采用改进FRAM模型方法的管道爆裂事故分析

近年来,主蒸汽管道爆管事故频发,为了找出管道爆裂事故的致因路径,有效预防和控制此类事故发生,以某重大蒸汽管道裂爆事故为例,采用时间和事件序列图(Sequentially Timed Events Plotting,STEP)技术和蒙特卡罗模拟方法对功能共振分析法(Functional Resonance Analysis Method,FRAM)进行改进,进行事故致因分析并建立屏障措施。结果表明,改进后的FRAM模型可以全面识别功能信息并且定量确定FRAM模型中各功能的变化及耦合关系,减少功能性能变化及潜在耦合变化分析的主观性,找出系统发生共振的功能及失效连接。最后,根据失效连接制定相应屏障措施来预防此类事故的发生。

强降雨情景下附着式升降脚手架事故致因IFRAM-BN模型

强降雨事件频发造成附着式升降脚手架事故剧增,为提高强降雨情景下施工安全性,降低事故发生率,提出一种基于改进的功能共振分析模型(IFRAM)和贝叶斯网络(BN)相结合的事故致因分析模型。首先,从定性角度,利用IFRAM识别事故机制并深度挖掘系统功能共振情况;其次,将IFRAM映射至BN定量分析模型,并引入联系云优化计算各根节点的先验概率;最后,以西安“9·10”事故为例,进行实证研究并提出相应预防措施。结果表明:事故在安全状态为Ⅳ级时,发生的可能性最大。工人违规操作、未进行旁站等强制性监督、强降雨等是导致爬架事故的核心致因;强降雨环境→雨后架体载荷超载等致因组合是诱发爬架事故的关键。

基于改进ISM-FRAM-AHP的有限空间作业过程风险防控

为解决有限空间作业过程多层次、多环节、多功能交互关系模糊和不良耦合影响的问题,引入功能共振分析模型(FRAM),结合解释结构模型(ISM)和层次分析法(AHP)优化改进层次结构和判断方式,通过划分风险层次结构,将系统功能耦合变异性的影响进行定量化,并计算功能单元和层级结构的重要度,通过功能可变性和耦合损失度结果,确定上下游功能变化输入输出表型,理清系统功能要素间耦合作用影响机制。结果表明:应用基于改进ISM-FRAM-AHP的有限空间作业过程风险防控模型,能够得到23个功能单元和10层风险层级功能网络;功能可变性数值和耦合损失度最大值为4.36(外部环境F_(23))和0.8084(制定作业方案F_(2)),作业安全风险程度较高,功能变化主要表现为顺序、目标和控制,针对8条失效链路设置物理、象征、功能、隐形4种有效屏障措施。

基于N-K-FRAM的空中交通运行安全风险耦合机制

为探究空中交通运行安全风险耦合演化特征,厘清基于N-K模型与功能共振分析方法(FRAM)相结合的空中交通运行系统耦合变异形成机制,首先,收集不安全事件文本数据,归纳事件中的风险因素并归类,得到其历史发生频率以及风险因素之间的耦合关系;其次,利用N-K模型求解运行风险因素间的耦合度值;然后,结合输出时间与精度,定量评估FRAM功能模块的可变性,分析空中交通运行安全风险耦合机制;最后,分别以区域导航(RNAV)进近不安全事件与偏离航路不安全事件为例,分析其安全风险。结果表明:基于N-K-FRAM的风险耦合机制能够合理有效地定量计算功能模块间的变异性,弱化了传统分析方法对主观意识的依赖性,分析结果更为客观科学。

基于FRAM的动土作业坍塌事故案例分析

为了解动土作业事故发生的根原因,有效降低事故发生率,采用功能共振分析法(FRAM)研究动土作业中的坍塌事故演化机制,并以长沙某公司天然气管道施工项目“11.11”一般坍塌事故为例,对动土作业的功能耦合过程进行定性分析,确定影响作业的主要失效链接。结果显示:培训教育落实不力是引起功能改变的主要来源之一;人员防护、施工检查、技术交底等功能的不正常震荡及非线性的耦合共振,影响多项失效功能链接。FRAM可为动土作业过程中的事故致因分析提供技术支持,未来可进一步研究定量分析。

