二、城镇燃气风险管理技术研究的意义
灾害包括自然灾害和人为灾害(人为事故)两大类。灾害是人类的大敌,它不仅可以夺去人的生命,也会给社会带来巨大的经济损失,所造成的危害与损失是触目惊心的,它的影响和破坏大大超出了人们的预测和估计。据联合国统计,全球自然灾害的损失持续增长。八十年代末,全球灾害损失每年是120亿美元。1995年,灾害损失达到了1500亿美元。灾害己成为人类可持续发展的主要障碍。为了减轻灾害的影响,联合国将1990-2000年定为“国际减灾十年”,旨在通过国际社会的共同努力,为人类社会的发展创造更好的自然环境。我国是世界上少数几个灾害最严重的国家之一,灾害种类繁多,灾变强度大,影响范围广。《中国减灾十年》己于1998年初由国务院批准后开始实施。因而,近年来,安全减灾己逐步得到了人们的重视,安全减灾正在深入。但灾害学科的建设、灾害风险理论和应用,特别是城市灾害学方面,在我国仍缺乏深入和系统的研究,而且在许多领域尚未涉及,以致我国目前对灾害的预测、预控技术仍处于较低水平或空白,例如在城镇燃气的风险理论与应用研究上,我省的情况也是如此。福建省科委与福建省自然科学基金委员会于1999年立项资助“城镇燃气灾害风险管理技术”,作为福建省自然科学基金的研究项目。“城镇燃气灾害风险管理技术”课题的研究,将以系统论、控制论、信息论作为整个研究工作的指导思想,采用安全系统工程的系统安全分析、危险辨识技术、可靠性工程、图论、模糊数学等现代理论和方法,从人、机、环境三方面及其交接面研究城镇燃气系统,对城镇燃气的风险进行分析和评价,并提出相应的防治措施。基于“城镇燃气灾害风险管理技术”课题的研究思路,本文将对城镇燃气的风险管理技术问题进行一些有益的探讨和研究,以提高城镇燃气系统的安全水平和抗风险能力,确保城市主要生命线的安全运行。
第二章事故风险评价方法的比较与选择
事故风险评价属于安全科学的范畴。安全科学的目的是将应用现代技术所产生的任何损害后果控制在绝对的最低限度内,或者至少使其保持在可容许的限度内。这里所指的损害可以是技术引起的事故,也可以是其他破坏或损失,如技术装备导致的环境污染所带来的破坏或损失。本文主要考虑如何采用安全系统工程等方法,对燃气管网的运行中可能产生的火灾、爆炸事故进行系统安全分析与风险评价。
一、系统安全分析与风险评价
(一)系统安全分析
系统安全分析是安全系统工程的核心内容。通过这个过程,人们可以对系统进行深入、细致的分析,充分了解、查明系统存在的危险性,估计事故发生的概率和可能产生伤害及损失的严重程度,为确定哪种危险能够通过修改系统设计或改变控制系统运行程序来进行预防提供依据。德国的库尔曼认为,系统安全分析的基本目的是查明一个技术系统可能引起的种种灾害,并处理各种可能减少这些灾害的问题。而当把技术系统看作所有处于相互作用状态的元素的总和,系统的各种条件取决于这些元素的联合作用。这时论及技术系统,安全分析的目的则是去揭示系统结构,即识别其控制和调节的机理,了解其平衡状态,查明问题,以及为因调节变量失效而引起的后果提供清晰的描述。目前较常用的系统安全评价法有事件树分析(ETA)、事故树分析(FTA)、故障类型影响分析(FEMA)、安全检查表(SCL)及因果分析图法等。
(二)事故风险评价
“风险”一词在字典中的定义是“生命与则产损失或损伤的可能性”。在女全科学领域,“风险”(risk)被看作是在损失或损害可能发生的过程中,在一定时限内与可能受影响的人群相关的“一定的危险级别”。’安全评价,在国外也叫风险评价(RiskAssessment)。一般认为,安全评价是对系统存在的危险性进行定性和定量分析,得出系统发生危险的可能性及其程度的评价,以寻求最低事故率、最少的损失和最优的安全投资收益。而事故风险评价,主要考虑与项目联在一起的突发性灾难事故,包括易燃易爆和有毒物质、放射性物质在失控状态的泄漏,大型技术系统(如桥梁、水坝等)的故障。笔者认为,事故风险评价也应纳入安全评价的范畴中,这样安全评价的内涵才更为完整。
关于事故风险评价,国际上是沿着三条技术线路发展的:一是概率风险评价,它是在事故发生前,预测某设施(或项目)可能发生什么事故及其可能造成的环境(或健康)风险;二是实时后果评价,其主要研究对象是在事故发生期间给出实时的有毒物质的迁移轨迹及实时浓度分布,以便作出正确的防护措施决策,减少事故的危害;三是事故后果评价,主要研究事故停止后对环境的影响。从这个意义上说,本文的风险评价偏重于概率风险评价和实时后果评价,即对燃气事故危险因素的辨识,以及燃气泄漏的实时后果评价和火灾爆炸事故所造成伤亡和损失的评价。
(三)事故风险评价与环境影响评价的主要区别
在这里,有必要对事故风险评价与环境影响评价的区别进行阐述。环境影响评价是指对拟议中的人类的重要决策和开发建设活动,可能对环境产生的物理性、化学性或生物性的作用及其造成的环境变化和对人类健康和福利的可能影响,进行系统的分析和评估,并提出减少这些影响的对策措施。
二、火灾爆炸事故分析与评价的典型方法
目前,火灾爆炸事故的分析与评价主要采用安全系统工程的方法,一般分为定性评价与定量评价两大类。常用的事件树分析、事故树分析、因果分析图法、安全检查表、预先危险性分析(PHA)、故障类型影响致命度分析(FMECA)等均可用于定性评价。定量评价的方法主要有两种:一种以可靠性为基础,如事件树分析、事故树分析、故障类型影响致命度分析等。但这种方法在实际应用中往往遇到许多困难,主要原因是:(1)缺乏充分的数据,使得可靠性特性(如失效概率等)和保养特性(如维修率等)难以获得;(2)由于一般所研究的系统都较为复杂,时间和资金的投入有困难,过于简化又难以得到有意义的结论。另一种方法是指数法,其中以美国道化学公司的火灾爆炸指数法为代表。除此之外,随着模糊数学的出现和发展,还出现了一种基于模糊数学的综合评价法。下面,介绍其中的典型方法: