飛行事故與危化品爆炸事故的共性原因研究

袁晨輝 張 一 程睿琪 陶潤東 傅 貴教授

(中國礦業(yè)大學(北京) 應(yīng)急管理與安全工程學院，北京 100083)

0 引言

通過對國內(nèi)外事故統(tǒng)計結(jié)果研究得知，當今社會重特大事故依然時有發(fā)生，而飛行事故(航空航天事故)與?；繁ㄊ鹿适撬劳雎首罡叩膸最愂鹿手籟1-2]。危險化學品由于其本身的易燃、易爆、毒害等化學性質(zhì)，若在大量堆放儲存的場所發(fā)生燃燒爆炸，極易引發(fā)大面積的破壞并造成群死群傷[3]；飛行事故近年來發(fā)生頻率雖然降低，但一旦在高空發(fā)生，機上人員逃生的可能性極低，甚至無人生還，也會造成嚴重的財產(chǎn)損失和環(huán)境破壞[4-5]。因此，從這2類高危險性、高死亡率的事故出發(fā)，研究并建立高效、通用的事故預(yù)防和安全管理方法，不僅對于這2類行業(yè)，對于其他各類生產(chǎn)行業(yè)的安全工作均具有重要的指導意義。

事故預(yù)防工作的基礎(chǔ)是事故原因分析，對于事故原因的分析方法，自1919年至今，國內(nèi)外先后有60余類具有代表性的事故致因理論被提出[6-8]，其中大部分理論的核心理念以幾何圖像的方式繪制成為事故致因模型。事故致因理論及模型的核心思想是找到事故的共性原因，尋求科學有效的事故預(yù)防方法[9]。經(jīng)作者研究認為，采用事故致因理論或模型對同一類事故原因進行研究，對于該類行業(yè)安全工作具有較好的指導作用。近年來，在化工、航空、礦山、建筑等行業(yè)的研究成果已得到證實[10-14]，但同一行業(yè)的事故致因研究對其他行業(yè)的指導作用比較微弱。若全面分析不同行業(yè)不同類型的事故，得出共性原因，進而找出組織管理層面的深層次的共性問題并進行統(tǒng)計、對比、整理，最終可以找到通用的事故預(yù)防方法。

綜上，筆者擬選擇事故致因“2-4”模型(第6版)作為分析工具，依據(jù)“哥倫比亞”號航天飛機墜毀事故調(diào)查報告[15]和天津港“8.12”瑞海公司特別重大火災(zāi)爆炸事故調(diào)查報告[16]，對2起事故的原因重新進行系統(tǒng)、詳細地分析，探究2起事故的共性原因，并基于此制定2類行業(yè)通用的預(yù)防對策，以期為探究實現(xiàn)所有行業(yè)通用、所有崗位通用、各類事故通用的預(yù)防方法提供理論支持。

1 事故原因分析

1.1 事故原因分析方法——“2-4”模型

“2-4”模型(第6版)由傅貴等[17]在該模型前5個版本的基礎(chǔ)上進行改進并于2022年提出，與第5版[18]類似，第6版同樣分別繪制模型的動態(tài)結(jié)構(gòu)與靜態(tài)結(jié)構(gòu)，如圖1。在第6版中，“2-4”模型將組織定義為組織文化、管理體系、個體能力、個體動作4個因素所形成的一個整體，模型中各因素的運轉(zhuǎn)也是在組織內(nèi)進行，即事故原因的分析過程是在組織內(nèi)進行而不考慮外部因素。該模型的動態(tài)結(jié)構(gòu)代表4個因素相互之間永不停息的作用過程，也即因素的一種行為，體現(xiàn)行為演化的過程；在某一時間點，模型動態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)各因素的作用過程“停止”，形成靜態(tài)結(jié)構(gòu)，靜態(tài)結(jié)構(gòu)與第5版本模型的結(jié)構(gòu)組成相似，表示2個層面、4個因素之間層次分明的連接關(guān)系。利用事故致因“2-4”模型分析不同行業(yè)中不同類型的事故，可以深剖各類事故在發(fā)生發(fā)展過程中存在的共性原因，從而得出組織管理層面，即組織文化和管理體系層面存在的共性問題。

(a)動態(tài)結(jié)構(gòu)

1.2 “哥倫比亞”號墜機事故分析

2003年2月1日，美國“哥倫比亞”號航天飛機在執(zhí)行任務(wù)時失聯(lián)，隨后在德克薩斯州上空爆炸、解體，機組內(nèi)7名人員全部遇難。美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)成立哥倫比亞事故調(diào)查委員會對此次事故進行調(diào)查，確定事故原因是脫落的泡沫材料擊中左機翼使其產(chǎn)生裂縫，返回大氣層時氣流自裂縫涌入最終導致飛機解體，并公布調(diào)查報告[15]?；谄涫鹿收{(diào)查報告，本節(jié)將通過“2-4”模型對事故原因進行重新分析。

1.2.1 直接原因——個體動作

個體動作包括與此次事故相關(guān)的不安全物態(tài)(1-2條)和不安全動作(3-7條)。

(1)飛機燃料箱所敷設(shè)的泡沫材料中間存在縫隙，液態(tài)氫能夠從縫隙中滲入泡沫材料內(nèi)部。氫氣受熱易膨脹，前后導致3塊泡沫材料從外部燃料箱的雙腳架坡道上分離、脫落，并撞擊加強碳纖維板下半部分附近的機翼使其產(chǎn)生裂痕。

(2)氧化鋅的腐蝕污染導致軌道飛行器出現(xiàn)針孔，且針孔數(shù)量和大小在飛機飛行過程中不斷增加，致使軌道飛行器外部保護強度減小、抗沖擊性減弱。

(3)安全檢查人員在檢查和評估報告中存在大量的主觀和定性判斷而非全面、客觀的分析，檢查結(jié)果可靠性差。

(4)在以往的任務(wù)中有80%的任務(wù)出現(xiàn)泡沫損壞脫落的問題，但是項目負責人未組織人員在本次泡沫材料安裝敷設(shè)后評估其特性，以確保其在航天飛機運行過程中的無損、安全。

(5)項目負責人沒有通過升級熱保護系統(tǒng)來加固軌道飛行器，以防泡沫材料或其他物體的沖擊。

(6)為趕進度，航空中心未對已經(jīng)老化的航天飛機進行及時的維修、護理或更換組件，例如軌道上大多數(shù)儀器的使用年限是其使用壽命的2倍，系統(tǒng)能力已達極限。

(7)對于在先前的任務(wù)中固體火箭助推器分離期間金屬異物飛出問題，管理層人員大都忽略掉；項目負責人為了獎金和項目進度而故意曲解“異物”的定義，未按照相關(guān)標準進行嚴格劃分并解決異物異常飛出問題，處理方式不得當。

1.2.2 間接原因——個體能力

個體能力包括組織內(nèi)成員的安全知識、意識、習慣、心理、生理5個方面。本次事故未涉及人員安全生理層面的原因。

(1)安全知識不足。泡沫敷設(shè)負責人對敷設(shè)工藝存在缺陷的理論知識儲備不足；安全評估人員模型工具選擇不當(所使用的評估工具“Crater模型”的評估結(jié)果是“泡沫撞擊不會構(gòu)成危害”)，安全檢查和評估的技能知識不足；管理者對泡沫材料脫落、機體老化、機身的保護層失效等問題可能造成的危害后果的理論知識不足，沒有吸取“挑戰(zhàn)者”號的事故教訓，事故案例知識缺欠。

(2)安全意識不高。管理者始終宣稱沒有安全問題，故意隱瞞相關(guān)情況，法規(guī)意識薄弱；對于機體老化等安全問題沒有及時處理，風險意識薄弱。

(3)安全習慣不佳。管理者對于長久以來出現(xiàn)的泡沫脫落、機體老化等問題存在習慣性忽略；項目負責人不顧安全問題的存在，習慣性違規(guī)指揮執(zhí)行航天項目；安全檢查人員習慣性以主觀和定性方式判斷安全狀況。

(4)安全心理不佳。管理者為追求獎金和進度隨意指揮項目進程，是麻痹心理的體現(xiàn)；故意忽視各類安全問題，忽視工程數(shù)據(jù)和評估測試，是僥幸心理的體現(xiàn)；安全檢查和評估工作存在缺欠，是省能心理的體現(xiàn)；在事故后宣稱“此事故是不可避免的，自身不存在安全問題且不擔責任”，是逆反心理的體現(xiàn)。

1.2.3 根本原因——管理體系

管理體系，即安全管理體系，是企業(yè)安全方針、組織結(jié)構(gòu)、程序文件、作業(yè)文件的集合，也是該組織的安全管理工作方案。

(1)未履行“安全第一”的方針。NASA的政策規(guī)定，安全項目在組織中必須有足夠的獨立性和權(quán)威性，但項目管理者始終將獎金和進度放在第一位，沒有將安全放在第一位。

(2)組織結(jié)構(gòu)不合理。安全和保障部門被置于航天飛機部門之下，安全工作的運行依賴于航天飛機項目的資金，且缺乏有效的監(jiān)督，航天飛機部門的負責人在安全工作方面的權(quán)力過大，安全工作容易受到利益沖突的影響，缺乏制衡，違背安全項目的獨立性方針；安全項目的部分負責人不具備相應(yīng)的資質(zhì)，始終沒有解決長期存在的安全問題。

(3)程序文件的制定和執(zhí)行存在缺欠。航天飛機項目被允許按其認為合適的方式組織安全工作，這導致其安全程序缺乏標準化；未建立并執(zhí)行有效的風險評估程序，過去20年的安全風險評估被調(diào)查委員會認為“沒有任何進展”；未有效執(zhí)行安全信息管理程序，飛機的安全信息數(shù)據(jù)庫得不到綜合、系統(tǒng)的管控；未有效執(zhí)行安全培訓制度，未利用“挑戰(zhàn)者”號等其他事故教訓進行安全培訓。

1.2.4 根源原因——組織文化

組織文化即安全文化，該事故報告指出：“安全文化是一個組織的安全特色和安全態(tài)度，由其領(lǐng)導人推動，并由其成員內(nèi)化，這些特色和態(tài)度有助于將安全置于首要地位”?！?-4”模型則將安全文化定義為安全理念、安全信仰、安全價值觀的集合，可以通過安全文化元素表[19]32個元素進行體現(xiàn)。

通過上述分析出的問題，結(jié)合元素表的元素內(nèi)容，得出該組織的安全文化在以下元素中存在缺欠：1號安全的重要度；4號安全融入管理；5號安全主要決定于安全意識；6號安全的主體責任；10號管理層的負責程度；11號安全部門的作用；13號安全培訓需求；14號直線部門負責安全；16號安全管理體系的作用；19號安全制度的執(zhí)行方式；21號安全檢查的類型；28號子公司與合同單位安全管理；30號安全部門的工作。

將基于“2-4”模型的事故原因分析結(jié)果整理匯總，見表1。

表1 “哥倫比亞”號墜毀事故原因分析

1.3 天津港瑞海公司爆炸事故分析

2015年8月12日，天津港瑞海公司危險品倉庫發(fā)生一起特別重大火災(zāi)爆炸事故，造成165人遇難、8人失蹤、798人受傷，周圍建筑、集裝箱、汽車均受到嚴重破壞，直接經(jīng)濟損失68.66億元人民幣。經(jīng)調(diào)查認定，本次事故的發(fā)生發(fā)展過程主要包括起火、2次大的爆炸和若干次小的爆炸，以及數(shù)10起火災(zāi)。初始起火原因是由于硝化棉發(fā)生分解反應(yīng)而升溫、自燃；火焰蔓延到附近的硝酸銨集裝箱導致第一次爆炸，火焰蔓延與爆炸沖擊波的影響導致西北方向集裝箱的第2次爆炸；若干起爆炸引發(fā)嚴重的火災(zāi)，事故發(fā)生約42h后大火被完全撲滅[16]。本節(jié)將通過“2-4”模型對事故原因進行重新分析。

