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地鐵火災(zāi)的事故樹分析

文檔作者：盧億文檔來源：華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月11日
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地鐵火災(zāi)的事故槲分析
盧 億
(華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，510640，廣州／／碩士研究生)
摘要運(yùn)用事故樹對地鐵火災(zāi)進(jìn)行定性分析?？偨Y(jié)了地
鐵火災(zāi)事故發(fā)生及預(yù)防途徑，提出了從火源、可燃物、撲救措
施等三方面入手控制地鐵火災(zāi)的對策措施，以供地鐵管理部
門參考。
關(guān)鍵詞地鐵；火災(zāi)；事故樹分析；預(yù)防措施
中圖分類號U 231 ．96
Fault Tree Analysis of Fire Disaster in Subway
Lu Yi
Abstract This paper makes a qualitative analysis of the fire
disaster in subway by using the fault tree design form，sum—
marizes the main reasons of accident and the prevetion
methods，and eventually proposed some feasible measures
which could offer scientific evidences to the subway admin—
istration department．
Key words subway；fire disaster；fault tree analysis；pre—
ventive measures
Author’S address School of M echanical&amp;amp; Automotive En—
gineering，South China University of Technology，5 1()64()，
Guangzhou，China
隨著城市地鐵的迅速發(fā)展，地鐵災(zāi)害問題愈來愈
引起人們的重視。文獻(xiàn)E13通過對19()3 2()04年國
內(nèi)外發(fā)生的63起地鐵典型事故發(fā)生頻率統(tǒng)計分析，
發(fā)現(xiàn)地鐵火災(zāi)發(fā)生頻率為32％[1]，是地鐵災(zāi)害中發(fā)生
頻率最高、造成損失最大的事故。據(jù)不完全統(tǒng)計，我
國地鐵自1969年相繼投入運(yùn)行到20()8年，因變電所
、地鐵車輛內(nèi)的電氣設(shè)備和線路出現(xiàn)故障，以及違章
電焊和電器設(shè)備誤操作等，共發(fā)生火災(zāi)156起，其中
重大火災(zāi)事故3起，特大火災(zāi)事故1起_2]。國外地鐵
也發(fā)生過多次火災(zāi)；據(jù)不完全統(tǒng)計，1903—2004年問
共發(fā)生45起地鐵火災(zāi)，典型的如1987年11月18日
的英國倫敦地鐵火災(zāi)，1995年1()月28日傍晚的阿塞
拜疆地鐵火災(zāi)，20()3年2月18日上午的韓國大邱地
鐵火災(zāi)l3]。這些事故嚴(yán)重威脅人民的生命，造成巨大
的財產(chǎn)損失，不利于社會的和諧與穩(wěn)定。因此，對地
鐵火災(zāi)的研究顯得十分必要。
l 國內(nèi)外對地鐵火災(zāi)的研究現(xiàn)狀
國內(nèi)外對地鐵火災(zāi)的研究主要集中在火災(zāi)發(fā)生
的影響因素上，如：① 材料的燃燒性能研究，尋找性
能優(yōu)異的阻燃材料；②地鐵火災(zāi)中的煙氣研究，主要
采用經(jīng)驗?zāi)M、區(qū)域模擬、網(wǎng)絡(luò)模擬以及CFD(計算
流體動力學(xué))模型等對火災(zāi)煙氣進(jìn)行研究；③ 緊急情
況下地鐵中的人員疏散，目前疏散研究中最行之有
效的方法之一便是建立疏散模型；④地鐵火災(zāi)中的
監(jiān)控預(yù)防技術(shù)[4 等。而對地鐵火災(zāi)危險因素進(jìn)行綜
合分析的還比較少，目前已采用的分析方法有層次
