低概率重大事故風險與定量風險評價（一）
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
在連續(xù)發(fā)生了印度博帕爾毒氣泄漏（1984）、前蘇聯切爾諾貝利核電站爆炸（1986）和英國北海油田鉆井平臺火災（1988）等一系列重大工業(yè)災難后。重大事故風險威脅再一次成為國際安全界的關注的焦點。這些事件發(fā)生雖然十分罕見，但由于其引發(fā)的災難性后果，使工業(yè)、科技和保險經營等各界對低概率后果嚴重事件風險評價與控制的研究格外重視。其典型的例子是在美國航天飛機的研發(fā)中，由于當時航天飛機采用了最先進的技術和材料，幾乎所有人都認為航天飛機作為現代工業(yè)文明的驕傲，其系統(tǒng)運行具有很好的可靠性，在安全上可以“萬無一失”。美國航天局先前一直應用傳統(tǒng)的工程理論所謂支持系統(tǒng)的方法解決各種安全和可靠性問題。這種理論使多數人包括一些決策者認為航天飛機發(fā)生災難性事件的可能性極為罕見，幾乎微不足道。1986年“挑戰(zhàn)者”號航天飛機在全世界的注視中升空失事，再一次引起對罕見事件風險的反思。美國航天局開始請國際科學應用公司的系統(tǒng)安全專家對航天飛機的風險運行全面的檢查分析，結果科學家得出一個結論：航天飛機每次執(zhí)行任務出現災難性事故的概率是0.7%，也就是在145次飛行中，可能有一次會出現災難性的問題。這項研究還排列出了導致航天飛機失事七類重大風險，其中風險性最高的是主發(fā)動機故障，機率為37.8%。這些研究結果已列入了美國航天局1997年—2000年的研發(fā)計劃。低概率重大事故定量化風險評價在我國還剛剛處于起步階段，公眾、管理人員，甚至包括一些安全科技人員對其潛在影響認識不夠，導致對一些重大事故隱患的治理存有冒險與僥幸心理，實際上定量化風險評價技術水平較低也是在我國安全生產工作中存在往往重視后果處理，忽略事前預防原因之一。
低概率事件一般是指發(fā)生可能性小于5%以下的事件，而低概率重大風險事件是針對相對發(fā)生概率很小，但可導致重大人員傷亡，后果嚴重的事件而言。一般低概率重大風險事件的誘因主要分成以下六類：
1、工業(yè)生產事故
2、環(huán)境污染
3、大型工程失效（水壩、摩天大廈、隧道和橋梁等）
4、運輸工具故障（航空、航海和航天等）
5、自然災害（水災、地震、颶風和烈性傳染病等）
6、人類自身活動（恐怖主義，戰(zhàn)爭，種族與宗教沖突和探險等）
由于低概率事件的罕見性和不確定性，使許多人對它漠視甚至誤解：公眾更多關心它的后果，而很少注意到突發(fā)事件的概率，對不同類別事件概率的差別也不敏感；人們更多關心現時的安全性，對今后幾年、甚至幾十年一遇的未知事故往往采取容忍心理；就多數公眾而言，對風險的判斷主要憑借自己和周圍人的經驗，甚至感覺，而對科學家提出的復雜計算模型和令人費解的預測結果常常不以為然。
近代工業(yè)逐漸向大型、集團化發(fā)展，一些大型、高能和高速的工藝和設施越來越多，工業(yè)生產領域中低概率重大事件的風險相對明顯增加，其識別、評價與控制技術也日益完善，其中最引人注目的是定量風險評價（QRA）技術。由于ＱＲＡ技術的不斷進步，事故不可知論已成為過去，使憑僥幸心理和單憑經驗進行安全管理的思想將逐漸被淘汰。QRA方法的應用能夠比較精確估算工業(yè)活動中某些特定風險的概率并對低概率事件后果做定量化的評價計算，進而比較事故（風險）可能發(fā)生的主要條件和各種方式，由此幫助技術人員和決策者控制資源配置和預防工作的方向，而后者尤為重要，因為它有助于確定政府或企業(yè)所必須清楚面對的風險強度和確定承擔風險的能力。