1.3.1 直接原因——個體動作

不安全物態(tài)為1-3條，不安全動作為4-6條。

(1)硝化棉包裝破損。硝化棉具有易燃性和爆炸性，在超過40℃時會加速分解，在180℃會發(fā)生自燃。由于硝化棉包裝破損、內(nèi)部濕潤劑揮發(fā)散失，在當日高溫天氣的局部干燥條件下發(fā)生分解、升溫、自燃。

(2)各類易燃易爆化學品集裝箱存儲混亂、碼放密集，導致火勢迅速蔓延進而導致爆炸。

(3)集裝箱堆場與周邊交通要道、建筑物安全距離不足，導致事故造成的傷亡損失進一步擴大。

(4)一線員工在開展拆箱、搬運和裝卸等作業(yè)過程中操作野蠻導致包裝破損；發(fā)現(xiàn)硝化棉包裝破損、硝化棉散落等情況，未對上級匯報；部分裝卸工人無證上崗。

(5)中層管理人員玩忽職守，未對現(xiàn)場安全狀況進行實時監(jiān)管；違章指揮工人進行超高、密集、過量堆碼貨物。

(6)高層管理人員在未獲得許可批復的情況下，違法開工建設(shè)貨物堆場并經(jīng)營危險貨物的儲存業(yè)務(wù)，邊建設(shè)邊經(jīng)營；公司負責人通過行賄等非法手段獲得相關(guān)經(jīng)營批復；未組織專職安全管理人員進行現(xiàn)場監(jiān)管；未按照規(guī)定對員工進行安全培訓；未組織應(yīng)急演練，事故發(fā)生后未指揮現(xiàn)場與周邊人員安全有序撤離和疏散。

1.3.2 間接原因——個體能力

本次事故未涉及人員安全生理層面的原因。

(1)安全知識不足。一線員工對硝化棉包裝損壞、濕潤劑散失造成后果的理論知識不足；管理層人員對違規(guī)密集、過量儲存易燃易爆化學品造成危害的理論知識不足，對占用消防通道而妨礙消防隊救援工作的理論知識不足，對于事故后應(yīng)急指揮的技能知識不足；沒有吸收發(fā)生過的事故教訓，事故案例知識存在缺欠。

(2)安全意識不高。一線員工沒有意識到野蠻操作帶來的風險，風險意識薄弱；管理層人員沒有對硝化棉等易燃易爆化學品時刻進行安全監(jiān)管的意識，沒有意識到集裝箱之間安全距離過小、消防通道被占用等問題會造成嚴重后果，風險意識薄弱；管理層人員擅自離崗、玩忽職守，且通過行賄手段獲取經(jīng)營批復，違反相關(guān)法律法規(guī)，法律意識淡薄。

(3)安全習慣不佳。一線員工習慣性違章作業(yè)，中層管理人員習慣性違章指揮，高層管理人員習慣性違法未批先建、邊經(jīng)營邊建設(shè)。

(4)安全心理不佳。一線員工作業(yè)過程中圖省事、求速度，是省能心理的體現(xiàn)；管理層人員認為安全培訓和應(yīng)急演練不是必要的，即認為不會發(fā)生事故，是僥幸心理的體現(xiàn)；管理層人員未經(jīng)政府批準隨意進行開工、經(jīng)營，無視法律法規(guī)，是麻痹心理的體現(xiàn)。

1.3.3 根本原因——管理體系

(1)未履行“安全第一”的方針。公司原有的安全方針[20]雖然強調(diào)安全與生命的重要性，但是從其各層級人員存在各種違規(guī)、違法行為可知，該公司沒有將“安全第一”作為其生產(chǎn)經(jīng)營的第一要義，而是將公司利潤放在第一位。

(2)組織結(jié)構(gòu)不合理。該公司人員配備嚴重不合理，未配備現(xiàn)場安全監(jiān)督管理人員，部分中層管理人員沒有取得相關(guān)從業(yè)資格證書，不具備相應(yīng)的資質(zhì)。

