無(wú)動(dòng)力船舶錨泊及緊急撤離風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

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(1.哈爾濱工程大學(xué) 船舶工程學(xué)院，哈爾濱 150001；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司，天津 300452)

無(wú)動(dòng)力船舶主要包括不帶推進(jìn)器的駁船、打樁船、海上生活支持船、海上工程支持船等。由于沒(méi)有動(dòng)力裝置，無(wú)動(dòng)力船舶遇到惡劣海況或其他問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生事故。因此，評(píng)估無(wú)動(dòng)力船舶在海上作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)水平，對(duì)于避免事故發(fā)生，減少損失，保證船舶作業(yè)及海洋石油工程生產(chǎn)施工安全十分必要。

1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)容和步驟

風(fēng)險(xiǎn)管理是以最低成本將風(fēng)險(xiǎn)控制在最合理水平的動(dòng)態(tài)過(guò)程[1-3]。通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)施，能夠?qū)L(fēng)險(xiǎn)有效地控制在決策者預(yù)定的界限內(nèi)，以最小的成本獲得最大的安全保障。風(fēng)險(xiǎn)管理的內(nèi)容層次見(jiàn)圖1。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本步驟見(jiàn)圖2。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)管理內(nèi)

圖2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程

2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具體過(guò)程

以中海油298無(wú)動(dòng)力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過(guò)程為例，說(shuō)明風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的具體過(guò)程。

2.1 系統(tǒng)的界定

在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)前，首先應(yīng)該明確進(jìn)行分析的系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)界定；然后將復(fù)雜的系統(tǒng)分解成比較簡(jiǎn)單、容易識(shí)別的事物；再根據(jù)收集的資料和分析人員的衡量結(jié)論，采用相應(yīng)的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，找出風(fēng)險(xiǎn)影響因素[4-5]。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)類別與風(fēng)險(xiǎn)源的辨識(shí)

根據(jù)對(duì)無(wú)動(dòng)力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離流程的研究和分析，把整個(gè)工程作業(yè)過(guò)程分為三部分：系泊作業(yè)，錨纜快速釋放，拖航撤離。對(duì)于每個(gè)作業(yè)過(guò)程，結(jié)合工程實(shí)施中獲得的直接和間接經(jīng)驗(yàn)，辨識(shí)可能引起系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過(guò)程失敗的主要原因[6-7]。

2.2.1 系泊作業(yè)失敗主要原因

1) 斷纜。①突發(fā)惡劣海況或?qū)r估計(jì)不足；②載荷計(jì)算錯(cuò)誤；③纜繩保養(yǎng)不夠，比如纜繩太久沒(méi)有調(diào)整或換纜；④沒(méi)有在導(dǎo)纜口設(shè)置相應(yīng)的防滑裝置或防滑材料。

圖4 設(shè)備事故

2) 走錨。①大風(fēng)浪引起船舶偏蕩使錨抓力不足；②錨地不夠理想；③錨泊相關(guān)設(shè)備差或陳舊；④錨泊方法不當(dāng)，比如出鏈長(zhǎng)度不夠；⑤人員對(duì)錨泊船舶管理不當(dāng)，比如未發(fā)現(xiàn)走錨或發(fā)現(xiàn)走錨后應(yīng)急措施不當(dāng)。

2.2.2 錨纜快速釋放失敗主要原因

1) 快速釋放系統(tǒng)觸發(fā)失靈。①水上操作裝置遙控失效；②水下釋放裝置開(kāi)啟失效；③水下釋放裝置載荷拉力超過(guò)釋放要求。

2) 錨纜釋放順序失誤。①載荷計(jì)算估計(jì)錯(cuò)誤；②工作過(guò)程時(shí)間計(jì)算錯(cuò)誤；③操作方法或程序失誤。

3) 釋放錨纜打結(jié)纏繞。①涌浪和海流的聯(lián)合作用；②錨纜釋放順序設(shè)計(jì)失誤；③錨機(jī)效率不夠或失效。

4) 錨機(jī)故障。①馬達(dá)燒毀，失去起錨動(dòng)力；②由于油泵、液壓馬達(dá)磨損，拉力下降，效率降低；③絞力過(guò)大或收絞方向不當(dāng)；④無(wú)備用錨機(jī)或備用錨機(jī)失效；⑤操作方法或程序失誤。

5) 拖船輔助工作失誤。①載荷計(jì)算錯(cuò)誤；②拖船數(shù)量不足；③拖纜損壞或斷裂；④拖船額定功率達(dá)不到指標(biāo)。

6) 無(wú)動(dòng)力船與拖船碰撞。①錨纜釋放順序設(shè)計(jì)失誤；②操作或作業(yè)配合失誤；③拖纜斷裂；④突發(fā)惡劣海況。

2.2.3 拖航撤離失敗主要原因

1) 無(wú)動(dòng)力船失去控制。①拖船與無(wú)動(dòng)力船聯(lián)接失效或斷纜；②拖船失穩(wěn)；③拖船動(dòng)力故障；④惡劣海況。

2) 無(wú)動(dòng)力船失穩(wěn)沉船。主要原因：①由于操作失誤或突發(fā)風(fēng)暴引起的拖航過(guò)程失穩(wěn)；②穩(wěn)性計(jì)算失誤；③載物移位。

3) 無(wú)動(dòng)力船或拖船損壞。①甲板變形；②無(wú)動(dòng)力船與拖船碰撞；③與航道中的其他船只或浮體碰撞[7]。

3 事故樹(shù)的建立

根據(jù)對(duì)無(wú)動(dòng)力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過(guò)程中可能引發(fā)各類事故的風(fēng)險(xiǎn)源及其有關(guān)的影響因素的分析，應(yīng)用系統(tǒng)分析理論、風(fēng)險(xiǎn)分析理論，結(jié)合相關(guān)的技術(shù)理論，建立無(wú)動(dòng)力船錨纜快速釋放及緊急撤離過(guò)程事故樹(shù)，見(jiàn)圖3。

圖3 無(wú)動(dòng)力船錨纜快速釋放及撤離過(guò)程事故樹(shù)

4 風(fēng)險(xiǎn)因素的定性分析

由事故樹(shù)可知，可能引發(fā)過(guò)程失效的主要原因來(lái)自：設(shè)計(jì)因素、設(shè)備因素、誤操作、偶發(fā)事件等4個(gè)方面。根據(jù)各方面的特點(diǎn)，結(jié)合對(duì)過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)類型和風(fēng)險(xiǎn)源的認(rèn)識(shí)，應(yīng)用系統(tǒng)分析理論，分別對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行定性分析，下面重點(diǎn)對(duì)設(shè)備因素進(jìn)行分析。

在無(wú)動(dòng)力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過(guò)程中，涉及到的主要設(shè)備包括無(wú)動(dòng)力船的錨纜、錨機(jī)、錨纜快速釋放系統(tǒng)以及拖船等。這些設(shè)備的狀態(tài)，是引發(fā)事故可能性大小的直接原因。為了更好地分析和認(rèn)識(shí)設(shè)備的狀態(tài)及影響因素、相互關(guān)系，建立無(wú)動(dòng)力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離過(guò)程設(shè)備事故樹(shù)，見(jiàn)圖4。

從上述幾種可能發(fā)生失效的形式及后果特征分析看，有些影響因素的特征具有典型的不確定性?，F(xiàn)針對(duì)這些不確定性因素所產(chǎn)生影響的特點(diǎn)，對(duì)照因素分值區(qū)間原則，建立影響設(shè)備失效各主要影響因素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。