分析法、模糊綜合評價法，但未見運(yùn)用事故樹法對地
鐵火災(zāi)進(jìn)行分析的報道。
事故樹分析法的邏輯性強(qiáng)、靈活性高、適用范圍
廣，既能找到引起事故的直接原因，又能揭示事故發(fā)
生的潛在原因，既可定性分析，又可定量分析。事故
樹分析可用來分析事故，特別是重大惡性事故的因
果關(guān)系，并能總結(jié)出事故發(fā)生及預(yù)防的主要途徑，是
安全系統(tǒng)工程的主要分析方法之一L7]。
地鐵火災(zāi)的危險因素多，且各因素之問既相互
聯(lián)系、又彼此獨立，不利因素之間的多種組合都有可
能導(dǎo)致地鐵火災(zāi)的發(fā)生。這種情況采用事故樹分析
法是比較適宜的。因此，本文運(yùn)用事故樹法對地鐵
火災(zāi)危險的有害因素進(jìn)行定性分析。
2 事故樹定性分析
2．1 建立事故樹
通過閱讀大量資料，了解了火災(zāi)發(fā)生的基本原
因，遵循“事故成因分層逐漸展開”的原則，建立地鐵
火災(zāi)的事故樹(見圖1)。其基本事件如表1所示。
地鐵內(nèi)部空間空氣相對不足，但對發(fā)生火災(zāi)而
言是足夠的。空氣不足主要影響火災(zāi)發(fā)生后乘客的
安全疏散，故不考慮其對頂上事件的影響，不作展開
分析。圖1所示的事故樹中，用丁表示頂上事件，
· 9 ·
謄 鬻
用M1、M2、M3、M4、M5、 6、M7、M8、M9、M1o分
別表示著火、撲救不及時、火源、可燃物、撞擊火花、
電火源、明火、未及時發(fā)現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)但未引起注意、滅火
設(shè)施不起作用。
圖1 地鐵火災(zāi)事故樹圖 m 胡
表1 基本事件
代號 基本事件 代號 基本事件
施工中機(jī)械碰撞 X+2 乘客攜帶的行李、易燃物品
2 列車脫軌、碰撞 3 施工隧道內(nèi)的可燃物，如煤氣泄漏
電氣設(shè)備和線路故障 x 地鐵站內(nèi)的可燃物
電器設(shè)備誤操作 Xt5 火災(zāi)監(jiān)控和報警設(shè)備存在死角
x5 違章電焊或切割 火災(zāi)監(jiān)控和報警設(shè)備失靈或不起作用
列車運(yùn)行時產(chǎn)生電弧 t 未及時向有關(guān)人員通報
乘客吸煙的火星、隨便亂丟煙頭 1s 負(fù)責(zé)人員不重視
8 隧道內(nèi)工作人員吸煙用火不慎 1 滅火設(shè)施不足
故意縱火 X2o 滅火設(shè)施失效或損壞
x1I】 摩擦起火 X2t 不會使用
列車車體材料及裝飾材料 X22 驚慌失措
2．2 地鐵火災(zāi)事故樹定性分析
2．2．1 求最小割集與最小徑集
由圖1可見，事故樹包含了11個邏輯門；其中
· 96 ·
邏輯或門9個，與門3個。容易求得事故樹的最小
割集有320個(不一一列出)，最小徑集只有3個，故
宜從事故樹最小徑集人手進(jìn)行分析。
第2 期0 00 00 0 000_?！? 0 0。 ll l|ll|llll _ll_l —00 0 0ll獬：
事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)式為：
T=M 1·M2=
3·M 4·M 2=
(M5+ 6+ 7+X 1【1)(X 11+X 12+
13+X 14)(M 8+M 9+M 1(1)=
X + x 2七x 3+ x 4+ Xj+ x b+ x 1+
8 + 9+X1())(X 11+ 12+Xj3+
X 14)(X15+X 16+X 17+X 18+X l9+
2(】+ 21+X22)
故得到事故樹的3個最小徑集為：
P＼= x ，x2，X3，X4，X5，x6，x1，x8，X9，x、b＼
P2={ 12， 14}
P3={ 15， 16， 17， ， 19， 2(1， 21， 22}
2．2．2 求結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)
分析以上最小徑集P ～ P。，得最小徑集的階
數(shù)，p 10， p， 4， 8，且各基本時間均只出現(xiàn)
過1次，故結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)I (1)=I (2)=?? =
I (10)，I (11)= I。(12)= I (13)= I (14)，
， (15)=I (16)=? ?=I (22)?？汕蟮茫?
