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事故树在铁路运输液化石油气安全分析中的应用

文档作者：富世慧文档来源：太原铁路局榆次站		点击数：	更新时间： 2021年09月18日
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液化石油气安全分析中的应用
富世慧
(太原铁路局榆次站，山西晋中030600)
摘 要：在分析铁路运输液化石油气途中可能出现危险的基础上，简要介绍事故树分析
方法，并利用该方法分析铁路运输液化石油气过程中发生事故的主要原因，编制铁路运
输液化石油气事故树，对该事故树进行定性和定量分析，求出其最小割集、最小径集和
结构重要度，最后依据分析结果提出预防事故的措施。
关键词：铁路运输；液化石油气；事故树
文章编号：1004-2024(201 1)11-0025-05 中图分类号：U294．8+3 文献标识码：B
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液化石油气是常见的铁路运输的危险货物，一旦
发生事故，泄漏的液化石油气将导致植物、动物和人
的伤害或死亡，对运输秩序和周围环境都将造成很大
危害川。因而，深入分析铁路运输液化石油气的全过
程，找出危险因素及其重要度，制定有效预防办法是
十分必要的。
1 液化石油气危险性分析
液化石油气(Liquefied Petroleum Gas，LPG)是
一种无色、挥发性气体，属于石油产品之一。液化石
油气具有易爆炸、易燃烧、易膨胀、易汽化、易产生
静电等特性，所以具有容易燃烧、爆炸的危险性，同
时还具有腐蚀、麻醉作用等危险性。在铁路运输过程
中可能产生以下危险：
(1)易燃的危险。运输液化石油气的罐车，由
于违章操作或者长期使用、缺乏维修导致性能失灵等
因素，往往会产生气体泄露。泄露的液化石油气在扩
散中遇到各种明火、电气火花、静电火花、制动时产
生的火星等火源都会导致着火，具有易燃的危险。
(2)易爆的危险。常温条件下，液化石油气在
罐车内处于气、液两相平衡状态，而我国幅员辽阔，
各地气温有一定差别，因此，铁路罐车在运输液化石
油气的过程中会受到气温升温、强力震动的影响，具
有发生爆炸的危险。另外，从液化气罐车中泄露出的
液化石油气，在空气中的浓度达到其爆炸极限时，遇
到火源也有发生爆炸的危险。
(3)腐蚀、麻醉的危险。液化石油气中一般都
含有不同数量的硫化氢。硫化氢对容器内壁有腐蚀作
用，由于液化石油气容器是一种受压容器，内腐蚀可
以不断地使容器壁变薄，降低容器的耐压强度，缩短
容器的使用年限，最终导致容器穿孔漏气或爆裂，引
发火灾爆炸事故。此外，液化石油气对人体中枢神经
有麻醉性，当空气中液化石油气的浓度高于10％时，
就会使人头昏，以至窒息死亡。
2 铁路运输液化石油气的事故树
分析
2．1 事故树简介
事故树分析(Fault Tree Analysis，FTA)是安全系
统工程中常用的一种分析方法。目前事故树分析法已
从航空、核工业进入一般电子、电力、化工、机械、
交通等领域，这一方法可以进行故障诊断，分析系统
的薄弱环节，指导系统的安全运行和维修，实现系
统的优化设计。事故树分析是一种演绎推理法，这种
方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各
种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表
示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生
的主要原因，为确定安全对策提供可靠依据，以达到
囝
预测与预防事故发生的目的。
2．2 铁路运输液化石油气事故树的编制
2．2．1 事故树的编制步骤
(1)确定事故树的顶事件。确定顶事件是指确
定所要分析的对象事件。根据事故调查报告分析其损
失大小和事故频率，一般选择易于发生且后果严重的
事故作为事故的顶事件。
(2)调查与顶事件有关的所有原因事件。从
人、机、环境和信息等方面调查与事故树顶事件有关
的所有事故原因，确定事故原因并进行影响分析。
(3)编制事故树。采用一些规定的符号(如图1
所示)，按照一定的逻辑关系，把事故树顶事件与引起
顶事件的原因事件，绘制成反映因果关系的树形图。
o
a与门 b或门 c基本事件d底事件
图1 事故树符号
2．2．2 编制事故树
铁路运输液化石油气事故树分析图如图2所示。
其中， 表示危险区域内吸烟； 表示危险区域内无
名火源； 表示列车制动时闸瓦抱轮； 表示违规检
车作业； 表示人体自带静电； 表示铁路运输液
化石油气过程中罐车受到冲击； 表示罐体壁过于
粗糙； 表示雷击； 表示安全附件泄漏； 。表示
外界冲击、碰撞、颠簸； 表示液体充装过量； ：
表示高温环境造成热负荷； 表示罐壁由于腐蚀变
薄； 表示罐壁焊接处裂缝； 表示温度表失灵；
表示无顶棚遮阳； 表示压力表失灵。
2．3 事故树定性分析
在事故树分析中，最小割集与最小径集的概念
起着非常重要的作用。事故树定性分析的主要任务
是求出导致系统发生事故(故障)的全部事故模式。
通过对最小割集或最小径集的分析，可以找出系统
的薄弱环节，提高系统的安全性和可靠性。按事故
树结构，利用布尔代数法进行运算，求取事故树的
最小割集或最小径集，确定出基本事件的结构重要
度，根据定性分析的结果，确定预防事故的安全保障
措施。
(1)事故树的最小割集：{ ， }，{ 。 }，
图2 铁路运输液化石油气事故树分析图
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{ ， 。}，{ ， )，{ ， 。}，{ ， ，}，{ ，
)，{ }，{X3， 。}，{ ， 。}，{ ， 。}，
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{ ， }，{ ， }。
(2)事故树的最小径集：{ ， ， ⋯ ，
X6，X＆，X 6，X4，X s，X2，X ＼；l Xq，X s，X Lo，
， ， ， ， 。， }。
2．4 事故树定量分析
事故树定量分析主要是根据引起事故发生的各
基本事件的概率，计算事故树顶事件发生的概率；
计算各基本事件的概率重要度和结构重要度。由于
缺乏计算概率重要度的基础数据，这里仅对结构重
要度进行分析计算，确定基本事件对顶事件的结构
重要度。
结构重要度是指不考虑基本事件自身的发生概
率，或者说假定各基本事件的发生概率相等，仅从
结构上分析各个基本事件对顶事件发生所产生的影响
程度。
结构重要度分析可采用2种方法。一种是求结构
重要系数，另一种是利用最小割集或最小径集判断重
要度，排出次序。前者精确，但繁琐；后者简单，但
不够精确。在此采用前者进行计算。
令事件 的结构重要度，中(f)用下式表示：
1 】
( ) 刀。( )／2 善[①(1，， )一o(0，， )]／2一 (1)
式中： 表示事故树中基本事件个数；f，，表示基本
事件序号，且f≠．，；2 表示基本事件 的状态组合
数；P表示基本事件状态组合序号； 表示2 状态
组合中的第P个状态；1 表示基本事件 发生的状态
值；0 表示基本事件 不发生的状态值。
经计算事故树的结构重要度是：
1)=0．057 692 307 692； 2)=0．057 692 307 692；
，(3)：0．057 692 307 692； 4)=0．057 692 307 692；
，(5)=0．057 692 307 692； 6)=0．057 692 307 692；
7)=0．057 692 307 692； 8)=0．057 692 307 692；
，(9)=0．076 923 076 923；，(1 0)：0．076 923 076 923；
，(1 1)=0．076 923 076 923； 12)：0．076 923 076 923；
臣
事故树在铁路运输液化石油气安全分析中的应用富世慧
，(13)=0．076 923 076 923
，(15)=0．O19 230 769 23 1
17)=0．019 230 769 231。
1(14)=0．076 923 076 923
16)=0．019 230 769 231；
因此，结构重要度顺序为：
9)= 10) 1 1) 12)= 13)_，(14) 1) 2)-，(3)
= 4)= 5) 6) 7)= 8) 1 5) 1 6)= 1 7)
则有：安全附件泄漏，外界
冲击、碰撞、颠簸，液体充装过
量，高温环境造成热负荷，罐壁
由于腐蚀变薄，罐壁焊接处裂缝
的结构重要度一致，且大于危险
区域内吸烟，危险区域内无名火
源，列车制动时闸瓦抱轮，违规
检车作业，人体自带静电，铁路
运输液化石油气过程中罐车受到
冲击，罐体壁过于粗糙，雷击的
结构重要度，温度表失灵、无顶
棚遮阳、压力表失灵因素的结构
重要度相等，且小于上述两类因
素的结构重要度。
3 预防事故的措施
防跑液漏气，以免装卸场所积聚液化石油气，留下火
灾隐患。遇雷雨天气或出现罐车内液压异常、泄露气
体、装卸场所附近着火等成胁装卸安全的因素时，应
停止装卸作业。当液化石油气运输距离较长、区域温
差较大时，要核对相关标准，确认不得充装过量，避
免温度过高、气体膨胀发生泄漏。
在定性与定量分析的基础上，根据各种可能导致
事故发生的基本事件组合(最小割集或最小径集)的
可预防的难易程度和结构重要度，结合企业的实际能
力，制订具体、切实可行的预防措施。
(1)针对铁路运输液化石油气的专用罐车，其
设计、制造、使用、检修及运行应遵守国家、铁路、
劳动、化工等部门的有关规定。罐车上应按 铁路危
险货物运输管理规则))的有关要求涂打标记。
(2)在使用铁路罐车时，应按照各种危险因素
的结构重要度有重点有次序地检查，确保运输过程
安全。
(3)充装液化石油气前，应认真检查压力、液
位、紧急切断装置等安全附件的状况，核对罐车充装
介质的名称，安全附件不全或性能不佳时禁止充装。
罐车装卸液化石油气时应严格执行安全操作规程，严
(4)装运液化石油气的
铁路罐车押运员不但要熟悉液
化石油气的性质， 了解罐车结
构、性能及铁路运输危险货物
的安全规定，还须掌握必要的
防火灭火知识，以便运输途中
发生泄露着火等事故时能正确
处理。对牵引石油液化气的机
车乘务员要进行专项培训，要
熟知牵引石油液化气的规定及
运输线路状况。
(5)装运液化石油气的
铁路罐车，不得在沿途各站久
停，到达铁路终到站后应用机
车及时推进液化石油气站。罐
车在运输途中发生重大泄漏时，押运人员应及时向
列车主管人员报告，发出危险信号，停车紧急堵漏，
并迅速向当地政府及公安、消防部门报告，设立警戒
区，组织安全疏散。铁路罐车运输途中泄漏气体并着
火时，应采取紧措施，并及时向当地消防部门报警，
组织抢险救灾。
参考文献：
[1]张江华，朱道立．危险化学品运输风险分析研究综述
[J]．中国安全科学学报，2007，17(3)：136—147．
收稿日期：2011-07-1 9
责任编辑：冯姗姗
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