事故树分析法在农机事故原因分析中的应用

时间：2024-05-22

曹蕾　郭云辉

摘要随着农业机械在农业生产中占据越来越重要的地位，农机事故的居高不下势必会对农业生产和农村社会产生深远影响，采取有效措施预防事故、控制事故率十分有必要。基于传统的事故致因理论，引入事故树分析法试图深入研究农机事故的成因，并从中找出重要因素，为提出有针对性的预防措施提供参考。

关键词事故树分析法;农机事故;事故致因

中图分类号 S232.4文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）21-0257-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.21.077

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Application of Fault Tree Analysis in Causes Analysis of Agricultural Machinery Accidents

CAO Lei1，GUO Yunhui2

（1.Nanjing Institute of Agricultural Mechanization， Ministry of Agriculture and Rural Science， Nanjing，Jiangsu 210014; 2. Audit Office of China Postal Savings Bank， Shanghai 200082）

Abstract With agricultural machinery occupying an increasingly important position in agricultural production， the high level of agricultural machinery accidents will inevitably have a farreaching impact on agricultural production and rural society. It is necessary to take effective measures to prevent accidents and control the accident rate. Therefore， based on the traditional accidentcausing theory， this paper introduces the fault tree analysis method to study the causes of agricultural machinery accidents in depth， and find out the important factors， so as to provide reference for putting forward targeted preventive measures.

Key words FTA;Agricultural machinery accident;Causes of accident

作者簡介曹蕾（1986—），女，江苏如东人，助理研究员，硕士，从事中国农业机械化政策研究。

收稿日期 2019-07-09

自2004年我国实施农机购置补贴政策以来，中央财政累计投入逾2 000亿元，极大地带动了农业生产经营者购买农业机械的热情。十多年来农机总动力年均增幅超8%，至2017年已达到9.88亿kW。伴随着农业机械化的快速发展，农机事故频发的问题随之而来。公开资料显示，2017年共发生农机事故2 683起，造成917人死亡，1 957人受伤，直接经济损失2 064.64万元，平均每起事故损失0.77万元。其中，发生在国家等级公路以外的农机事故平均每起直接经济损失更是达到1.68万元。而当年农村居民人均纯收入仅1.34万元，损失收入比为1.25∶1。农机事故的发生会让事故双方家庭均遭受极大的经济和心理打击，事故率居高不下必将影响农业生产信心。然而一直以来，人们对农机事故原因的分析比较浅显，政策指导意义不够。因此，采用科学的方法，深入分析农机事故成因，从而采取更有针对性的预防措施显得十分有必要。

1 传统的事故致因理论在应用中存在的不足

1.1 几种典型的事故致因理论简介

事故致因理论是从大量典型事故本质原因的分析中所归纳出的事故机理和事故模型[1]。这些机理和模型反映了事故发生的规律性，能够为事故原因的定性定量分析和事故的预测预防。随着科学技术和生产方式的转变，人们对事故原因的认识也不断深入，因此先后出现了十几种具有代表性的事故致因理论，其中比较有代表性的有事故因果连锁理论、动态变化理论、轨迹交叉论等[2]。

1.1.1

事故因果连锁理论。该理论最早由海因里希提出的，此后又有博德、亚当斯等多位学者基于不同因素提出了相应的因果连锁模型。其核心思想是：伤亡事故的发生不是一个孤立的事件，而是一系列原因事件相继发生的结果，即伤害结果与各原因之间具有连锁关系。如海因里希认为导致事故伤害的因素有5种：遗传及社会环境（M）、人的缺点（P）、人的不安全行为或物的不安全状态（H）、事故（D）、伤害（A），M—P—H—D—A构成了事故因果连锁关系[3]。

1.1.2

动态变化理论。该理论分为2种，一是扰动起源事故理论，二是变化-失误理论。前者认为事件的发生必然是由某人或某物引起的，如果把引起事件的人或物称为“行为者”，而其动作或运动称为“行为”，生产系统的外界影响是经常变化的，可能偏离正常或预期的情况，外界影响的变化为“扰动”，扰动作用于行为者，产生扰动的事件则称为起源[4]。当行为者不能适应这种扰动，则自动平衡过程被破坏，形成事故过程。而变化-失误理论则是认为事故是由意外的能量释放引起的，这种能量释放的发生是由于管理者或操作者没有适应生产过程中物的或人的因素的变化，产生了计划错误或人为失误，从而导致不安全行为或不安全状态，破坏了对能量的屏蔽或控制，即发生了事故[5]。

1.1.3

轨迹交叉论。其基本思想是：伤害事故是许多相互联系的事件顺序发展的结果。这些事件概括起来不外乎人和物（包括环境）两大发展系列。当人的不安全行为和物的不安全状态在各自发展过程中（轨迹），在一定时间、空间上发生了接触（交叉），能量转移于人体时，伤害事故就会发生。而人的不安全行为和物的不安全状态之所以产生和发展，又是受多种因素作用的结果[6-7]。

1.2 事故致因理论对农机事故原因分析的启示

这些事故致因理论为分析农机事故原因提供了很好的借鉴和启示：第一，事故的发生是偶然的、随机的现象，但是又有其必然的统计规律性，从而可以科学地统计分析，发现农机事故发生的规律和原因，从而通过采取预防措施，实现控制和减少农机事故、保障安全生产的目的;第二，事故原因不能简单归咎为“违章”，导致事故发生的因素是错综复杂的，但其中人（农机安全生产中，即为农机驾驶操作人员）和物（农机安全生产中，即为农业机械）是核心要素，而导致人的不安全行为和物的不安全状态的因素又有很多，必须追踪到各个深层次，找到本质原因;第三，人和物往往都受到管理因素的支配，可以通过科学的管理方法和手段来一定程度上控制人的不安全行为和物的不安全状态，从而有效预防事故的发生。