基于24Model的FRAM功能改进研究

为解决功能共振分析方法(FRAM)量化评估过程存在的异质性功能区分模糊问题,基于事故致因“2-4”模型(24Model)改进现有功能划分形式。借鉴24Model对事故致因的逻辑划分重新定义现有人员、技术、组织(MOT)功能框架边界,将组织功能重构为由安全管理机构、安全管理程序构成的概念集合并构建对应的推理评估体系,其后定义全新虚拟功能以解决过程性功能难以量化的问题。以京昆高速“8·10”特别重大道路交通事故为例进行实证研究,采用模糊推理技术量化改进后的功能风险。研究结果表明:改进功能划分可较好适应于FRAM量化研究,为FRAM事故分析技术的发展提供借鉴与参考。

基于改进FRAM方法的飞机着陆安全品质分析

飞机着陆阶段是飞行安全事故发生频率最高的阶段,也是对飞行员技术要求最高的阶段。应当构建科学的评判体系,对其着陆操控技术水平进行准确的评价,识别其技术缺陷,制定措施提升着陆阶段的安全品质。基于功能共振事故模型(FRAM),对飞机着陆下滑和滑跑减速2个阶段分别构建功能网络模型。构建航空器着陆滑跑减速模型,以虚拟试飞的方式模拟飞行员的着陆操作过程,并对不同道面环境下的着陆控制过程实施数据采样。通过采样数据与安全包络的对比,识别功能网络中的功能共振关系与发生功能异变的功能模块。为能够持续优化飞行员着陆操控安全品质,对FRAM分析流程做出改进,建立滚动优化的数据采集与安全屏障有效性验证程序,及时剔除无效的管控措施。改进FRAM分析方法弱化了传统分析方法对分析者知识结构的依赖,分析结果更为客观科学,可为飞行学员的培养和飞行员的能力持续提升提供有效技术支撑。

基于FRAM-FAHP的塔吊起重作业事故致因分析

以塔吊起重作业事故为研究对象,将功能共振分析法(FRAM)与模糊层次分析法(FAHP)相融合,采用FRAM-FAHP分析法研究塔吊起重作业过程中的事故演化机制。以广东汕头某项目塔吊起重滑脱事故为例,对塔吊作业的功能耦合过程进行定性和定量分析,确定影响塔吊起重作业的主要失效链接。研究表明:针对目标层塔吊成功起吊,方案层人员功能P_(1)、组织功能P_(3)影响较大,权重分别为0.3890和0.3457。在人员功能P_(1)、组织功能P_(3)中,上下游功能链接F_(3)(O)-F_(4)(I),F_(4)(O)-F_(9)(R)可作为塔吊起重时保障人员安全的关键线路,也可以作为塔吊起重事故的失效功能链接,因此施工企业可通过失效功能链接制定相关安全措施来预防事故发生。

基于FRAM-MC的船员疲劳事故研究

针对船员疲劳事故,利用功能共振分析(FRAM)与蒙特卡罗仿真(MC)相结合的方法,构建了船员疲劳事故致因分析模型(FRAM-MC).以“深能1”轮搁浅事故为案例,通过梳理事件经过和FRAM-MC模型计算并实证分析,结果表明:基于FRAM-MC的船员疲劳事故分析方法可建立清晰事故层次结构,有助于理清事故致因,其功能可变性和耦合分析能够准确高效地找出事故发生的关键功能和关键路径,为功能屏障设置提供依据,从而制定针对性防控措施,有效提高海事运输系统安全性,其研究结果可为海事事故分析提供参考和科学依据.

