對企業(yè)風險控制的作用。由此看來，提升第三方機構專業(yè)能力和機構獨立性也是今后事故預防的關鍵策略。

對于“F6安監(jiān)部門”，由圖4可知，F6共包含6條功能連接，其中5條為輸出連接。當輸出連接功能較多時，一旦該功能發(fā)生變化而不能保證有效的輸出，則會對下游功能產生較大影響。依據《安全生產法》，F6對“F1生產經營單位”、“F2安全設備、工藝”和F4“安全生產管理機構及人員”均有輸出-控制功能。F2和F4為F1的下游功能，F1是生產安全的主體，應保證其下游功能的正確實施，但現有監(jiān)管功能通過F1合規(guī)實現，降低了企業(yè)自主管理的動力，致使F1依賴政府監(jiān)管部門檢查而失去主動風險管理的動力，其結果必然導致F1（O）-F2（C）和F1（O）-F5（C）的輸出-控制流于形式。而對于F6，隨著生產系統(tǒng)復雜性的增加，“F6（O）-F2（C）”輸出-控制的技術難度也日益提高，沒有哪個企業(yè)比自己更了解其生產的實際情況，F6作為監(jiān)管部門，很難從專業(yè)技術角度實現“F6（O）-F2（C）”的有效控制。因此，改善現有監(jiān)管模式，提升企業(yè)自主管理是未來事故預防首要策略。

道路路面施工的質量控制，必須對其攤鋪施工溫度做好實時把控，在公路施工前對相應瀝青混凝土做加熱至施工要求設置，使混凝土活性充分得以體現。注重其溫度過低，便會影響瀝青壓實度和黏結度，引發(fā)瀝青液情況出現；而溫度過高便會引發(fā)施工設備部件溶解，嚴重損害設備質量。

圖3 生產系統(tǒng)功能圖Fig.3 Production system function diagram

3 “8.12”事故系統(tǒng)要素功能變化及其耦合分析

當系統(tǒng)要素功能存在較多變化或者某一要素同時具有多項輸入或多項輸出時，不期望連接、失效連接或缺失連接則可能產生功能共振作用，從而產生巨大影響并導致系統(tǒng)失效。由圖4事故系統(tǒng)功能圖可以看出，系統(tǒng)要素間功能連接共計17項，發(fā)生變化的連接有9項（用“×”表示）；其中： “F1生產經營單位”、“F3第三方服務機構”、 “F6安監(jiān)部門” 和“F7法規(guī)、標準”要素功能在事故系統(tǒng)中發(fā)生多項變化（圖4中用灰色表示，F7要素本文暫不做分析）。表2給出元素功能失效連接、缺失連接清單，其中深灰色部分為缺失連接。從系統(tǒng)角度，各要素間功能失效和缺失的耦合結果導致事故的發(fā)生。

表1 生產系統(tǒng)功能要素及出處條款Tab.1 Production system functional elements and provenance clauses

不同類型要素的變化表征并不相同，技術類型的功能由不同類型的機械設備和工藝流程實現，機械設備和工藝流程隨行業(yè)、生產的不同而不同；人員類型的功能是由個體或集體行為完成；組織功能則是指由一群人或多群人通過組織而實現的活動[13]。功能變化是指要素實際完成的功能與設定功能之間的差異，通常由完成的精確程度和時機兩種方式表達，功能變化可能成為導致事故的致因，多變化的耦合則會引發(fā)系統(tǒng)功能共振，導致重大事故的發(fā)生。結合生產系統(tǒng)各要素，依據事故調查報告，辨識各要素功能變化并列于表1中第四、五兩欄；構建“8.12”事故系統(tǒng)要素功能圖，如圖4，其中帶有“×”的連線表明事故系統(tǒng)在實際生產中要素功能與設定功能間發(fā)生變化。

圖4 “8.12”事故系統(tǒng)功能圖Fig.4 '8.12' accident system function diagram

表2 “8.12”事故系統(tǒng)元素功能失效/缺失連接清單Tab.2 '8.12' failure/missing connection list of accident system elements

針對每一要素，依據2014年《安全生產法》，分別辨識輸入、輸出、前提、資源、控制和時間得到并依據功能六角模型確定各要素功能，構建基于我國《安全生產法》的生產系統(tǒng)功能圖，如圖3。

天津港“8.12”火災爆炸事故在國內外產生重大影響，為了有效地挖掘事故深層次致因，本文基于安全Ⅱ理念，應用FRAM模型，依據《安全生產法》構建了我國生產系統(tǒng)要素功能圖，并依據事故調查報告構建了“8.12”火災爆炸事故系統(tǒng)要素功能圖，辨識了事故系統(tǒng)中各要素功能的變化，得出如下研究結論：

對照《安全生產法》知識結構框架[17]，依據人員、組織和技術理論（TMOT）[14]對生產系統(tǒng)功能要素進行提煉，確定生產系統(tǒng)正常運行所涉及的要素為“生產經營單位”、“安監(jiān)部門”、“第三方服務機構”、“法規(guī)、標準”、“安全設備、工藝”、“監(jiān)察人員”、“安全生產管理機構及人員”、“從業(yè)人員”，要素名稱、類型及判定依據，見表1第一、二和三欄。例如，根據《安全生產法》第一章第九條規(guī)定：“安全生產監(jiān)督管理部門和對有關行業(yè)、領域的安全生產工作實施監(jiān)督管理的部門，統(tǒng)稱負有安全生產監(jiān)督管理職責的部門”，可提煉出生產系統(tǒng)要素為“安監(jiān)部門”，其類型為“組織”。

4 結論

另外需要說明的是：F6對F1的控制在日常實踐中常常通過“F8監(jiān)察人員”來實現，監(jiān)察人員的專業(yè)技術與能力影響著其輸出功能的效果，但圖4中F6和F8之間缺少“F6（O）-F8（C）” 的必要連接（圖4中用虛線表示），無法保證監(jiān)察人員對生產經營單位監(jiān)察績效，這就是為什么實踐中安監(jiān)執(zhí)法人員總是查制度記錄卻不愿查設備或工藝的原因，因此監(jiān)管隊伍專業(yè)化，培養(yǎng)專業(yè)型專家型監(jiān)管人才是預防未來事故的一個重要策略。

（1）基于系統(tǒng)的視角，構建了涉及技術、人員和組織屬性的生產系統(tǒng)，系統(tǒng)功能要素共計8個，要素功能共計19項，現有系統(tǒng)中存在 “F6（O）-F3（C）”和“F6（O）-F8（C）” 兩項功能連接缺失，說明提升監(jiān)管隊伍專業(yè)化和第三方機構獨立性應是未來事故預防策略。

（2）在“8.12”火災爆炸事故系統(tǒng)中，要素功能連接失效的共計9項，功能連接缺失的計2項，這些失效功能的耦合結果是導致該事故的根本原因。

6）對土方質量進行檢測。無論是在土方填筑還是其他施工過程當中，都需要將質量檢測工作做好。在土方施工之前，需要將施工過程中所需要的各項準備工作做好，并且符合照相關施工規(guī)定要求，同時在施工結束后還需要進行檢查，嚴格把控作業(yè)質量。在施工過程當中，各相關單位應該重視對施工所用材料的抽查，保證施工不會因為材料而出現質量問題。除此之外，對于施工時的工程高度以及位置，也需要按照國家相關標準來進行檢驗。

（3）事故系統(tǒng)中F1、F3和F6要素功能變化大，如何改善政府-企業(yè)-中介三方結構在生產系統(tǒng)中的作用與關系，促進企業(yè)自主管理是未來事故預防的關鍵。