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安全、事故、危險源、隱患、危險因素與風險等概念解讀與探討!

安全與事故

—對安全科學原理的探討之一

本文是對安全科學基本概念的一些認識,如需引用文中的觀點或敘述,請標明出處。

01安全

安全是對一種狀態的描述。這涉及兩個問題,一,它必須依附於一個對象;二,如何描述這個狀態以及這是怎樣的一個狀態。

1、安全的對象

通常我們關心的對象是一個生產系統,但安全可以依附於各種對象,如一次活動、一個人、一個國家、整個地球等等。由於對象的不同,其安全關注的內容也不同,因此,首先需要確定研究的範疇,即什麼對象。否則,無法實現即使是相對的安全。

生產系統是為實現某一預先計劃的生產目標的人機交互系統,生產系統(或其它任何系統)不能孤立地存在,環境與該系統之間存在相互作用,因此,生產安全必須考慮環境的影響。生產的目標既可以是生產一個產品,也可以是提供一次服務。提供服務類的作業往往需要面對社會大眾,服務對象的安全是生產安全的重點內容。如一次飛行任務,對象是乘客,環境對生產目標的實現影響巨大等。

生產系統往往是複雜的,但它是人為的,這一點與自然災害不同。人是生產系統中唯一的動因,即使是自動化程度很高,甚至智能型的生產系統,人也是其中的根本動因。所以,不建或停止某一生產系統,與其相關的安全問題也就不存在了。

2、安全狀態的描述

狀態是時空的函數,可以看作以時空為變數的一個點。時間、空間的不同,系統的狀態也不同;即是不同時空點的狀態參數完全相同,其意義也是不同的。

描述生產系統的狀態並不容易,通常需要多個參數。相對容易的是系統中哪些可測量的物理量,人的行為常常難以準確表述。對系統中人的行為依據其對系統運行的影響可以簡單描述為開關量,如,開關是否按下:是、否;或者,是否違章行為:是、否;等等。完整地描述整個系統的安全狀態是不可能的,也是不必要的,在實踐中,通常設計對系統的一些關鍵點和關鍵參數進行定期的測量或連續的監測。對系統中人的行為只能通過專職或兼職人員的巡查進行。

安全到底是一種什麼樣的狀態,換一種說法,生產系統滿足怎樣的條件才能稱為安全的。通常人們將安全狀態定義為「可接受的危險狀態」,也就是說並不存在絕對意義的安全狀態,只是系統狀態的危險性不大,可以被當時的社會所接受。本文接受這樣的定義。

在系統狀態函數中,除起始點外,還存在一個特徵點,即事故點。在這兩點之間,危險狀態點將曲線分為兩段,即安全段和危險段。而事故點意味著系統會進入不可控狀態,並通常會造成損害。在生產安全領域,安全的反面不是危險,而是事故,安全狀態和危險狀態的區別僅在於其是否能被接受。

安全生產實際上是對生產系統安全運行的一個過程描述,即在一段時間內,整個生產系統的運行都處於安全的狀態。

02

事故

事故是系統具有顯著特徵的一個事件,其特徵是:系統在達到該狀態點後會處於不可控的狀態。很多情況下,系統在達到事故狀態點後會造成一系列的事件,如8.12天津港危險化學品爆炸事故,硝化棉燃燒事件後,進行了一系列應急救援行動,最後發生了硝酸銨的爆炸事件。由此可見,事故是對系統達到事故狀態點後一系列事件總體描述,通常用損害最大的事件命名該事故。

事故和事故造成的損害是兩個可區分的事件,事故是系統危險狀態發展的必然結果,而損害事件則往往與周邊環境有關。當前,事故定義為「造成損害的意外事件」實際上並不準確,它將事故和事故造成的損害事件混合到了一起。如:建設過程中重物墜落傷人事故,如果並未傷人,按該定義就不能稱為事故,這是不妥當的。

事故這類事件具有雙重屬性,即自然科學屬性和社會科學屬性。

1、事故的自然科學屬性

事故的自然科學屬性是指從自然科學的角度認識事故的方法。從自然科學的角度看,事故是對某一自然現象的描述,這一自然現象符合自然科學的規律,只要條件具備就必然發生,絕不是什麼「意外」。例如,煤礦井下瓦斯爆炸必然具備了瓦斯爆炸的三個條件。事故發生的自然科學原理是人們認識事故、預防事故的基礎,例如,在兩個世紀前,人們不清楚瓦斯爆炸的機理,只能認為那是「神」對人類不恰當行為的懲罰,當然,預防也就無從談起。