4.1 事故發(fā)生頻率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

1) 發(fā)生的可能性很小，或只在理論中具備發(fā)生的可能，幾乎不發(fā)生。

2) 偶爾發(fā)生，曾經(jīng)在事故報(bào)告中出現(xiàn)，但是發(fā)生概率比較低。

3) 比較容易發(fā)生，加強(qiáng)安全保障措施后基本可以杜絕事故的發(fā)生。

4) 時(shí)有發(fā)生，加強(qiáng)安全保障措施，可以降低事故發(fā)生的機(jī)率，但是無(wú)法做到杜絕發(fā)生。

5) 經(jīng)常發(fā)生，即使采用多種安全保障措施，仍無(wú)有效方法杜絕其發(fā)生。

4.2 事故影響程度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

1) 可導(dǎo)致外表?yè)p傷，經(jīng)濟(jì)損失可以忽略，無(wú)人員受傷害，或只是事故隱患表現(xiàn)，未成事實(shí)。

2) 外表?yè)p傷，經(jīng)濟(jì)損失小，無(wú)人重傷。

3) 對(duì)功能、性能有較大損傷，有人員受中等傷害。

4) 功能、性能大部分喪失，有人員傷亡。

5) 功能、性能喪失，有多人傷亡。

4.3 事故緊急程度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

1) 補(bǔ)救措施的實(shí)施基本不受限制，甚至可以忽略不計(jì)，可以先行考慮其他的事故補(bǔ)救。

2) 允許慢些采取措施，但是不可以忽略不計(jì)。

3) 要在發(fā)現(xiàn)事故后快些做出結(jié)論，拿出解決方案并實(shí)施補(bǔ)救。

4) 要盡快采取措施，發(fā)現(xiàn)事故后要盡快拿出補(bǔ)救方案，立即采取補(bǔ)救措施。

5) 必須立即采取措施，每耽誤一秒都會(huì)使事故后果嚴(yán)重?cái)?shù)倍。

4.4 事故修復(fù)難易程度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

1) 很容易修復(fù)，或有可靠的應(yīng)急系統(tǒng)，故障顯示后能夠迅速地排除。

2) 方便維修，或有應(yīng)急系統(tǒng)，故障顯示后需要較長(zhǎng)時(shí)間才能排除。

3) 修復(fù)要明顯付出代價(jià)，應(yīng)急系統(tǒng)不可靠，故障顯示后需要通過(guò)外援才能排除。

4) 很難修復(fù)、修復(fù)的代價(jià)巨大，或應(yīng)急系統(tǒng)不可靠，故障顯示后很難排。

5) 修復(fù)代價(jià)與重新建造相當(dāng)，或無(wú)應(yīng)急系統(tǒng)，故障出現(xiàn)后很難排除。

根據(jù)這些評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，可以全面地評(píng)價(jià)各個(gè)因素的具體情況；而具體操作過(guò)程，則需要在本專業(yè)領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家的合作下完成。

5 風(fēng)險(xiǎn)因素的定量分析

把失效模式的影響因素進(jìn)行分類、定性分析和評(píng)價(jià)后，各因素對(duì)故障模式產(chǎn)生的“后果”，常用發(fā)生頻率Cp，影響程度Cy， 緊急程度Cj進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。這里引入“風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)”Cr：

(1)

若除前述3個(gè)因素外，尚需考慮修復(fù)的難易程度Cn，則風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為

(2)

若需考慮i個(gè)因素，則Cr為

(3)

各系統(tǒng)Ci的取值與定性描述相一致，用一個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)值區(qū)間表示，用A、B、C、D、E五級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)各系統(tǒng)的`取值，見(jiàn)表1。

表1 事故發(fā)生頻率評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

Cp、Cy、Cj、Cn可以由專業(yè)人員或工程實(shí)踐人員按已經(jīng)建立的各個(gè)因素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則作出評(píng)定，也可以按專門建立的單獨(dú)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)定。然后對(duì)各專家意見(jiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)均衡，求出風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并按照風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的大小排序，找出最關(guān)鍵因素，即可進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)管理。

例如，無(wú)動(dòng)力船設(shè)備失效模式的選取如圖4所述，Cp、Cy、Cj及Cn的選取由多位與項(xiàng)目相關(guān)的專業(yè)人員根據(jù)各個(gè)因素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則給出，計(jì)算中?。篈=2.5，B=10.0，C=27.5，D=57.5，E=87.5。通過(guò)式(2)計(jì)算最終的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，見(jiàn)表2。

本例中風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最高的前4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素有：錨纜釋放順序失誤(Cr=53.11)，錨機(jī)操作失誤(Cr=47.82)，斷纜(Cr=45.81)，錨纜打結(jié)(Cr=44.17)。所以，應(yīng)該對(duì)于可能導(dǎo)致這四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素產(chǎn)生的原因進(jìn)行重點(diǎn)分析，加強(qiáng)安全措施以降低相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。另需說(shuō)明的是，各種失效方式具體因素點(diǎn)值的給出最好應(yīng)由一組具備實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的專家進(jìn)行，由于資料和經(jīng)驗(yàn)的限制，本報(bào)告的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算結(jié)果僅供參考。

表2 無(wú)動(dòng)力船設(shè)備失效風(fēng)險(xiǎn)定量分析

6 風(fēng)險(xiǎn)管理措施

系泊作業(yè)中應(yīng)注意：選定良好避風(fēng)錨地；選擇正確的錨泊方法和足夠的出鏈長(zhǎng)度；大風(fēng)浪來(lái)臨前應(yīng)作好充分準(zhǔn)備；駕駛員應(yīng)熟練掌握發(fā)現(xiàn)船走錨的方法及手段。

錨纜快速釋放中應(yīng)注意：設(shè)備日常維護(hù)與人員培訓(xùn)；對(duì)于機(jī)艙部和甲板部做好物質(zhì)準(zhǔn)備工作；做好全船的配合協(xié)同作業(yè)；收纜過(guò)程中的注意程序、方式，且要隨機(jī)應(yīng)變。

拖航撤離中應(yīng)注意：提高設(shè)計(jì)計(jì)算精度；防止失穩(wěn)發(fā)生；防止斷纜發(fā)生；做好抗風(fēng)浪準(zhǔn)備；確認(rèn)系統(tǒng)安全可靠。

7 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)動(dòng)力船錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究是與中海油能源發(fā)展股份有限公司合作完成的，通過(guò)針對(duì)“海洋石油298”無(wú)動(dòng)力船的錨泊系統(tǒng)作業(yè)及緊急撤離風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的探討，總結(jié)了一套適合中國(guó)國(guó)情的、具有一定可靠性的風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)管理體系。但是，由于工程項(xiàng)目中大部分因素的不確定性和隨機(jī)性，在我國(guó)，風(fēng)險(xiǎn)分析方法還是以定性分析為主，定量分析為輔，這必然造成計(jì)算結(jié)果有誤差，存在不確定性。因此，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素精確量化分析方法有待進(jìn)一步研究。

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