I (1)=1／2 “ ≈()．()0195
I (11)=1／2 ≈(】．125
(15)=1／2 ≈()．007 81
由此得出結(jié)構(gòu)重要度順序為：
，。(1 1)= I。(12)= ， (13)= ， (14)> ， (1 5)=
I (16) ? ? I (22)> I (1) ， (2)=? ? =
I (10)
3 評價結(jié)果分析
1)由事故樹最小割集的數(shù)量可知，導(dǎo)致事故發(fā)
生的途徑有320種，說明地鐵火災(zāi)極易發(fā)生。
2)由事故樹最小徑集的數(shù)量可知，預(yù)防事故的
途徑只有3種。根據(jù)最小徑集定義，只要事故樹中
的這些基本事件不發(fā)生，頂上事件就不會發(fā)生，故有
如下3種方案可預(yù)防地鐵火災(zāi)的發(fā)生：① 從P 人
手，即杜絕火源；② 從P 人手，即杜絕可燃物；③ 從
P。人手，即采取措施及時撲救火災(zāi)。以上3種方案
正是從火災(zāi)事故發(fā)生的3個必要條件—— 火源、可
燃物、滯后的撲救措施人手來防止火災(zāi)事故的發(fā)生，
是合理的。
3)方案分析：原則上應(yīng)選取包含最少基本事件
的最小徑集P。作為最優(yōu)方案，即杜絕可燃物，這與
結(jié)構(gòu)重要度的分析結(jié)果也是一致的。方案中基本事
件 可以通過使用先進(jìn)的阻燃材料來杜絕，但要
杜絕 的發(fā)生并非易事，需要乘客、地鐵
管理人員、施工人員等的積極配合。P 包含的基本
事件雖多，但實質(zhì)就是加強(qiáng)火源的管理，增強(qiáng)公眾的
火災(zāi)風(fēng)險意識。P 包含的基本事件也很多，但實質(zhì)
就是提高負(fù)責(zé)人員及就乘人員的素質(zhì)，改善火災(zāi)監(jiān)
控與報警設(shè)備的功能。除地鐵系統(tǒng)本身的材料、功
能等地鐵自身因素外，以上3種方案都與安全教育
與安全管理工作密不可分；3種方案是相互聯(lián)系的，
僅選取3種方案中的1種是不科學(xué)的。因此，用事
故樹對地鐵火災(zāi)進(jìn)行分析具有一定的局限性，但能
為制定對策措施提供參考。
4 減少地鐵火災(zāi)的對策措施
根據(jù)以上分析，現(xiàn)提出如下對策措施以減少地
鐵火災(zāi)的發(fā)生。
1)采用先進(jìn)的設(shè)備或材料：車輛、線路、信號標(biāo)
志等設(shè)備都直接影響到列車的安全運(yùn)行。車輛所使
用的阻燃材料是否合格，安全裝置是否充足有效，車
輛是否符合運(yùn)行要求，車輛技術(shù)狀況的好與壞，都會
直接影響到地鐵的運(yùn)行安全。韓國大邱地鐵車廂內(nèi)
為了防止觸電未安裝自動報警設(shè)備和自動淋水滅火
裝置，同時未采用先進(jìn)的阻燃材料，易燃材料燃燒后
產(chǎn)生了大量毒氣和煙霧，導(dǎo)致了事故的擴(kuò)大[=11]。
2)加強(qiáng)對公眾和工作人員的安全教育：社會有
關(guān)部門要多做安全防火宣傳，讓公眾知道如何盡自
己的一份責(zé)任減少火災(zāi)的發(fā)生以及火災(zāi)發(fā)生時如何
冷靜理智地對待；新聞媒體在火災(zāi)時應(yīng)客觀如實地
對災(zāi)情進(jìn)行報導(dǎo)，災(zāi)后多做正面報導(dǎo)，和地鐵運(yùn)營部
門一起努力重建公眾對地鐵安全的信任感；加強(qiáng)對
工作人員的教育，加強(qiáng)工作人員的責(zé)任感。統(tǒng)計表
明，幾乎每一起重大事故都與地鐵工作人員的失職
有關(guān)，故應(yīng)加強(qiáng)地鐵駕駛?cè)藛T、維修人員、施工人員
的安全教育與培訓(xùn)，杜絕違章操作與誤操作。
3)加強(qiáng)地鐵系統(tǒng)內(nèi)的安全管理：地鐵運(yùn)營部門