(3)程序文件和作業(yè)文件的制定和執(zhí)行存在缺欠。未有效執(zhí)行安全培訓制度，安全教育培訓流于形式；未有效執(zhí)行應(yīng)急演練制度，事故后應(yīng)急處置嚴重不利；未按照《港口危險貨物安全管理規(guī)定》制定和執(zhí)行危險貨物作業(yè)建設(shè)程序，違規(guī)開工建設(shè)；未按照《集裝箱港口裝卸作業(yè)安全規(guī)程》《港口危險貨物安全管理規(guī)定》制定和執(zhí)行危險貨物的裝卸和儲存程序；未按照《危險貨物集裝箱港口作業(yè)安全規(guī)程》制定和執(zhí)行現(xiàn)場安全監(jiān)督和管理程序；未按照《危險化學品安全管理條例》制定和執(zhí)行負責危化品儲存相關(guān)人員的資格審查程序。

1.3.4 根源原因——組織文化

該組織的安全文化在以下元素中存在缺欠：1號安全的重要度；4號安全融入管理；5號安全主要決定于安全意識；6號安全的主體責任；7號安全投入；8號安全法規(guī)的作用；10號管理層的負責程度；11號安全部門的作用；13號安全培訓需求；14號直線部門負責安全；16號安全管理體系的作用；21號安全檢查的類型；30號安全部門的工作；32號應(yīng)急能力。

基于“2-4”模型的事故原因分析結(jié)果整理匯總，見表2。

表2 天津港?；繁ㄊ鹿试蚍治?/p>

2 事故共性原因研究

2.1 “2-4”模型的共性原因分析方法概述

任何一起事故的發(fā)生，都有成因機制，利用事故致因模型分析事故，可以更加深入、系統(tǒng)地研究導致事故發(fā)生的原理和機制[21]，原理和機制就是各類事故共性原因的體現(xiàn)。相比于其他模型，“2-4”模型能夠在完整定義各類原因和因素基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)網(wǎng)狀的形式描述事故發(fā)生的路徑[8，22]，對于不同行業(yè)、不同類型的事故，都可以利用“2-4”模型進行全面、系統(tǒng)地分析和解決組織層面和個體層面存在的缺欠和問題，提出面向復雜系統(tǒng)的共性安全管理方法，也即通用的事故預(yù)防方法。

通用的事故預(yù)防方法是組織內(nèi)各層級人員的行為安全控制問題，而人的行為是由組織行為塑造的[9]，因此，從組織層面設(shè)計預(yù)防策略，對于事故預(yù)防工作可以起到最根本的指導作用?！?-4”模型[17]認為，組織的管理體系就是該組織的事故預(yù)防方法，而良好的管理體系需要靠科學的組織文化進行指導，進而由體系影響個體能力、能力影響動作，行為演化的不斷運行最終形成事件(安全效益)。而對于不同行業(yè)具體的工程技術(shù)手段，也即直接原因中的物態(tài)因素，既需要通過進一步提高技術(shù)水平來增強系統(tǒng)性能，也同樣需要通過完善管理程序從而解決其運行過程的安全問題。

2.2 個體能力共性問題分析

行為安全控制的目的是改善個體動作，而改善動作的最直接方法就是改善個體能力[17]，因此，首先要找到個體能力存在的問題。通過上一節(jié)的原因分析結(jié)果，得出兩者個體能力存在以下共性問題：對于相關(guān)技術(shù)或工程作業(yè)的技能知識、對于安全問題會造成后果的理論知識以及對事故案例知識的儲備存在不足；遵守法律法規(guī)的意識、風險的防范意識和敏感性不足；存在習慣性違章指揮、習慣性違章操作與行動；存在省能、僥幸、麻痹心理。為有效解決上述個體能力的共性問題，即以提高個體能力為目標，需要分析管理體系、組織文化的共性原因，并設(shè)計預(yù)防對策、提出通用的預(yù)防方法。