基于FRAM的铁路危险品运输事故演化机制研究

为预防铁路危险品运输事故,基于功能共振分析法(FRAM)分析铁路危险品运输系统风险-事故演化机制,进而研究对应控制方法。在建立铁路危险品运输系统风险-事故演化层级网络的基础上,将影响FRAM中输入、前提等属性的风险因素分为人、设施设备、货物、环境和管理5大类;以华东某站氰化钠泄漏事故为例进行研究,结果表明:匿报危险品种类、违规包装和检查人员失职3个功能模块导致各自功能模块内部变化,并引起功能模块的不正常振荡,通过非线性、动态性耦合作用和功能连接传递,使功能模块间发生非线性耦合共振,导致运输危险品与卸载危险品2个模块之间的连接断裂并超越系统风险-事故临界阈值,宏观层级结构发生阶跃式突变,最终导致事故。

基于FRAM的进近管制安全分析

进近管制系统是一个功能高度耦合、风险高度集成的社会技术复杂系统。为了阻断进近管制系统性能变化的传播,降低系统运行风险水平,运用功能共振事故模型(FRAM)对进近管制系统进行了安全分析。运用层次任务分析识别了进近管制系统各功能,并在描述各功能基础上构建了进近管制系统FRAM功能网络图。采用蒙特卡洛方法对FRAM进行量化改进,借助@RISK模拟出各功能的性能变化及潜在耦合,识别了进近管制系统中容易出现功能共振的关键功能和路径,并制定了性能变化防控屏障。结果表明,FRAM可以解释进近管制系统的非线性耦合,进近管制系统中飞行员/进近管制员建立通信等7个功能容易出现功能共振,并确定出了进近管制系统可能失效的关键路径。

基于FRAM-AHP法的公务航空飞行事故分析

为了有效分析公务航空飞行事故的主要原因,利用改进后的功能共振事故模型(FRAM)对公务航空飞行事故进行系统和量化分析。建立了功能共振事故模型,通过层次分析法(AHP)对功能模块上游功能输出和下游功能输入端的表型进行量化分析,根据权重来识别上下游主要的表型,从而找到功能模块间的失效连接,确定事故主要原因。利用该模型对某公务航空飞行事故进行分析,确定了导致事故的主要原因为公务机场保障能力不足、机组疏忽大意、飞行部教学训练大纲缺失、飞行部QAR译码能力不足、机务航前检查不足、机组起飞决策不当等。研究表明,FRAM-AHP法可以为公务航空飞行事故进一步分析提供技术支持。

基于FRAM的天津港“8.12”事故致因分析

为了探究天津港"8.12"火灾爆炸事故深层次原因,本文从安全Ⅱ视角,应用FRAM方法构建了生产安全系统功能图和"8.12"事故系统功能图,辨识了系统要素功能变化,研究表明该起事故是系统多要素功能连接失效、缺失共振作用的结果,未来事故预防应改善政府-企业-中介3方结构在生产系统中的作用与关系,以促进企业自主管理、提升监管队伍专业化和中介服务独立性。

Tropos-FRAM法在道路客运事故分析中的应用

为深入探究道路旅客运输事故致因,预防事故发生,运用功能共振分析法(FRAM)中的功能模块替换Tropos目标风险框架中的任务节点,提出Tropos-FRAM事故分析方法;采用该方法构建Tropos-FRAM失效功能—事件网络,并分析事故,根据分析结果建立Tropos处理层;以"8·10"特别重大道路交通事故实例验证该方法。结果表明:Tropos-FRAM能弥补原有FRAM模型的不足,从源头深入探究参与者功能模块失效、功能连接失效原因,从而提出更有效的事故预防方法。

基于改进ISM-FRAM铁路运输事故致因分析

为提高功能共振(FRAM)在铁路运输系统事故致因分析方面清晰度和完整性,提出新增环境模块的改进FRAM模型,刻画环境功能模块与其它功能模块交互耦合作用;通过引入解释结构模型(ISM),划分事故致因分析网络结构层次,分别计算分析网络层级重要度和功能模块结构重要度,并采用改进区间值犹豫模糊熵定量计算功能可变性和耦合损失度。结果表明:新增环境功能模块能有效分析与其它功能模块交互耦合作用,保证FRAM分析完整性;ISM-FRAM模型建立清晰事故层次结构,有助于理清事故致因;功能可变性和耦合损失度弥补FRAM风险评估定量分析不足,为功能屏障设置提供依据。