是地鐵火災(zāi)防治的主要執(zhí)行部門，加強(qiáng)其內(nèi)部的安全
管理，可以起到更加直接的火災(zāi)預(yù)防作用。具體措施
包括：建立進(jìn)站安全檢查制度，派設(shè)安全巡視人員，對
站臺和列車內(nèi)的情況進(jìn)行監(jiān)控，營造舒適的工作和就
乘環(huán)境，加強(qiáng)對可燃物的管理，對系統(tǒng)設(shè)備定期檢修
和改進(jìn)，對職工和乘客進(jìn)行安全教育培訓(xùn)等[1 。
4)建立自動監(jiān)視及自動報警系統(tǒng)：為保證地鐵
的安全運(yùn)行，每個地鐵系統(tǒng)都應(yīng)具備監(jiān)測及自動報
(下轉(zhuǎn)第102頁)
· 97 ·
《黼 潼 交翹 羈0ll0 0ll 0 00llll0 00 0 0lllll'_ 0 疊 曩
未涉及其它方面，在應(yīng)用時更應(yīng)該全面考慮各種因 [6]王彥富，蔣軍成．地鐵火災(zāi)人員疏散的研究[J]．中國安全科學(xué)
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：2009—09—15)
(上接第97頁)
警系統(tǒng)，將火災(zāi)消除在萌芽狀態(tài)。傳統(tǒng)的火災(zāi)探測
器消而不防、造價高昂，需要經(jīng)常對探測器進(jìn)行清潔
維護(hù)、保養(yǎng)，而且其漏報、誤報率極高，嚴(yán)重影響了火
災(zāi)自動報警系統(tǒng)的效率[4]?，F(xiàn)在人們已研制出了一
些新型的消防探測和滅火系統(tǒng)，如線型光纖感溫火
災(zāi)探測報警系統(tǒng)，明顯提高了火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的
效率。
5 結(jié)語
地鐵作為大容量的公共交通工具，其安全性直
接關(guān)系到廣大乘客的生命安全。本文運(yùn)用事故樹原
理對地鐵火災(zāi)的危險因素作了定性分析，得出如下
結(jié)論：地鐵火災(zāi)發(fā)生的途徑很多，預(yù)防火災(zāi)需要從火
源、可燃物、撲救措施等3方面人手；除采用先進(jìn)的
設(shè)備、材料和提高火災(zāi)監(jiān)控和報警系統(tǒng)的效率等硬
件措施外，更應(yīng)該加強(qiáng)地鐵系統(tǒng)的安全管理和對公
眾的安全教育，從而有效防止地鐵火災(zāi)事故的發(fā)生。
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(收稿日期：2009—10—14)
北京至武漢高速鐵路年內(nèi)通車全程4小時
2011年1月15日，鐵道部舉行201 1年全國鐵路春運(yùn)新聞發(fā)布會透露，今后幾年，每年投產(chǎn)的鐵路新線都在8 000 km左
右，并公布了今年幾條重要高速鐵路的建成通車時間：6月北京至上海高速鐵路建成通車；隨后，哈爾濱一大連高速鐵路通車，
天津一秦皇島高速鐵路投入運(yùn)營，并連接已運(yùn)營的北京一天津、秦皇島一沈陽的城際高速鐵路，由此，東北的高速鐵路初步成
網(wǎng)；年底，北京一石家莊一武漢的高速鐵路建成通車，武漢至北京全程時間僅需4 h，和已經(jīng)運(yùn)營的武廣高速鐵路相連，整個大
京廣的高速鐵路全線運(yùn)營通車，同時，武廣高速鐵路延伸到深圳；南京一杭州、杭州一寧波的高速鐵路也會建成通車，和已經(jīng)
運(yùn)營的沿海高速鐵路形成網(wǎng)絡(luò)。
(摘自2011年()1月16日《武漢晚報》，記者左洋報道)

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