基于人为差错分析的液体推进剂 防火防爆安全分析

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工业技术
事故类型
泄漏
储箱超压 地震、飓风 人为操作
发生部位
储箱破裂
阀门密封失效 密封圈失效 管路破裂 推进剂储箱 推进剂各系统 推进剂各系统
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4 结语 人为差错也是在液体推进剂长期贮存过程中发生
事 故的主 要原因之一，通 过 人 为差 错 分 析，考虑 人 的 因素，运 用统 计 概 率，可以计 算人 为差 错 造 成的 危 害 发生的概率，以量化的形式指出容易造成事故觉得方 面，从而有针对性的提出提高液体推进剂长期储存过 程中的安全性的措施、方法。
另一方面，人的因素在推进剂长期贮存过程中发生 事故的重要方面，结合人为差错分析，可以通过计算人 为差错引起的危险性事故的概率，来考量人为差错在 推 进 剂长期储 存过 程中对其安 全 性的影响[10]。上面以 阀门为例，计算了在人为差错影响下，阀门失效引起的 危险事故的概率为1.45×10-3，通过结果可以发现，虽然 人为差错是影响推进剂火灾、爆炸危险性的重要因素， 但整体来说，有人为差错造成的事故的概率是非常低 的，因此可以说推进剂长期储存过程中人的因素相对是 安全的，也就是说推进剂的安全性是可以保障的。
表1 火灾爆炸事故后果分析表
事故严重性 大范围泄漏，未达到自燃浓度，遇明火爆炸；达到自
燃浓度，无明火也会发生火灾、爆炸 小型渗漏，遇明火可能发生火灾 小型渗漏，遇明火可能发生火灾
大范围泄漏，视情况发生火灾甚至爆炸 直接引起超压爆炸
不可抗因素，毁灭性的火灾、爆炸 不确定因素，易发生火灾、爆炸
严重性等级
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DOI:10.16660/ki.1674-098X.2008-5640-7729
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基于人为差错分析的液体推进剂 防火防爆安全分析①
邓志渊1 刘颂宾2 管旭军3 (1.91515部队 海南三亚 572000；2.海参安全评估保障室 北京 100080；3.91091部队 辽宁大连 116002)
灾难性的
较小的 较小的 重大的 重大的 灾难性的 重大的
检查运行情况
执行例行动作
技能型行为认知过程
是 是否正常
否
否 问题
目标状态 是
问题是否 解决
规则型行为认知过程
考虑局部状态信息
模式是否熟悉
是 应用已有规程
否
知识型行为认知过程 考虑结构/功能的深层关系
推理诊断形成修正动作
其他尝试
图1 人的行为动态模型
高度相关HD，P(B|A)=
；
中度相关MD，P(B|A)=
；
低度相关LD，P(B|A)=
；
零相关ZD，P(B|A)=P(B)。
3 典型案例分析 以储箱阀门为例，人为差错造成的阀门失效导致的
火灾、爆炸危险性的人员失误概率的计算方法如下：
(6) 则，阀门失效的概率为： HEP=0.01×0.145=1.45×10-3 (7) 式中：查 T H E R P手册得阀门忘记打开的概 率为 0 . 01，阀门未 检 查的 概 率为 0 .1，假 设 人 员处于 最佳 的 应激状态，PSF=1。 运用特定风险分析，从可能产生火灾、爆炸的特定 风 险出发，找出危 险 发 生的原因，并 相 对 的 提 出规 避 这些风险的方法，有效地提高了液体推进剂长期贮存 过程中的安全性。
对串联型任务，成功或者失败的概率表示为： P(S)=a(b|a) (2) P(F)=1-a(b|a)=a(B|a)+A(b|A)+A(B|A) (3) 对并联型任务，成功或者失败的概率表示为： P(S)=1-A(B|A)=a(b|a)+a(B|a)+A(b|A) (4) P(F)=A(B|A) (5) 其中： P(S)是任务成功的概率； P(F)是任务失败的概率； a是任务A成功的概率； A是任务A失败的概率； b|a是在a成功的条件下任务B成功的概率； B|a是在任务A 成功的条件下任务B失败的概率； b|A是在任务A失败的条件下任务B成功的概率； B|A是在任务A失败的条件下任务B失败的概率。 在用上式计算人为差错概率是需要用绩效形成因 子（P S F）修正，P S F的 值 可以参 考 T H E R P手册。修正 公式共分五级，具体如下： 完全相关CD，P(B|A)=1；
摘 要：人为差错是在液体推进剂长期储存过程中发生事故的主要原因之一，本文分析了液体推进剂火灾爆炸事
故模式、发生条件、影响区域及事故后果分析。利用人为差错分析方法，在考虑人的因素基础上，运用统计概率，
以某阀门故障为例来计算人为差错造成的危害发生的概率，以量化的形式指出容易造成事故的方面，从而有针对
性地提出提高液体推进剂长期储存过程中的安全性的措施、方法。
如果说防泄漏是液体推进剂长期储存过程中最常 见的安 全 性问题，那么液体 推 进 剂的防火防爆问题则 是其最危险的安全性影响因素。对液体推进剂防火防 爆的安 全 性 分析，首先 要 分析 造 成 其 火灾、爆 炸的事 故 类 型，从 其 可能 发 生事 故的 根 源出发，找出减 少其 发生危险的可能性[1]。国内外学者研究发现，液体推进 剂火灾、爆炸事故的诱因主要有液体推进剂的泄漏、 贮箱内形成爆炸性混合物、低温导致的推进剂气化造 成的超压爆炸、管道堵塞造成的爆炸[2-3]。
过 程 都 离不开人 的因素，信息化 条 件下的人 员从 直 接 的 操 作 者 转 变 为监 控、管 理 等的 决 策 者，人 员要素对 装备安全性的需要更加显著。