2、事故的社會科學屬性

事故的社會科學屬性是指從社會科學的角度認識事故的方法。從社會科學的角度看,事故是一系列人因事件的結果,這些人因事件之間具有很強的因果關聯。當前,事故分析就是在對事故自然科學屬性清楚認識的基礎上,對其社會科學屬性的研究。例如瓦斯爆炸的點火源,事故分析是對生產過程中哪些人因行為導致了該點火源的出現。對事故社會科學屬性的研究是預防事故的根本途徑。

對於一個生產系統,安全是一個常態,而事故是一個特徵點。對眾多的常態點進行規律研究往往是十分困難的,對事故這一特徵點進行研究更容易發現其規律。然而,對事故規律的研究最終是為了防止它的發生以及建立系統的安全管理體系。如果將每一次事故看作是一次科學實驗的話,那實驗的代價實在是很大,所以,無論如何重視對事故的分析都不為過。


事故與危險源

—對安全科學原理的探討之二

(吳兵,中國礦業大學(北京))

本文是對安全科學基本概念的一些認識,如需引用文中的觀點或敘述,請標明出處。

對事故本質和發生原因的分析是安全科學的根本。

01

事故的本質

事故是系統中具有顯著特徵的事件,它起始於事故狀態點,此後系統或系統局部進入不可控狀態。根據事故的特徵,我們將事故定義為:系統中發生的對系統及其周邊環境(包括人和物)具有損害效能的不可控事件。

從上述定義可見:事故事件有別於其它事件的特徵有兩個,即:一、事故是系統本身不可控的事件;二,事故具有造成損害的能力。人為設計生產系統的主要功能是實現生產目標,限於成本和技術的原因,不可能對系統中可能發生的事件均進行控制。事故這一事件是否造成損害,取決於事故發生時空點及其影響範圍內人和物的分布狀態,由於系統和環境的動態變化,事故造成的損害程度往往具有一定的偶然性。

任何事件的本質都是客觀對象之間的相互作用,事故也是如此。事故中的對象包含物和能量,對象之間的作用伴隨著能量傳遞和轉化。對於事故,往往呈現出高能對象的能量釋放,因此,有學者認為「事故是能量意外釋放的結果」。

能量(energy)是物質的時空分布可能變化程度的度量,用來表徵物理系統做功的本領。能量以多種不同的形式存在;按照物質的不同運動形式分類,能量可分為機械能、化學能、熱能、電能、輻射能、核能、光能、潮汐能等。這些不同形式的能量之間可以通過物理效應或化學反應而相互轉化 。各種場也具有能量。

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(吳兵,中國礦業大學(北京))

02

危險源的定義

分析事故中能量的傳遞過程,可以將系統中的對象劃分為施能對象和受能對象(超出人體承受範圍的低溫「冷」也可看作一種能量)。生產系統是人類利用工具和能量轉化技術完成生產目標的功能系統,對系統中的能量或高能物質進行控制,是防止損害發生基礎,這些控制措施在生產安全領域通常稱其為「屏障」。系統及環境中存在的可能造成損害的能量和可能發生高能釋放的物質,我們稱其為「危險源」,危險源就是事故中的施能對象。

危險源是系統(含周邊的環境)所固有的,也是系統控制的對象。我們將危險源定義為「系統所固有的危險物質和能量」。超出人體生理和系統部件承受範圍的能量的危險性較為明顯,而物質的危險性只是其本身的某種特性,只有在一定條件下才表現出來。例如,瓦斯,具有燃燒、爆炸的特性,當瓦斯空氣的預混氣體中瓦斯濃度達到5%-16%,點燃時會發生爆燃,直至發展為爆轟。當混合氣體中瓦斯濃度超過16%時,在其與空氣的接觸點點燃會發生擴散燃燒。這兩種現象如果發生在煤礦井下作業空間內,則是事故。如果瓦斯爆燃發生在發動機氣缸內,則屬於控制事件,反而可能是系統的動力源。

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(吳兵,中國礦業大學(北京))