1.3 传统的事故致因理论在实际应用中的不足

但用上述事故致因理论来实际分析农机事故成因时又发现一些不足：第一，事故因果连锁理论如多米诺骨牌效应，强调只有第一块骨牌倒下，才能导致后续事件的相继发生，但有些时候农机事故是由中间因素引发的，如机械的突发性故障导致伤害的发生，与之前的因素并无直接关系;第二，上述理论都特别强调了人的不安全行为和物的不安全状态，较少强调环境因素或将环境作为影响人和物的次级因素来看待，而农机事故的发生与其所处的环境存在密切关联，事实上现在很多学者也将农机事故的原因主要归为人、物和环境3类，将环境因素放至与人和物相当的位置来看待;第三，上述理论基本只从宏观层面上概述了影响人的不安全行为和物的不安全状态的深层次因素，如社会、经济、文化、习惯、法律等等，但不够具体，对深入研究农机事故成因从而制定出针对性较强的方针政策的指导性意义不够。因此，该研究引入事故树分析法，来深入、全面地探究引发农机事故的深层次原因。

2 基于FTA的农机事故树构建

2.1 事故树分析法

事故树分析法（FTA）是一种对事故进行从结果到原因的演绎推理方法，其根据系统可能发生的事故或已经发生的事故所提供的信息，去寻找同类事故发生有关的原因，从而采取有效的防范措施，防止同类事故再次发生[8]。该方法是1961年由美国贝尔电话研究所的沃森在研究民兵式导弹发射控制系统的安全性评价时首先提出，之后多位学者对该方法进行了改进，1974年美国原子能委员会应用FTA对商用核电站的灾害危险性进行评价，发表了拉斯马森报告（Rasmussen Report），引起了世界各国的关注。此后，事故树分析法被广泛应用于工业生产安全系统的评价与分析[9-11]。实践证明，FTA是一种具有广阔的应用范围和发展前途的系统安全分析方法。

事故树，顾名思义，形似倒立着的树。树的“根部”顶点节点表示系统的某一个事故，树的“梢”底部节点表示事故发生的基本原因，树的“枝杈”中间节点表示由基本原因促成的事故结果，又是系统事故的中间原因。事故因果关系的不同性质用不同的逻辑门表示。这样画成的一个“树”用来描述某种事故发生的因果关系，称之为事故树[12]。

2.2 农机事故树

该研究将事故树分析法引入农机事故原因分析，并基于事故致因理论，认为导致农机事故的核心原因在于人的不安全行为、物的不安全状态以及环境的恶劣，基于此构建农机事故树，如图1。

由图1分析可知，引发农机事故的基本事件有超速、超载、疲劳驾驶、机械设计缺陷、质量问题、高温、雨天等，见表1。

该事故树的结构函数为：T=H+M+L=H1+H2+H3+M1+M2+L1+L2 =（H3+H4+H5）+X1+（X16+M3）+（X16·X12·X15）+（X18+X14）+（X19+X20）=[（X2·X3）+（X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10）+（X11+X4+X5+X12+X13+X14+X15）]+X1+（X16+X17+X2+X12）+（X16·X12·X15）+（X18+X14）+（X19+X20）

3 将FTA引入农机事故原因分析的重要意义

首先，事故树是分析事故原因的有利武器，它既能找到事故的真實原因，又能找到包括潜在因素在内所有事故原因。并能显示出它们与顶上事件的逻辑关系，如有些基本事件单独发生了就可以导致顶上事件发生（如X4发生则H4便会发生），有些基本事件必须与另外一个基本事件同时发生才能导致顶上事件发生（如X2和X3同时发生才会导致H3发生），从而有助于定性分析某类事故发生的规律及特点，从而找出控制该类事故的可行方案。

第二，可以从事故树结构上分析导致农机事件发生的基本事件集合（如{X2}、{X2，X3}、{X12}、{X12，X15，X16}等），通过基本事件出现的频次和某集合中基本事件的个数，定性判断各基本原因事件的重要程度[13]，以便按轻重缓急分别采取对策，从而达到经济、有效、安全的目的。也可以作为制定安全检查表、找出日常管理和控制要点的依据。

第三，借助事故树可以定量分析某类事故发生的概率。如基于大量的统计数据可以计算各基本事件发生的概率，通过逻辑门中的加（“+”）或乘（“·”）计算顶上事件发生的概率，从而依此为依据，综合考虑事故（顶上事件）的损失严重程度，与预定的目标进行比较，如果得到的结果超过了允许目标，则采取相应的改进措施，使其降至允许值以下，达到控制事故率处于某一数值之下的目的[14]。

4 结语

事故树分析法已在工业生产系统安全性评估中得到广泛应用，并受到安全生产管理者的高度评价，但在农机安全生产中鲜少运用。该研究认为可以在传统事故致因理论的基础上，用FTA分析法分析农机事故原因。从导致农机事故的人、物（即农业机械）和环境3个核心因素入手，深入分析深层次原因，最终得到超速、超载、疲劳驾驶、机械设计缺陷、质量问题、高温、雨天等20项基本事件，如果可以通过大数据分析获得这些基本事件的发生概率，则可以预测顶上事件发生的概率，从而方便采取有效的预防和控制措施，降低事故率。该研究是运用事故树分析法研究农机事故原因的初步尝试，研究深度还远远不够，如其他人员责任、产品质量缺陷等未做进一步挖掘和展开，有待后续深入研究。

参考文献

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