基于模糊推理的FRAM事故定量分析方法研究

为有效克服FRAM事故分析中无法进行定量分析的缺陷,提出结合模糊推理技术的Fuzzy-FRAM模型。此改进模型基于FRAM识别系统运行状态;依据功能输出要素的时间/精度属性利用Matlab构建2阶模糊推理系统量化功能输出质量;根据通用性能条件(CPC)及功能输入耦合端口构建功能评价体系,针对评价体系中存在的不确定性信息融合及建模问题,采用模糊证据推理技术,通过模糊信度结构建立、数据处理、信息融合测度后获得功能的风险指数;以既有铁路危险品运输事故为例,验证方法的可行性。结果表明:Fuzzy-FRAM模型的评估结果较为精确,是FRAM分析方法的有效补充。

基于半定量的FRAM道路危险品运输事故分析方法研究

为弥补事故分析法在道路危险品运输事故致因研究方面的缺失,解决传统事故分析方法分析结果不全面、防控措施不具体且针对性较差的问题,引入半定量功能共振事故模型(FRAM),通过定量化功能上下游耦合变异性,阐述事故发生机理同时,找到系统关键功能和关键链路,制定防控措施重点监控。结果表明:基于半定量的FRAM道路危险品运输事故分析方法能够更快、更准确地找出事故发生的关键功能和关键链路,制定针对性防控措施,有效提高道路危险品运输系统安全性。研究结果可为道路事故分析提供参考。

考虑人因失误和状态检修的事故链式模型研究

为预防和减少煤矿生产事故的发生,以功能共振事故模型(FRAM)为基础,考虑人因失误对事故的诱导作用,构建与FRAM兼容的状态检修(CBM)优化模型(即事故链式模型)。以CBM功能模块和煤矿生产过程划分出的功能模块作为链式模型中的功能模块及维度。用该事故链式模型,分析阜新某矿的生产过程。结果表明:该优化模型包括数据收集、诊断、预测、决策制定、维护工作和生产工作6个功能模块,各模块的维度数量及其含义不同,覆盖了从功能角度考虑的煤矿生产过程涉及的主要部分,能有效处理煤矿生产过程的安全问题。

“FPSO+CTV+普通油轮”外输作业模式风险分析

“浮式生产系统(FPSO)+原油转驳船(CTV)+普通油轮”外输作业新模式存在双重的碰撞和泄漏风险,为克服现有研究仅将事故视为单个事件的有序发生或潜在因素的层级叠加等问题,提出一种基于功能共振事故模型(FRAM)的CTV卸油模式风险分析方法。首先,基于FRAM的一般性能条件,识别导致CTV卸油事故发生的人员、技术和组织因素;其次,评价功能性能变化,用以确定关键作业环节和事故演化过程;然后,制定性能波动的防控屏障来预防事故发生。研究结果表明:CTV卸油作业存在25类风险因素和2个关键作业环节,且操作人员的综合素质、CTV的靠泊技术、CTV与FPSO间的沟通效果等是诱导事故发生的关键因素。

基于功能共振的煤矿透水事故分析

国家煤矿安全监察体系建立以来,我国煤矿安全生产水平稳步提升,但水害事故仍时有发生,特别是近3年甚至出现抬头的趋势,深入研究透水事故发生的共性原因,对有效遏制煤矿水害事故,全面提升煤矿安全水平具有重要的现实意义。以湖南省源江山煤矿重大透水事故为例,运用功能共振分析理论及方法(FRAM),对事故调查报告进行深入分析;从技术和管理2个角度建立FRAM模型、建立屏障措施进行事故的系统分析和研究。结果表明,煤矿水害事故发生的原因通常是多种情况耦合共振发生。FRAM模型与煤矿透水事故分析契合度较高,分析失效链接可以很好地解释上下游功能之间的耦合关系,通过分析影响系统正常运行的失效链接,有针对性地制定屏障措施,可以有效避免生产系统功能失效共振导致事故发生。