03

危險源的辨識和控制

危險源是客觀實在的對象,系統中危險源的存在是一切事故的根源。危險源因其特性和作用對象的不同,表現為不同的事故。例如,瓦斯可能造成爆炸事故,也會造成火災事故;電路短路,可能造成人身觸電事故,也可能引起火災。

對系統中的危險源進行辨識並不是一件容易的事,但這是保障安全生產的第一步,也是非常關鍵的一步。當前,並沒有系統、可靠的危險源辨識方法,只能依靠經驗、對系統運行過程中物質和能量的分析以及已經積累的事故案例來進行。許多事故的發生都是由於對危險源的辨識不清造成的,如深圳「11.20」渣土場滑坡事故,企業和政府對該生產系統可能引發大規模滑坡的危險源均未能有效辨識,從而形成生產過程中缺乏對該危險源的可靠監測和管理。

生產系統以及其受環境的影響是複雜的,同時也是動態變化,對系統中危險源的辨識必須考慮整個生產過程。對系統運行過程的清楚了解是辨識危險源的基礎,在生產系統投入運行前或現場作業前,負責安全的相關人員必須對危險源進行系統的辨識。在此基礎上,設計危險源的控制措施,即屏障。

危險源的控制措施應當同其危險程度相匹配,因此,首先需要對危險源進行測定和評估。對危險性較大的危險源需要設計包括人因行為在內的多道防護屏障。

危險源的控制措施主要分為工程技術手段和管理手段。工程技術手段包括:移除、替代、監測、隔離、減少或減弱、防護和應急處置等。管理手段是與技術手段相應的組織行為。生產系統越簡單,危險源控制的技術手段越可靠,則保障安全生產的能力越強。但是,管理手段是保證技術措施得以有效實施的基礎,高效、可靠的管理體系即使是對複雜、動態變化的危險源,也能起到有效控制的效果.


事故與隱患

—對安全科學原理的探討之三

(吳兵,中國礦業大學(北京))

本文是對安全科學基本概念的一些認識,如需引用文中的觀點或敘述,請標明出處。

隱患是一個客觀事實,即一個事件。安全需要用系統的狀態來描述,然而,描述系統某時空點的狀態需要多個參數,隱患只是這些狀態參數中的一個且其值超過了人為劃定的危險界限。

事故也是事件,是具有顯著特徵的事件。隱患的特徵並不明顯,其界限往往根據系統設計的、法規規定的、人們不可接受需要處理或關注的參數值設定。當描述狀態的這一參數達到或超過隱患設定的值時,通常認為系統運行進入危險狀態。系統運行是人機交互的結果,對人的危險狀態通常描述為人的不安全行為。

事物的變化總是從量變發展到質變,事故是危險狀態發展的結果,所以,隱患是系統事故前的狀態,即所謂隱患是事故的直接原因。隱患是系統狀態的一個參數,事故必然存在物、能量間的相互作用,僅存在隱患並不能導致事故的發生,所以隱患是事故的必要條件,但並不充分(加上相應的危險源才能構成事故)。

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(吳兵,中國礦業大學(北京))

01

隱患的特徵

描述生產系統系統的狀態必須包含人、機(含環境)兩部分,隱患就是我們通常所稱的「人的不安全行為」和「物的不安全狀態」。在我國的相關法規中,隱患還包含「管理的缺陷」。所謂「安全管理」只是人為設計的一種組織行為,只存在兩種「缺陷」,即未設計相應的安全行為或設計的組織行為不能實現安全,則兩種行為均可以歸入系統設計對危險源的控制措施缺陷,在實際實施時仍然表現為「人的不安全行為」,只是這種行為的責任主要由管理者承擔。

隱患與危險源的區別在於:隱患是一件「事」,而危險源是一個客觀實在(物和能量)。所謂的「事」是指具有一定特徵的事件,對每一個時空點系統狀態的描述都可以構成一個事件,隱患只是根據安全的需要從中提取出的特徵事件而已。隱患經常用來描述系統中屏障措施的缺陷,危險源的狀態超過限定的安全值也是用隱患來描述的。

從隱患產生的過程看,隱患可以分為兩類,即:危險源控制措施的缺陷和危險源控制措施實施的缺陷。前一類的隱患產生於系統設計時,往往較難發現,消除它需要重新設計危險源的控制措施,增添新的裝備和操作環節等,比較困難。例如,一個具有煤與瓦斯突出危險的礦井只是被按照高瓦斯礦井進行管理,則其危險源的控制措施就是與其危險程度不相匹配的。後一種隱患,險源控制措施實施的缺陷,即通常所稱的「安全措施不落實」,是安全管理的主要內容。