2.3 組織層面的共性原因分析與預(yù)防方法設(shè)計

通過對組織層面的原因?qū)Ρ鹊玫絻烧叽嬖诘墓残栽颍簝烧呓M織文化對于元素表的1、4、5、6、10、11、13、14、16、21、30號元素的理解和貫徹均存在缺欠，進而影響組織安全管理體系程序文件內(nèi)容的全面性和程序執(zhí)行的有效性。安全方針方面，均未將“安全”作為其首要方針，而是將任務(wù)進度、經(jīng)濟效益放在第一位，忽視安全和經(jīng)濟效益之間的關(guān)系。組織結(jié)構(gòu)方面，均存在相關(guān)人員資質(zhì)欠缺的問題，忽視對各層級人員能力和資質(zhì)的考核，且安全部門的職能分配不合理。程序文件方面，均未有效執(zhí)行安全培訓制度、資質(zhì)審查制度以及安全檢查或評估等程序，從而無法解決人因和物因2個方面存在的隱患或問題；對于行業(yè)內(nèi)具體的工程或作業(yè)程序、程序內(nèi)容及其執(zhí)行過程均存在缺欠，各部門沒有將本職工作按照組織的規(guī)定和要求有效地、全面地完成。

為探究通用的事故預(yù)防方法，必須解決上述存在的共性問題，現(xiàn)設(shè)計以下預(yù)防方法：必須明確安全的重要度，樹立“安全第一”的方針，明確安全可以創(chuàng)造經(jīng)濟效益；將安全融入到管理中去，建立并執(zhí)行科學的安全管理體系，完善程序文件和作業(yè)文件，確保各項安全程序能夠系統(tǒng)、有效地得到執(zhí)行并持續(xù)改進；必須落實面向組織內(nèi)各層級人員的安全教育培訓制度，提高人員的理論和技能知識，增加本行業(yè)為主、其他行業(yè)為輔的事故案例知識儲備，提高遵紀守法的意識，增強發(fā)現(xiàn)和處理危險源的能力，以此保證各層級人員具備相應(yīng)的資質(zhì)；明確組織內(nèi)各部門和人員的主體責任，管理者以身作則、各級人員積極配合安全工作；安全部門必須發(fā)揮其風險管控和隱患排查的作用，提供科學、有效的咨詢顧問或協(xié)調(diào)組織服務(wù)，其權(quán)力不得低于其他部門，也不得因利益關(guān)系受制于管理層或其他部門；各職能部門或子公司對于自己的安全自己負責，并配合安全部門開展安全工作；對于不斷更新的工程技術(shù)，在開展技術(shù)與設(shè)備革新的同時，管理體系也必須隨之持續(xù)更新，以適應(yīng)新的生產(chǎn)或作業(yè)環(huán)境；管理者定期開展安全文化宣傳活動和安全心理咨詢等活動，確保組織的安全文化理念能夠被組織內(nèi)所有人員理解和運用，實現(xiàn)行為安全控制。

通過以上預(yù)防對策的設(shè)計，以提高個體能力為目標導向，以解決組織文化和管理體系中存在共性問題的方式，提出通用的預(yù)防方法。后續(xù)研究將會繼續(xù)擴大研究樣本，通過分析其他行業(yè)數(shù)量更多、涉及面更廣泛的事故案例，研究其組織管理層面存在的共性問題并設(shè)計更加系統(tǒng)、全面的預(yù)防對策，最終探尋各行業(yè)、各崗位、各類事故通用的預(yù)防方法。

3 結(jié)論

(1)本文以“2-4”模型為分析工具，對“哥倫比亞”號航天飛機墜毀事故和天津港“8.12”瑞海公司火災(zāi)爆炸事故原因進行重新分析，得出兩者在組織文化、管理體系、個體能力、個體動作4個階段的事故原因。

(2)對2起事故在個體能力、管理體系、組織文化存在的共性原因進行對比研究，并以提高個體能力為目標導向，在管理體系和組織文化層面設(shè)計通用的預(yù)防對策和方法。

(3)本次研究的重點僅在2類行業(yè)的2起事故，并未涉及其他行業(yè)，后續(xù)研究將會擴大研究范圍、增加事故案例樣本，繼續(xù)深入研究事故的共性原因和通用的事故預(yù)防方法。