重大事故風險的罕見性（低概率）和不確定性使其評價工作變得困難和復雜。某些事件的模型，如颶風的評估，也許僅包括數十個可變因素，但在工業(yè)領域，如大型化工企業(yè)，核電站或航天器，其風險概率評估模型中可能包括成千上萬，甚至數百萬個可變和交互影響的因素，其中每一個因素都代表可能失效或出現故障的元件。評估模型最重要的功能就是必須能夠精確的描述這些元件在運行時產生的相互作用。 如果沒有更快的處理器，更先進的軟件和巨大的數字存儲能力的支持，實現這樣復雜多變的計算是難以想象的。由于計算機的廣泛應用和一些概念化計算軟件的迅速發(fā)展，科學家才能應用數學方法，對導致某些事件的微小、復雜和可變的因素做出識別，并運算和預測這類（個）事故的概率值，進一步還可以應用數字實現技術，使這個事故被最接近于真實的模擬出來。
風險概率分析提出已經有40多年歷史，但定量化方法應用還是近二十年的事情，近十年是QRA發(fā)展最快的時期，并且公眾對其信任度也在不斷提高。進入九十年代后期，QRA已從單項的定量化事故樹分析和連續(xù)系統(tǒng)模擬，逐漸發(fā)展到復雜系統(tǒng)運算和重大社會經濟發(fā)展決策的支持[1]。
目前在美、英、日和歐共體等工業(yè)發(fā)達國家，幾乎對所有重大工程項目和建設規(guī)劃都需要事先做定量風險評價和安全建議[2][3]，其目標：一是認識重大工程或規(guī)劃自身的風險和附近居民所承受的風險等級，二是由安全部門決定其風險是否可以使工程規(guī)劃得以否決或批準。在八十年代前，這些評價和建議主要是依靠專業(yè)與經驗的判斷。這些判斷是通過對假設釋放出的危險物質進行離散計算，然后據此進行預測得出的。現在看來，其評估的方法與其說基于風險，還不如說是基于后果。在八十年代后期，在數字化技術推動下，QRA的研發(fā)在技術上有了重大突破，數字化的個人風險等值線和社會風險曲線（F-N曲線）等技術不斷更新、完善，這些技術方法和評估模型開始在工程設計和社區(qū)規(guī)劃中實際應用。
QRA計算重大事故風險主要過程包括：
1、依據重大危險地點、物質特征、物質質量、控制和安全系統(tǒng)、以及操作程序，計算并確定能夠造成傷害后果的假設泄漏的典型泄漏量。
2、利用歷史上的失效統(tǒng)計分析（即所謂的一般失效概率數據）確定每一次假設泄漏在某一給定時間段內（一般是一年內）發(fā)生的可能性。結合使用成熟技術（例如定量化故障樹分析技術）所得的基本構件的失效概率數據，得出每一次假定危險物質泄漏的概率值。
3、對每一次泄漏進行評估，包括危險性物質泄漏速率和泄漏持續(xù)時間。
4、計算有毒以及易燃性物質泄漏釋放后，在不同天氣條件下的大氣擴散構成。對于易燃性物質的泄漏，要考慮在泄漏源立即被點燃的可能性。同時對延時點燃的情況，則應按照易燃物質浮云或氣流內預測濃度等級以及沿途點火源的分布及點火可能性的差異分別給予處理。
5、在上述擴散、爆炸以及火焰計算基礎上可以確定各種不同危害參量（有毒氣體濃度、熱輻射、火焰區(qū)的延伸以及沖擊波超壓或沖量）在空間和時間上的分布。
有毒物質的危險度評定標準是基于急性中毒劑量毒性負荷（毒性負荷＝Cndt），或更大劑量毒性負荷的機率。對于易燃性物質的危險，需要考慮熱輻射、火焰區(qū)域以及爆破產生的沖擊波。
（安全評價師）
低概率事件一般是指發(fā)生可能性小于5%以下的事件，而低概率重大風險事件是針對相對發(fā)生概率很小，但可導致重大人員傷亡，后果嚴重的事件而言。一般低概率重大風險事件的誘因主要分成以下六類：
1、工業(yè)生產事故
2、環(huán)境污染
3、大型工程失效（水壩、摩天大廈、隧道和橋梁等）
4、運輸工具故障（航空、航海和航天等）
5、自然災害（水災、地震、颶風和烈性傳染病等）
6、人類自身活動（恐怖主義，戰(zhàn)爭，種族與宗教沖突和探險等）
由于低概率事件的罕見性和不確定性，使許多人對它漠視甚至誤解：公眾更多關心它的后果，而很少注意到突發(fā)事件的概率，對不同類別事件概率的差別也不敏感；人們更多關心現時的安全性，對今后幾年、甚至幾十年一遇的未知事故往往采取容忍心理；就多數公眾而言，對風險的判斷主要憑借自己和周圍人的經驗，甚至感覺，而對科學家提出的復雜計算模型和令人費解的預測結果常常不以為然。