存在隱患的系統仍然是可控的,通過採取措施,可以使系統恢復到安全的狀態,因此,隱患是可以消除的,有「生存期」。例如,建築施工現場職工未戴安全帽,這是隱患;下一刻,他戴上了安全帽,則隱患消除了。

隱患的存在使系統具備了發生事故的可能,隱患的危險程度和系統中存在隱患的數量決定了事故發生的概率。在海因里希的「事故三角形」法則中,只是通過統計結果總結了某類生產系統隱患數量對事故的貢獻,對隱患危險程度的作用缺乏研究和闡述,是不完善的。

現實中,一個企業可能只存在少量的隱患,但是卻發生了事故;而另一個企業,存在大量隱患,但卻並未發生事故(可能有人覺得很不公平吧);這正是隱患的危險程度在起作用。隱患的危險程度,主要由其接近事故狀態點的距離來衡量。

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(吳兵,中國礦業大學(北京))

02

隱患的管理

隱患管理是生產安全管理最重要的內容,這裡只對該問題進行框架性的闡述。

對隱患的管理首先要做的當然是防止隱患的出現。隱患的存在使得事故有了發生的可能,是一種「風險」,因此,有些學者也將防止隱患出現的工作稱為「風險預控」。

防止隱患出現並不是一件簡單的事,對於人的不安全行為,需要從安全意識、安全知識、安全能力、安全責任以及組織行為的科學設計等方面做大量細緻的工作;對於物的不安全狀態,需要從監測檢測設計、流程式控制制、周期性巡查、硬體保障等方面進行。企業的安全文化建設、安全培訓、責任制、管理制度安全措施和操作規程的制定均屬於該項工作的範疇。

隱患管理的第二步是隱患的排查,即發現隱患的工作。這是企業安全管理人員的專職工作,但是,同時也是所有員工必須參與的工作。由於人的不安全行為生存期很短,不易被現場發現,因此,隱患排查大多表現為物的不安全狀態。

一個完善的系統設計不應該出現物的不安全狀態,它只能是人的不安全行為形成的結果。排查所得的物的不安全狀態最終也需要追索到系統中人的不安全行為上。

最後一步是隱患的整改和責任追究。由於系統的複雜性和隨時間的動態變化,排查出的隱患是大量的,必須根據其危險程度和整改的難度進行分級管理。對隱患的整改必須形成閉環管理,即需要獲得隱患是否消除的反饋。

為了保障隱患整改的可靠性,企業經常使用所謂的「三定」規則,即確定的隱患整改責任人、確定的整改完成時間和確定的整改效果核查人。隱患不是事故,但根據出現隱患的危險性以及隱患整改的完成情況,需要對隱患進行責任追究,這是防止事故發生的有效手段。

複雜的生產系統、大規模的作業場所、大量的各類作業人員和隱患管理的時效性,都會使隱患管理工作十分繁重,運用信息化的管理工具是保障隱患管理高效、可靠進行的基礎。

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危險因素與風險

—對安全科學原理的探討之四

(吳兵,中國礦業大學(北京))

本文是對安全科學基本概念的一些認識,如需引用文中的觀點或敘述,請標明出處。

事故源於危險源,發於隱患。對於一個複雜的生產系統,危險源和隱患是容易區分的,然而,對於一次現場作業,危險源和隱患並不容易區分。

現場作業由個人或一個基層班組執行,現場作業的危險源可以是作業環境中系統的危險源和作業中使用的危險設備和能量,而隱患往往是作業中人的不安全行為、物的不安全狀態和作業完成質量對系統安全的影響。每一項作業必須同時進行危險源的控制和隱患的管理,將兩者統一起來實際上有利於其安全管理。

近段時間,部分學者對國外生產安全領域使用的hazard一詞的中文含義進行了廣泛的討論,有的認為它對應於危險源的概念,有的則認為其對應於隱患。從hazard較為確定的解釋看,hazard是「source and circumstances with a potential to cause injury and ill health」。它包含兩類對象,即source-源和circumstances-狀態。據此,國內的學者將其劃分為第一類危險源:物質和能量;以及第二類危險源:人的不安全行為和物的不安全狀態。

