建筑電氣火災事故人員不安全行為風險評估

王雅先 潘 琰 張 蘇講師

(1.福州大學 環境與安全工程學院，福建 福州 350116；2.山東省高密市建筑工程施工圖審查中心，山東 高密 261500)

0 引言

我國建筑火災事故中，約有60%事故是由于電氣原因導致，而電氣傷亡事故中93.3%是由于人的不安全動作導致。2017年2月5日位于浙江省臺州市的足馨堂足浴中心，由于工作人員電器產品使用不當而引發重大火災事故，事故造成18人死亡，18人受傷，給人民群眾的生命和財產安全帶來嚴重威脅。

目前，國內學者主要從工程技術、管理體系方面對建筑電氣火災事故的原因展開研究。也有學者對建筑電氣火災事故中不安全動作進行研究，孫世梅等運用事故致因“2-4”模型對40起典型建筑電氣火災事故進行分析，分類統計出建筑電氣火災事故中發生頻率最高的不安全動作和不安全物態；孫春輝統計分析100例高層建筑電氣火災事故的人為失誤因素，運用事故樹分析法和層次分析法定量分析各因素對火災事故的影響。國內對建筑電氣火災事故中的行為風險研究，大多使用模糊綜合評價法、灰色關聯法等方法。這些方法不能很好解決風險因素的不確定性，而蒙特卡羅法利用數理統計原理，以概率分布的形式解決風險評估中存在的不確定性問題，該方法已經廣泛應于醫藥衛生、金融投資等領域。

鑒于此，本文選取2003-2019年國內典型建筑電氣火災事故，運用“2-4”模型統計分析火源產生、火災發展、滅火3個環節中出現的不安全動作，建立基于蒙特卡羅法的行為風險評估模型，研究3個環節的行為風險，并對風險結果進行敏感度和不確定性分析，根據分析結果提出預防不安全動作的建議，對預防電氣火災事故具有重要意義。

1 建筑電氣火災事故不安全動作研究

1.1 不安全動作判斷

根據事故致因“2-4”模型可知，不安全動作是導致事故的直接原因，是指直接引發當次事故的動作，或者與當次事故有重要聯系的動作，稱為一次性行為，都屬于個人不安全行為。本文運用事故致因“2-4”模型，對建筑電氣火災事故中的不安全動作進行分析，并且參考相關文獻，將事故中的不安全動作分為4類：違章操作、違章指揮、違章行動和不違章動作。

為更好分析建筑電氣火災事故中不安全動作產生的原因，根據事故案例分析中不安全動作的特點以及對火災事故不同階段的影響程度，將不安全動作分為火源產生、火災發展、滅火3個環節進行統計和分析?；鹪串a生環節主要是電氣火災事故中直接或間接導致電氣線路、電器設備各種故障的動作；火災發展環節主要是導致火災形成并蔓延擴大的動作；滅火環節主要是影響消防人員或其他人員滅火的動作。

1.2 基于“2-4”模型的不安全動作原因分析

本文通過查閱政府相關網站和安全管理網公布的建筑電氣火災事故，以及文獻[5]中出現的部分典型建筑電氣火災事故，選取40起事故經過盡可能詳盡的事故案例，運用事故致因“2-4”模型從上述3個環節將不安全動作進行歸類，共得到14類，累計不安全動作161次，具體不安全動作的次數和類別編號，見表1。

表1 不安全動作類別及對應編號Tab.1 The categories of unsafe acts and corresponding numbers

1.3 不安全動作風險因素描述

建筑電氣火災事故中人員不安全動作的風險大小可用2個指標進行描述，一個是各個環節中不安全動作的發生概率；另一個是不安全動作導致事故后果嚴重的程度，該指標基于事故引起的損失等級來確定。參考《生產安全事故報告和調查處理條例》以及相關事故統計資料進行事故損失等級量化，見表2。