近代工業(yè)逐漸向大型、集團化發(fā)展，一些大型、高能和高速的工藝和設施越來越多，工業(yè)生產領域中低概率重大事件的風險相對明顯增加，其識別、評價與控制技術也日益完善，其中最引人注目的是定量風險評價（QRA）技術。由于ＱＲＡ技術的不斷進步，事故不可知論已成為過去，使憑僥幸心理和單憑經驗進行安全管理的思想將逐漸被淘汰。QRA方法的應用能夠比較精確估算工業(yè)活動中某些特定風險的概率并對低概率事件后果做定量化的評價計算，進而比較事故（風險）可能發(fā)生的主要條件和各種方式，由此幫助技術人員和決策者控制資源配置和預防工作的方向，而后者尤為重要，因為它有助于確定政府或企業(yè)所必須清楚面對的風險強度和確定承擔風險的能力。
重大事故風險的罕見性（低概率）和不確定性使其評價工作變得困難和復雜。某些事件的模型，如颶風的評估，也許僅包括數十個可變因素，但在工業(yè)領域，如大型化工企業(yè)，核電站或航天器，其風險概率評估模型中可能包括成千上萬，甚至數百萬個可變和交互影響的因素，其中每一個因素都代表可能失效或出現故障的元件。評估模型最重要的功能就是必須能夠精確的描述這些元件在運行時產生的相互作用。 如果沒有更快的處理器，更先進的軟件和巨大的數字存儲能力的支持，實現這樣復雜多變的計算是難以想象的。由于計算機的廣泛應用和一些概念化計算軟件的迅速發(fā)展，科學家才能應用數學方法，對導致某些事件的微小、復雜和可變的因素做出識別，并運算和預測這類（個）事故的概率值，進一步還可以應用數字實現技術，使這個事故被最接近于真實的模擬出來。
風險概率分析提出已經有40多年歷史，但定量化方法應用還是近二十年的事情，近十年是QRA發(fā)展最快的時期，并且公眾對其信任度也在不斷提高。進入九十年代后期，QRA已從單項的定量化事故樹分析和連續(xù)系統(tǒng)模擬，逐漸發(fā)展到復雜系統(tǒng)運算和重大社會經濟發(fā)展決策的支持[1]。
目前在美、英、日和歐共體等工業(yè)發(fā)達國家，幾乎對所有重大工程項目和建設規(guī)劃都需要事先做定量風險評價和安全建議[2][3]，其目標：一是認識重大工程或規(guī)劃自身的風險和附近居民所承受的風險等級，二是由安全部門決定其風險是否可以使工程規(guī)劃得以否決或批準。在八十年代前，這些評價和建議主要是依靠專業(yè)與經驗的判斷。這些判斷是通過對假設釋放出的危險物質進行離散計算，然后據此進行預測得出的。現在看來，其評估的方法與其說基于風險，還不如說是基于后果。在八十年代后期，在數字化技術推動下，QRA的研發(fā)在技術上有了重大突破，數字化的個人風險等值線和社會風險曲線（F-N曲線）等技術不斷更新、完善，這些技術方法和評估模型開始在工程設計和社區(qū)規(guī)劃中實際應用。
QRA計算重大事故風險主要過程包括：
1、依據重大危險地點、物質特征、物質質量、控制和安全系統(tǒng)、以及操作程序，計算并確定能夠造成傷害后果的假設泄漏的典型泄漏量。
2、利用歷史上的失效統(tǒng)計分析（即所謂的一般失效概率數據）確定每一次假設泄漏在某一給定時間段內（一般是一年內）發(fā)生的可能性。結合使用成熟技術（例如定量化故障樹分析技術）所得的基本構件的失效概率數據，得出每一次假定危險物質泄漏的概率值。
3、對每一次泄漏進行評估，包括危險性物質泄漏速率和泄漏持續(xù)時間。
4、計算有毒以及易燃性物質泄漏釋放后，在不同天氣條件下的大氣擴散構成。對于易燃性物質的泄漏，要考慮在泄漏源立即被點燃的可能性。同時對延時點燃的情況，則應按照易燃物質浮云或氣流內預測濃度等級以及沿途點火源的分布及點火可能性的差異分別給予處理。
5、在上述擴散、爆炸以及火焰計算基礎上可以確定各種不同危害參量（有毒氣體濃度、熱輻射、火焰區(qū)的延伸以及沖擊波超壓或沖量）在空間和時間上的分布。
有毒物質的危險度評定標準是基于急性中毒劑量毒性負荷（毒性負荷＝Cndt），或更大劑量毒性負荷的機率。對于易燃性物質的危險，需要考慮熱輻射、火焰區(qū)域以及爆破產生的沖擊波。
（安全評價師）