人为差错分析通过分析事故发生的原因，以及人员在 事故发生中所起的作用，从而分析整个系统的安全性。人
为差错类型可大致分为执行型错误和遗漏型错误。 运 用人 为差 错 分析，主 要考 察人 员在 操 作 过 程中
(1) HRA事件树的分析和建立。HRA事件树的存在形
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小 型 可控 火 灾的 影响区域 限 制在 贮 箱附 近，大 型 火灾甚至引起爆炸可能危害整个全弹，甚至整个弹库 的危险[7]。 1.3 液体推进剂火灾、爆炸事故后果分析
液体推进剂火灾、爆炸事故后果见表1。
2 人为差错分析（HEA） 装 备 的 设 计、制 造、使 用、维 护、保 养及管 理 的 全
（1）发生条件。 推 进 剂的 泄 漏，包 括 大面 积的 泄 漏 和 小 孔 渗 漏； 推 进 剂泄漏后在 空气中的 浓 度 积 聚 [6 ]；储 箱附近是 否 存在明火设备或造成明火的条件；储箱内的压力的临 界条件；弹库的通风条件。 （2）影响区域。
①作者简介：邓志渊（1978—），男，汉族，河南开封人，本科，高级工程师，研究方向为特种装备总体。
1 液体推进剂火灾与爆炸事故 1.1 液体推进剂火灾与爆炸的事故模式
液体推进剂在长期贮存过程中可能面临的火灾爆 炸危险模式主要的是推进剂的泄漏[4]，泄漏后的液体推
进剂在空气中浓度不断升高，在接触明火后极易造成火 灾、爆炸事故的发生；另一反面，与空气混合的液体推进 剂在一定的浓度下，即使没有明火，也会自燃引起火灾、 爆炸的发生；推进剂储箱内的压力如果急剧变化，也会 造成推进剂的超压爆炸[5]；自然环境引起的非可抗力造 成的火灾、爆炸事故；人为操作不当引起的火灾、爆炸。 1.2 液体推进剂火灾、爆炸事故发生条件与影响区域
的行为，找出其 在 工作过程中的执行错 误和遗漏错 误，运用统计 学规律[8]，分析各种人为差错出现的概 率，并利用H R A事件树 概率公式，参 考《T H ER P手 册》中的绩效形成因子（PSF）值[9]，计算整个过程中人 成功的概率。
人的行为动态模型如图1所示。 人为差错概率的计算是根据统计 学的规律得到 的，人为差错概率为
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式为二叉树，也就是说，每一个事件都有两种状态，成 功或者失败。如果一个任务包含两个子项A和B，则需 要考察子项之间的关系是串联还是并联，对于串联任 务，需同时 完 成 所以子项任 务才 能 获 得成 功；对 并 联 任务，只要完成其中一项，任务就能成功。
通常在HRA事件树各支的尾部标注S和F来表示任 务成 功或 者失 败，同时，事 件 树每 个分支的 左 支 表 示 成功，右支表示失败。
关键词：人为差错分析法 液体推进剂 贮存 安全性
中图分类号：V511
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(20ห้องสมุดไป่ตู้0)11(b)-0066-03
Fire and Explosion Safety Analysis of Liquid Propellant Based on Human Error Analysis
DENG Zhiyuan1 LIU Songbin2 GUAN Xujun3 (1.91515 Unit, Sanya, Hainan Province, 572000 China; 2. Security Assessment and Assurance Room of Navy,
Beijing, 100080 China; 3.91091 Unit, Dalian, Liaoning Province, 116002 China) Abstract: Human error is one of the main causes of accidents during the long-term storage of liquid propellants. This paper analyzes the accident mode, occurrence conditions, affected areas and consequences of liquid propellant fire and explosion. Using the human error analysis method, considering human factors, using statistical probability, taking a valve failure as an example to calculate the probability of the hazard caused by human error, and pointing out the aspects that are likely to cause accidents in a quantitative form, so as to be targeted proposes measures and methods to improve the safety of liquid propellants during longterm storage. Key Words：Human error analysis; Liquid propellant; Storage; Safety
参考文献 [1] 郑治仁.液体推进剂防火防爆问题综述[J ].中国航
天,2000(2):22-24. [2] 李亚裕.液体推 进剂[ M ].北京：中国宇航出版社，
2011. [3] 淳静,崔村燕,冯炼兵.有毒液体推进剂泄露扩散危