由此可見,hazard實際上包含了本文中定義的兩個概念,危險源和隱患。之所以如此,是因為上述對作業中安全管理的實際需要形成的。因此,對hazard的翻譯本人認為使用「危害因素」比較準確,對幾個概念之間的辨析,可以參見中石油安環部胡月亭2017-11-23發表在中國安全生產網上的文章「正確理解風險管控於隱患整改雙重預防機制」。

本人與他的觀點基本相同。至於危險源,可以翻譯為hazard source等,隱患可以翻譯為hazard event、hazardcircumstance等。

01

生產安全領域中風險的概念

風險的概念應用很廣泛,如金融風險、投資風險、戰爭風險等等,學術界對風險的內涵沒有統一的定義,由於對風險的理解和認識程度不同,或對風險的研究角度不同,不同的學者對風險概念有著不同的解釋。生產安全中的風險通常是指生產系統發生事故的風險,即可能發生事故的損害程度大小。

對風險的理解分為主觀學說和客觀學說兩類。主觀學說認為風險是一種主觀的觀念,是人們對客觀事物的主觀估計,風險的不確定性包括發生與否的不確定性、發生時間的不確定性、發生狀況的不確定性以及發生結果嚴重程度的不確定性。客觀學說則認為風險是客觀存在的,它以對風險事故的觀察為基礎,用數學和統計學觀點加以定義,認為風險可用客觀的尺度來度量。

在生產安全領域,事故的風險涉及兩個方面,即事故的可能性和事故的損害程度。事故可能性主要包含兩個因素,危險源控制技術措施的可靠性和安全管理措施可靠性。對事故損害程度也包含兩個要素,即危險源引發事故的作用範圍和損害的嚴重程度,通常使用一個經濟指標來計算。

事故損害的嚴重程度程中對人和社會的損害很難準確確定,因此,有些學者在評估事故的損害程度時又引入了社會敏感性指標來更準確地反映事故的影響。

02

風險評估

「物有本末,事有終始,知所先後,則近道矣」,中國先賢早就總結出人身在世的行為準則。在國外管理學大師史蒂芬·柯維《高效能人士的七個習慣》中也揭示了「要事第一」的高效工作原理。

對於一個稍微複雜的生產系統,危險源眾多,需要管控的危險狀態點是大量的,而動態變化的環境和生產過程使得我們利用有限的人力和物力資源來保障安全生產的可靠進行困難重重。

因此,對生產系統及其各個環節進行危險性、重要性的評估,據此安排有限資源的配備是安全管理工作的必須。風險評估就是這樣一個工具。

風險評估有定性和定量兩類方法,其中常用的半定量方法是LEC方法。LEC評價法(美國安全專家K.J.格雷厄姆和K.F.金尼提出)主要用於評價操作人員在具有潛在危險性環境中作業時的危險性。其公式如下:

D = L × E × C

式中:D—風險值

L—發生事故的可能性大小。

E—作業人員暴露於危險環境的頻繁程度

C—事故後果的嚴重程度。

D值越大,說明該系統危險性大。

另一種常用的風險評估方法是風險矩陣法(Risk Matrix),這是一種種把事故發生的可能性和損害的嚴重程度作為橫、縱坐標,然後將評估的結果標誌在坐標上的方法。這種方法可以比較直觀地看到評估對象-事故發生的可能性和損害程度,從而避免了將兩者相乘帶來的信息遮蔽現象。

風險評估的方法很多,如安全檢查表法SCL、預先危險性分析法PHA、工作危害分析法JHA、故障類型及影響分析法FMEA、事故樹分析法FTA、層次分析法等等。實際工作中應該根據需要選用適用的、簡明的方法,以獲得安全管理工作可靠、高效地進行。

風險評估是圍繞事故進行,其評估的對象既可以是一個複雜的系統,也可以是某個相對獨立的分系統、某單項作業、某一類事故、某工作崗位、某關鍵設備等等。

對於一個企業,應當首先對其整個生產系統進行風險評估,在此基礎上,再對各個分系統或作業、設備等進行評估和分析,已形成有層次、有重點的安全管理體系。

依據各個行業危險源和工藝流程的特徵,國家將一些風險大的行業劃歸「高危行業」,對一些風險大的作業、設備劃歸為「特種作業」和「特種設備」,以便於對其實施更嚴格的管。

來源:吳超 中國礦業大學(北京)、安全永無止境

END

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