表2 事故損失等級及量化分值Tab.2 Accident loss level and quantitative score

2 行為風險評估模型的建立

2.1 基本流程

基于蒙特卡羅法的不安全行為風險評估的基本流程如下：

(1)描述概率過程。即根據建筑電氣火災事故中不安全動作發生概率與事故后果嚴重程度之間的關系，建立概率模型。

(2)確定隨機變量的分布特征。即確定不安全動作發生的概率和事故損失所服從的分布。

(3)分析模擬結果。利用Oracle Crystal Ball 11.1軟件代入式(1)中構造的函數，模擬產生一定數量的隨機風險值。當有充足的抽樣次數后，運用統計學處理風險值，從而確定3個環節的行為風險大小。通過敏感度分析篩選出與每個環節不安全行為風險有關的重要因素，針對不同階段的問題進行預防措施。

2.2 構造功能函數

行為風險的大小用風險后果值進行衡量。由于事故各個環節發生的不安全動作及其發生概率和后果嚴重程度都有所區別，故構造功能函數：

(1)

式中：

R

—行為風險后果值；

P

—第

i

個不安全動作發生概率；

S

—第

i

個不安全動作引起的事故損失；

n

—不安全動作次數。

2.3 確定隨機變量的概率分布

概率分布能很好描述風險分析中變量不確定性。3個環節中各類不安全動作發生的概率分布采用定值，在數值上等于該類不安全動作引起事故的概率，文章通過事故案例的起因分析，共得到不安全動作次數為161次，14類不安全動作的次數以及概率,見表3。事故損失概率分布則通過不安全動作導致的后果嚴重程度來確定。參照表2，運用Crystal Ball軟件對事故分析結果進行歷史數據擬合分布，研究發現事故損失量化值服從正態分布，分析結果，見表3。

表3 各環節不安全動作行為風險因素的概率分布Tab.3 The probability distribution of risk factors of unsafe behaviors in various link

3 結果與討論

3.1 行為風險分析

在Crystal Ball 11.1中，將服從特定概率分布的隨機變量作為假設單元，需要觀測的隨機輸出變量作為預測單元。所以結合表3中不安全動作發生的概率值和事故損失概率分布，設定為服從相應的正態分布假設單元格，然后將公式(1)代入軟件中，設定行為風險后果值

R

為預測單元格，設定模擬10 000次及95%置信度，抽樣方法選擇隨機性更高的Monte Carlo抽樣，其他參數為默認值，最后運行軟件后可得3個環節不安全動作風險模擬結果，如圖1、2。

圖1 各個環節行為風險后果值概率分布Fig.1 The frequency distribution of risk consequences in various links

圖2 各個環節行為風險累計概率分布Fig.2 Cumulative probability distribution of behavioral risks in various links

查看Crystal Ball軟件運行結果中各個環節的頻率視圖可得火源產生、火災發展、滅火3個環節的風險平均值分別為：6.10、5.74、5.88，由圖2可知各環節行為風險累計概率分布情況。通過比較3個環節風險的平均值、最值和累計概率分布情況，可知火源產生環節行為風險最大，火災發展環節行為風險最小。

3.2 不安全動作敏感性分析

當事故有不同種類的不安全動作時，行為風險后果值可能會對行為風險產生誤導。因此，對造成行為風險的不安全動作敏感度分析，敏感度越大，不安全動作對風險后果值影響越大。

在火源產生環節，“電器產品使用不當(A3)”的敏感度為46.9%，具體表現形式多為違規使用電器或者使用電器不當;“未按規范設置電氣路線(A1)”敏感度為35.5%，具體表現形式為私拉亂接電線、未按照國家相關標準進行電氣線路設計、使用的電纜不符合安全標準;“未及時發現、修復故障電路(A2)”敏感度為16.2%。

在火災發展環節，“違規存儲、使用易燃易爆物品(B2)”敏感度為52.1%，具體表現為在不具備存儲條件的場所違規存儲易燃易爆物品，或者在裝修過程中使用易燃、可燃的材料進行裝修;“防火分區不合規范(B4)”敏感度為24.4%，具體表現為建筑未設置防火分區或防火分區不規范、未按相關標準設計疏散樓梯和防火門;“采取滅火措施不當(B1)”敏感度為16.8%，具體表現為使用滅火器未能成功撲滅明火。

在滅火環節，“未按規定維護保養消防器材設施(C3)”敏感度為49.0%，具體表現為滅火器失效、未配備充足的滅火器材等;“未按規定設置消防通道等設施(C1)”敏感度為28.6%;“占用疏散通道或安全出口(C2)”敏感度為15.2%。

根據敏感性分析可得“電器產品使用不當(A3)”“違規存儲、使用易燃易爆物品(B2)” “未按規定維護保養消防器材設施(C3)”這3種不安全動作的敏感度都高于40%，對各個環節的影響都很大。文獻[5]基于“2-4”模型對40起建筑電氣火災事故中的不安全動作和不安全物態進行分析，其結果與本文不安全動作的敏感性分析結果一致。

3.3 不確定性分析

在事故案例收集過程中，眾多案例無調查報告，為盡可能詳細地分析事故中不安全動作，本文選擇具有官方事故調查報告的案例。事故樣本呈現較大及以上等級事故案例多，一般等級事故案例少的特征，因此理論上各種不安全動作造成的事故損失比實際值偏大。后續研究中可以擴大樣本數量，以提高事故損失量化值的參數以及分布類型的精確性。

3.4 建筑電氣火災事故預防措施

根據上述分析結果，從各環節中風險較高的不安全動作入手，提出事故預防措施。

(1)火源產生環節的不安全動作主要是由于安全習慣不佳，日常生活中使用電器設備不規范；安全知識不足，不了解設置電氣線路規范。具體預防措施：建筑電氣火災事故多發單位要加強對人員的用電安全教育，提高相關人員防火防災意識，自覺做到安全用電、科學規范使用電器設備，養成良好的安全用電習慣，例如，在夜間和無人看守情況下及時斷電；各單位建立電氣設備日常監督檢查制度；提高對電氣設施的維護和檢測頻率，制定日常電氣防火檢查表，認真執行，并動員各場所人員積極開展自查并配合及時消除隱患；科學合理地選擇建筑電氣線路的線纜，要求符合《建筑設計防火規范》(GB 50016-2014)、《火災自動報警系統設計規范》(GB 50116-2013)等相關規定，同時選擇有資質的施工單位進行電纜敷設。

(2)火災發展環節的不安全動作主要是由于安全知識不足，不了解規范設計劃分防火分區的重要性；安全意識不強，對人員安全培訓、易燃易爆物品存儲和使用的重視程度不夠，導致裝修中違規使用易燃、可燃材料。具體預防措施：①單位可開展自查，控制易燃、可燃物的種類、數量。消防部門還要加大對建筑外保溫材料、裝修材料的管控力度，控制管轄區域內建筑可燃物的數量。在建筑建設階段合理選擇建筑外保溫材料，首選不燃或不易燃的材料，如果選擇可燃、易燃材料，可在建筑外沿屋頂安裝安全水幕滅火系統。②在建筑設計階段，根據建筑性質嚴格按規定劃分防火分區，控制火災蔓延。③單位可以邀請具有專業消防知識和技能的培訓機構，對單位所有人員進行消防技能培訓，技能考試合格后上崗。④定期開展火災事故應急演練，確定事故發生后相關人員的逃生路線，有序撤離。

(3)滅火環節的不安全動作主要是由于安全知識不足或安全意識不高，導致疏于對消防設施的保養和維護，疏散通道被占用，安全出口被堵塞。具體預防措施：建筑消防設施負責單位可選擇專業的消防設施保養機構，定期對器材設置維護和保養，及時發現并解決故障隱患；管理單位可制定嚴格的懲罰制度，嚴懲占用疏散通道、堵塞安全出口的行為。

4 結論

(1)運用事故致因“2-4”模型分析40起建筑電氣火災事故，得到火源產生、火災發展、滅火3個環節的不安全動作共14類，對建筑電氣火災事故中的不安全動作進行評估和控制。

(2)運用蒙特卡羅法，構建建筑電氣火災事故人員不安全動作風險評估模型，分析3個環節行為風險后果。通過不安全動作的累計概率圖、頻率視圖發現，火源產生環節行為風險最大，火災發展環節行為風險最小，有關單位可以針對行為風險確定預防重點。

(3)通過分析火源產生、火災發展、滅火3個環節的不安全動作敏感性可知，“電器產品使用不當(A3)”“違規存儲、使用易燃易爆物品(B2)”“未按規定維護保養消防器材設施(C3)”敏感度分別為46.9%、52.1%、49.0%，相關單位可以重點對這3類不安全動作采取措施，從而更好地預防建筑電氣火災事故。